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平頂山東北部礦區(qū)地應力發(fā)育特征及其對煤儲層壓力、滲透率的控制作用

作者:王曉彬; 趙晶; 張志榮; 李海濤 煤炭科學技術研究院有限公司礦山安全技術研究分院; 北京100013; 煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室; 北京100013

摘要:為研究平頂山東北部區(qū)域地應力對煤儲層壓力、滲透率的控制作用,依據煤層氣井水力壓裂和試井工程試驗資料,采取水力致裂手段獲取地應力的方法,研究了平頂山東北部礦區(qū)地應力發(fā)育特征,分析了地應力對煤儲層壓力、滲透率的控制作用。研究表明現(xiàn)今地應力場總體上以水平應力為主,屬于典型的構造應力場類型,且總體應力場特征為高傾角斷層或裂隙發(fā)育;最大水平主應力、最小水平主應力、側壓系數(shù)和側壓比均隨埋深的增加而線性增加;埋深約在682m時,地應力類型發(fā)生轉換,地應力類型在垂向的轉變原因主要受平頂山礦區(qū)多期構造運動所引起的地應力疊加的結果;煤儲層壓力隨著最小水平主應力、垂向應力、有效應力和主應力差的增加呈現(xiàn)增大趨勢;滲透率隨著主應力差、最大水平有效主應力和最小水平有效主應力關系以負指數(shù)形式呈現(xiàn)降低趨勢。研究認為構造應力集中區(qū)域、低滲透率分布區(qū)域是煤層氣壓裂等儲層改造和井下煤層增透卸壓工程重點布置區(qū)域。

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