基于核磁共振的煤岩孔裂隙应力变形特征

刘彦飞^1,2，汤达祯^1,2，许浩^1,2，李松^1,2，赵俊龙^1,2，孟艳军^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

摘 要：为探讨煤岩孔裂隙应力变形特征,设计不同围压(0,2,4,6,8,10 MPa)下的核磁共振实验,并基于弯曲变形理论对煤岩孔裂隙应力变形问题进行理论分析。实验得到各煤样孔裂隙在不同围压下的核磁共振T2谱图,绘制了各煤样不同围压下不同孔径的孔裂隙核磁信号衰减率图,推导出煤岩应力变形时孔裂隙截面积弹性减小率公式。实验显示:煤岩孔裂隙应力变形存在差异性:相同围压下,裂隙变化最显著,大中孔次之,微小孔变化微弱;对孔隙(或裂隙)而言,孔径大者变化程度大;但无烟煤样不同孔径孔裂隙应力变形差异性不明显。理论分析表明:相同应力作用下,孔径越大,孔裂隙应力变形越严重。煤岩孔裂隙在实验中通过加载围压发生的"被动式"变形与实际排水降压生产过程中在有效应力作用下的"部分主动式"变形存在一定差异,需引起注意。

关键词：核磁共振;孔裂隙;应力变形;煤储层;