煤炭科学技术

作者：高向东, 孙昊, 王延斌, 倪小明, 邓泽,

关键词：鄂尔多斯盆地, 临兴地区深部煤储层, 地应力, 水力压裂, 电成像测井,

地应力是煤储层压裂改造的关键控制因素。基于电成像测井和水力压裂数据，结合Abaqus软件模拟，查明了研究区深部煤储层地应力空间展布规律，探讨了地应力对压裂裂缝延展的影响。结果表明，临兴地区最大水平主应力方向近似呈EW向。地应力的垂向分布具有明显分带性，存在1 200 m 和2 000 m两个临界转换深度。1 200 m以浅，地应力以垂直主应力为主；埋深介于1 200～2 000 m 时，水平主应力占据主导；当埋深超过2 000 m时，地应力再次转换为以垂直主应力为主。研究区深部煤储层地应力主要表现为最大水平主应力＞垂直应力＞最小水平主应(σhmax>σV>σhmin)。地应力的平面分布受埋深和构造2方面控制，埋深导致地应力整体呈南高北低、西高东低的特征；褶皱和断层使得研究区北部地应力呈条带状分布，背斜核部水平地应力较大，向斜核部及断层发育区水平地应力较小。研究区地应力组合特征决定了煤储层压裂裂缝以垂直裂缝为主，局部容易形成一些复杂缝。在天然裂隙存在的情况下，水平主应力差小于3 MPa时，压裂裂缝沿天然裂隙扩展；当水平主应力差超过6 MPa时，压裂裂缝沿最大水平主应力方向扩展；当水平主应力差超过10 MPa时，压裂裂缝基本为沿最大主应力方向的单缝。压裂实例分析表明，压裂裂缝的延伸方向和扩展特征受地应力控制明显。该研究成果以期为深部煤储层的压裂改造提供理论指导。

来源：2022年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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