我國滇東恩洪區(qū)塊二疊系煤層氣資源豐富,該區(qū)塊是今后煤層氣開發(fā)的重點區(qū)域之一,地應(yīng)力分布對于儲層壓裂改造等煤層氣開發(fā)工程具有重要影響。在注入/壓降試井方法實測地應(yīng)力約束下,基于Anderson修正模型對恩洪區(qū)塊地應(yīng)力分布進行預測,總體上,水平最大主應(yīng)力S_H,max、水平最小主應(yīng)力S_h,min和垂向主應(yīng)力S_v在不同深度段呈現(xiàn)不同應(yīng)力機制類型,由淺至深依次表現(xiàn)為逆斷型、走滑型和正斷-走滑型。研究結(jié)果表明:在該區(qū)塊二疊系宣威組內(nèi),地應(yīng)力遵循S_H,max≥S_v>S_h,min的關(guān)系,呈現(xiàn)正斷-走滑型應(yīng)力機制,而宣威組煤層地應(yīng)力數(shù)值較其頂?shù)装逍?表現(xiàn)為正斷型應(yīng)力機制;巖石類型與埋藏深度影響地應(yīng)力分布,水平主應(yīng)力隨埋藏深度的增加呈線性增大,楊氏模量小的煤巖,其水平地應(yīng)力值最低;滇東恩洪區(qū)塊深部煤層氣臨界深度約為700 m;研究結(jié)果可以為滇東恩洪區(qū)塊煤層氣開發(fā)提供新的地質(zhì)參考。 

【文章來源】：煤炭科學技術(shù). 2020,48(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Anderson模式下的地應(yīng)力機制類型

目前，恩洪區(qū)塊在注入/壓降法基礎(chǔ)上獲取的煤儲層地應(yīng)力數(shù)據(jù)零散(表1)，不能揭示其在垂向上的連續(xù)變化規(guī)律。為此，利用帶有構(gòu)造應(yīng)力的Anderson地應(yīng)力計算模型(式(4)和式(5))，估算恩洪區(qū)塊煤層水平最大和最小主應(yīng)力(表2)，并以此為約束反推模型中附加應(yīng)力的大小，取其平均值分別為ST=11.645 7 MPa和St=5.122 3 MPa。由此可計算獲取滇東恩洪區(qū)塊宣威組地應(yīng)力剖面(圖3)。通過測井計算表明，滇東恩洪區(qū)塊地應(yīng)力隨埋藏深度的增加而逐漸增大，應(yīng)力機制在不同深度段呈現(xiàn)不同類型:500 m以淺主要為SH,max>Sh,min>Sv，呈現(xiàn)逆斷型應(yīng)力機制，500～1 000 m范圍為SH,max>Sv>Sh,min，呈現(xiàn)走滑型應(yīng)力機制，1 000～1 200 m范圍為SH,max≈Sv>Sh,min，表現(xiàn)為正斷型-走滑型應(yīng)力機制(圖3)。

不同類型巖石其巖石力學性質(zhì)差異明顯，而巖石力學性質(zhì)與巖體賦存的地應(yīng)力存在著密切關(guān)系。巖性組合的差異導致巖石力學性質(zhì)存在非均質(zhì)性，進而影響著巖石變形行為與應(yīng)力分布[20,23,27]。統(tǒng)計滇東地區(qū)恩洪區(qū)塊宣威組9、16和23號主采煤層及其頂?shù)装逅降貞?yīng)力的大小，可見滇東地區(qū)恩洪區(qū)塊宣威組煤巖水平地應(yīng)力數(shù)值較其頂?shù)装逄假|(zhì)泥巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖均要小(圖4)。前人大多研究表明，在其他參數(shù)不變的情況下，巖石的彈性模量越大，水平地應(yīng)力一般也越大[27-28]，因此，通常該區(qū)塊煤巖具有較小楊氏模量的煤巖水平地應(yīng)力值較低。埋藏深度對地應(yīng)力分布具有重要的控制作用。選取煤層為研究對象，統(tǒng)計不同埋藏深度煤層的水平主應(yīng)力大小，發(fā)現(xiàn)水平主應(yīng)力與埋藏深度之間關(guān)系明顯，水平主應(yīng)力隨著埋藏深度的增加而線性增大(圖5)。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3319099