煤岩微观结构分析及其与压裂液设计的关系研究

管保山^1,2，刘玉婷^1,2，梁利^1,2，崔丽³

1. 中国石油勘探开发研究院2. 中国石油油气藏改造重点改造实验室3. 中国石油大庆油田采油二厂

摘 要：为了更直观和量化分析煤岩微观结构,以指导压裂液设计,提高压裂液效率和降低煤储层伤害,采用显微光度计、环境扫描电子显微镜和CT扫描等微观结构分析方法,得到了不同维度和角度的煤样裂隙结构图,并定量分析了煤样裂隙参数。结果表明:不同区块煤样的主裂隙长度、主裂隙宽度有很大不同;割理有明显的同向性,容易产生沟通的裂缝;裂缝的排布在微观尺寸上很复杂,使得裂缝对复杂的应力剖面和压裂过程中应力场的变化很敏感;裂缝具有各向异性和非均质性,提高了压裂液伤害的概率。通过定量分析可知:不同区块煤样的成分不同,其源于不同的地质作用,同时也导致了不同的压力液作用效果;CT软件可以通过统计计算受测样品的孔隙度和渗透率,试验样品的孔隙度为2.68%,渗透率为6.65×10^-3μm²,与孔隙度-渗透率试验结果数值相近,印证了煤层低孔低渗的显著特点。润湿-吸附试验等数据证明不同的煤结构和成分是导致压裂液作用性能不同的原因,通过对煤岩微观结构分析能够指导压裂液的研究,为压裂液设计提供依据。

关键词：煤层气;压裂液;煤岩微观结构;裂隙;