煤炭科学技术

作者：吴嘉伟, 张健, 吕玉民, 祝彦贺, 王存武, 张月, 陈思路, 訾敬玉,

关键词：新疆米东区块, 高陡煤系, 天然裂缝, 现今地应力, 地质工程一体化,

新疆米东区块位于准噶尔盆地南缘博格达山山前冲断带，地层高陡，构造复杂。当前，天然裂缝、现今地应力特征及其对工程的影响认识不清，制约煤层气高效开发。为阐明米东区块高陡煤系天然裂缝、现今地应力特征及其对工程的影响，研究通过4口取心井岩心观察天然裂缝特征和明确裂缝类型，进一步应用Stereonet软件统计了M2井成像测井裂缝产状分布规律；对褶皱轴迹的构造分析和统计M2井诱导缝走向分别揭示了北单斜、八道湾向斜局部现今最大水平主应力方向，运用4口井注入−压降试井参数计算现今地应力大小。通过微地震监测、微破裂向量扫描揭示位于八道湾向斜的M8、M9井和位于北单斜的M10、M11井煤层压裂缝延伸方位。结果表明：层理缝/弱面、煤岩割理、剪切滑移缝是高陡煤系中最主要的3种天然裂缝类型。其中层理缝/弱面在NNW向挤压的地层抬升过程中极易活化，M2井成像测井揭示八道湾组向斜核部层理缝/弱面广泛发育，其产状与地层产状具有一致性；八道湾向斜−七道湾背斜、北单斜现今地应力场具有明显的分区特征，靠近北单斜的七道湾背斜轴迹的垂直方向指示北单斜现今最大水平主应力方向沿NNW向；M2井NEE诱导缝走向表明八道湾向斜核部现今最大水平主应力方向沿NEE向，反映向斜局部受控于中性面以下拉张应力场。北单斜由浅至深(492～1135 m)水平地应力始终大于垂向地应力，表现为以挤压作用为主的走滑断层地应力状态；八道湾向斜−七道湾背斜由浅至深(524～784 m)从走滑断层地应力状态过渡为正断层地应力状态。微地震监测和微破裂向量扫描揭示M8、M9、M10、M11井压裂缝沿NEE走向煤层延伸。在现今应力场背景下，高陡煤层的层理缝/弱面的普遍存在使压裂中易诱发套管变形、影响井壁稳定性，特别对煤层压裂缝延伸具有显著诱导作用，使压裂缝的主延伸方向与煤层产状一致，导致煤层沿非层理方向的改造程度不足。考虑压裂液黏度−排量对传递应力的影响，提高压裂液不同黏度和排量，对比压裂改造效果和产量值得进一步实践。

来源：2025年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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