煤炭科学技术

作者：李康, 张晓阳, 胡彬彬, 孔维江, 窦云飞, 张军建, 王东东,

关键词：煤层气排采, 煤岩孔裂隙, 渗透率变化, 变孔隙压力, 有效应力,

煤层气井排采过程中储层渗透率的动态变化很大程度上取决于有效应力和孔隙结构的变化，分析煤储层应力敏感性对于认识储层排采动态变化效应至关重要。基于此，采集沁水盆地东南缘寺河矿3号煤层煤样，利用CT扫描及核磁共振手段分析煤岩孔裂隙分布特征，开展变孔隙压力条件下不同含水饱和度煤样氦气渗透率测试，应用响应面法，求取煤样渗透率有效应力系数（ESCK），基于改进后的S&D模型，实现符合实际排采过程的渗透率动态变化规律分析。结果表明，干燥及饱和水状态下煤样核磁T2谱均呈近似单峰分布，孔隙结构以微孔为主；SK1煤样中存在贯穿性主裂隙且扩散孔和渗流孔连续性较好，可提供渗流通道，导致渗透性较SK3样品好；同一含水饱和度下，煤岩渗透率随净应力增大而减小，两者之间存在较好的乘幂型拟合关系；随着含水饱和度的增大，相同孔隙压力下煤样渗透率随净应力增大呈乘幂拟合关系降低；转换后渗透率（k'）与围压、孔隙压力呈二元线性关系，不同含水饱和度下煤样的ESCK值为一定值且均小于1.0，介于0.244 5～0.475 3；排采过程中煤储层有效应力大于净应力，渗透率应力敏感性强，对储层渗透率的影响更大，应合理制定排采制度，避免排水降压速率过快。

来源：2025年第7期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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