鄂尔多斯盆地柳林地区煤储层地应力场特征及其对裂隙的控制作用

李勇^1,2，汤达祯^1,2，许浩^1,2，孟尚志³，刘一楠³，刘勇³，喻廷旭^1,2

1. 中国地质大学(北京)煤层气国家工程中心煤储层实验室2. 中国地质大学(北京)能源学院3. 中联煤层气有限责任公司

摘 要：为系统研究柳林地区煤储层地应力场展布及其对裂隙的控制作用,分析不同埋深煤层与地应力的关系,采用水力致裂法获取了地应力资料。通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系模型,分析了露头节理、煤层割理与现今地应力方向的耦合关系。研究表明:柳林地区最大水平主应力σmax为7.33~30.83 MPa,平均19.41 MPa,最小水平主应力σmin为6.50~24.00 MPa,平均13.12 MPa,主应力随埋深增大而线性增高。在埋深400~700 m,垂直应力σv≈σmax≈σmin,地层呈现准静水压力场特点;在700~850 m,σmax>σv>σmin,为大地动力场型,水平方向主应力占主导地位;在850~1 100 m,σv>σmax>σmin,为大地静力场型,仍未进入明显压缩带。水力压裂地应力检测表明现今主应力方向与煤层裂隙方向相近,以NNE向为主,地应力方向在割理形成后未发生明显改变。

关键词：柳林地区;煤储层;地应力;煤层裂隙;水力压裂;