煤巖抗壓強(qiáng)度和彈性模量對不同煤階區(qū)煤層氣開發(fā)的影響

田博凡,康永尚,鄧 澤,曹明亮

(1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司,陜西 西安 710077；2.中國石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院,北京 102249；3.中國石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102249；4.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083；5.中國石油天然氣集團(tuán)有限公司 非常規(guī)油氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北 廊坊 065000；6.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司,北京 100016)

0 引 言

巖石的力學(xué)性質(zhì)是指巖石在各種靜力、動力作用下所表現(xiàn)出的性質(zhì)，主要指巖石的變形與強(qiáng)度特性，其中變形特性主要由彈性模量和泊松比2個(gè)參數(shù)反映，強(qiáng)度特性則主要由抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度反映。其中，抗壓強(qiáng)度和彈性模量是影響煤儲層可壓裂性的關(guān)鍵因素，在一定程度上控制著壓裂縫在煤儲層中的形態(tài)、方向以及延伸規(guī)模[1-2]，也是煤巖三維應(yīng)力狀態(tài)分析、壓裂效果模擬和壓裂施工優(yōu)化設(shè)計(jì)必要的原始參數(shù)。此外，煤巖抗壓強(qiáng)度(彈性模量)也對煤層氣排采過程中煤儲層滲透率動態(tài)變化起到一定控制作用[3]，因而深入分析煤巖的抗壓強(qiáng)度和彈性模量及其規(guī)律性，能夠?yàn)槊簝訅毫押兔簩託饩挪晒ぷ髦贫鹊闹贫ㄌ峁┮罁?jù)和支撐。

前人研究已表明，與常規(guī)油氣儲層(主要為砂巖和碳酸鹽巖)相比，煤巖力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為低抗壓強(qiáng)度和低彈性模量[2,4]。目前，國內(nèi)外學(xué)者針對煤巖力學(xué)性質(zhì)影響因素已開展大量研究工作，筆者、曹明亮等[5-6]基于全國多個(gè)區(qū)塊煤巖樣品綜合分析，發(fā)現(xiàn)煤巖力學(xué)性質(zhì)影響因素眾多，可分為賦存環(huán)境和自身特質(zhì)[5-6]。……