【摘要】：準噶爾盆地南緣侏羅系陸相高揮發(fā)分煙煤儲層目前是我國煤層氣勘探開發(fā)的熱點地區(qū)之一。本文在精細表征準南高揮發(fā)分煙煤孔裂隙結構的基礎之上,針對該地區(qū)煤儲層開發(fā)過程中的應力敏感、水鎖及氣鎖等力學傷害開展了物理模擬及數(shù)值模擬研究,通過探索低場核磁共振技術在定量表征煤儲層傷害上的應用,闡明了上述力學傷害的尺度效應及其與孔裂隙結構復雜程度的相關性,揭示了煤儲層排采力學傷害的形成機制。研究結果表明:(1)研究區(qū)高揮發(fā)分煙煤儲層孔徑體積分布以微孔、過渡孔為主,中孔、大孔及裂隙體積分數(shù)較小,儲層裂隙形態(tài)、喉道分布、分形維數(shù)、孔隙連通程度等均具非均質(zhì)性;(2)煤儲層孔裂隙應力敏感傷害具有尺度效應,不同孔徑應力敏感傷害程度不同,大孔及裂隙結構是影響儲層應力敏感傷害的關鍵空間結構;(3)急傾斜儲層上傾及下傾部位在煤層氣開發(fā)過程中應力敏感傷害及其變化具有強烈的非均質(zhì)性;(4)煤儲層水鎖傷害與滯留水密切相關,水侵過程中各孔徑段含水飽和度隨水侵時間呈對數(shù)增大,侵入水量及氮氣驅替后滯留水量均與儲層孔裂隙結構復雜程度有關;(5)氣鎖傷害與煤儲層裂隙形態(tài)、吸附孔孔喉結構密切相關,氣相占據(jù)裂隙、滲流孔空間導致水相滲透率顯著下降,排水降壓困難。論文的研究成果對于深化煤層氣儲層排采力學傷害具有理論意義,對高揮發(fā)分煙煤儲層煤層氣開發(fā)具有指導作用。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE311;P618.13
【圖文】：

圖 1-1 煤孔徑分類（Xoдот，1966）和不同孔裂隙表征方法示意圖，TEM 圖引自于冰等（201Figure 1-1 Pore size classification of coal reservoir (Xoдот, 1966) and sketch map for differentpore-fracture characterization methods. TEM map is refered to Yu et al. (2014).表 1-1 煤層氣儲層孔徑劃分方案對比表Table 1-1 Pore size classification scheme comparsion of coal reservoir孔隙類型劃分 孔徑尺度 劃分依據(jù) 備注微孔 < 10 nm 構成吸附容積Xoдот，1966過渡孔 10 100 nm 構成甲烷毛細凝結和擴散區(qū)域中孔 100 1000 nm 構成甲烷緩慢層流區(qū)域大孔 1000 100000 nm 構成甲烷劇烈層流區(qū)域裂隙 > 100000 nm 構成層流與紊流同時存在的區(qū)域微孔 < 2 nm介孔 2 50 nm依據(jù)孔隙介質(zhì)的吸附差異 IUPAC，198宏孔 > 50 nm擴散孔 < 65 nm 煤層氣吸附和擴散場所傅雪海等，200

水兩相流階段由于修井停抽導致的煤層氣井氣鎖傷害案例（據(jù)程as trapping damage of an actual CBM well induced by pumping stoppairing during two phase of gas and water flowing stage, after Cheng (2圖 1-3 喉道中氣泡賦存特征道中氣泡靜止；（b）氣泡于喉道窄口處運動狀態(tài)（據(jù)李仰民等Existing characters of gas bubble(a) static stated gas bubble in throat; (b) motion state of gas bubble in nthroat (After Li et al., 2010)核磁共振技術振是具有磁矩的原子核在恒定磁場中外加射頻場下發(fā)生

近井地帶煤層氣解吸暫停，而遠端煤層氣并未停止解吸，氣體會逐漸增大成氣泡，堵塞住孔隙喉道，賈敏產(chǎn)生（圖1-3），當大規(guī)模氣泡堵死氣流渠道，形成煤層氣儲層氣鎖（李仰民等，2010；張聰?shù)龋?011）。張聰?shù)龋?011）認為利用二次壓裂、電脈沖、徑向水力噴射等方

本文編號：2756409