滇东老厂矿区煤层气储层地应力特征研究

邢亚楠^1,2,3，张松航^1,2,3，唐书恒^1,2,3，郭莹莹^1,2,3，喻天成^1,2,3，朱卫平⁴

1. 中国地质大学(北京)能源学院2. 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室3. 非常规天然气地质评价与开发工程北京市重点实验室4. 中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院

摘 要：地应力特征是煤层气勘探开发,尤其是压裂设计的基础研究内容。为了探明滇东老厂矿区地应力分布特征,基于测井资料、岩石力学试验及水力压裂曲线,利用带附加构造应力项的Anderson模型,计算了滇东老厂矿区煤层气储层地应力特征参数,分析了地应力分布规律及对储层渗透率的影响。结果表明:滇东老厂矿区煤储层地应力整体为10～30 MPa,属中高应力区。最大水平主应力σ_H,最小水平主应力σ_h和垂直主应力σ_V随埋深增加而增加,并且垂向上应力场随埋深增加逐渐由水平主应力主导变为垂直主应力主导,800 m为应力转换点,800 m以浅以σ_H>σ_V>σ_h为主,表明有利于走滑断层应力场活动,煤层处于压缩状态; 800 m以深以正断层应力场（σ_V>σ_H>σ_h）为主,垂直主应力σ_V为主控应力,煤层处于拉张应力状态。侧压系数整体上位于中国和Hoek-Brown内外包络线之内,且随埋深增加逐渐由大于1为主,减小到应力转换带深度下的普遍小于1。地应力通过埋深对渗透率起控制作用,煤层埋深在800 m内,孔隙在挤压应力作用下逐渐闭合,渗透率随埋深增加呈负指数减小,800 m以深垂直主应力为渗透率主控因素,储层处于拉张应力状态,且天然裂缝近乎垂直发育,天然裂缝在垂直主应力作用下开启,渗透率随埋深增加而增加,渗透率变化点与应力场变化点基本一致。

关键词：老厂矿区;煤层气;地应力;侧压系数;渗透率;