用水力压裂法获取煤储层地应力参数
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
具有很好 的借 鉴价 值 。 关 键
中图分类 号 ：６ ８ １ Ｐ １ ．１
．
文献 标识 码 ： Ａ
词 ： 力压裂 法 ； 储层 ； 应 力 ； 水 煤 地 时间平 方根 法 ； 对数 曲线 法 双
Ａｃ ｕ ｒｎ ｏ ｌｒ ｓ ｒ ｏ ｒ ｓｒ ｓ ａ ｔ ｎ ｔ ｒ ｂ ｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｅｈ ｄ ｑ ｉｉ ｇ ｃ ａ ｅ ｅ ｖ ｉ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒｕ ｅｅ ｙ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｆａ ｔ ｒｎｇ ｍ ｔ ｏ
最 有效 的方法 。 １ 水 力压 裂的基 本原 理和 方法
的流体量足以使裂缝扩展长度达到一定程度时停泵 ，
关闭水力压裂系统 。停泵后裂缝逐渐闭合， 当裂缝处
于 临界 闭合状态 时 ， 裂缝 内的流体 压力与 垂直于 裂缝 平 面的最 小主应 力相平衡 ， 此时所 对应 的裂缝 闭合压 力 就近似等于最 小水平主应 力‘。 ３ Ｊ
后 总是沿着 垂直 最 小主地 应 力 的方 向扩 展。 当注入
地煤层渗透率与埋藏深度关系的研究 发现， 随着煤
层埋藏深 度 和有 效 应 力增 加 ， 层 割 理 缝 的宽度 减 煤
小， 渗透率呈指数降低 ； 张新 民等对我 国鄂尔多斯盆 地东缘地区及两淮煤 田的研究发现， 随着煤层埋藏 深度和有效应力增加 ， 煤层渗透率呈幂指数降低呛。 ］ 由 此可见 ， 煤层渗透率 随着 有效应力增加 而减小。 因而， 如何准确测量煤储层的地应力值 ， 对综合认识 和评 价煤储 层 非 常 重要 。 目前 ， 测试 地应 力 的方 法 虽然 比较 多 ， 是 水 力压 裂 法 是 获 取 煤储 层 地 应 力 但
用 水 力压 裂 法 获 取 煤储 层 地 应 力 参数
李彬 刚
（ 炭科学研究 总院西安研 究院， 煤 陕西 西安 ７０５ ） １０４
摘要： 地应力可反映煤储层的应力状况， 它是认识和评价煤储层的重要参数之一。从水力压裂法获
取煤储层地应力的原理和方法入手 ， 通过对 ３ 组典型 实测数据的分析 ， 着重探讨 了用时间平方根法 和 双对数 曲线 法在 分析 地应 力时如何 准 确识 别 闭合压 力 和提 高地 应 力 测试精 度 ， 对煤 层 气 工作 者
层渗透率值与有效地应力的变化呈指数关 系ｎ ； ｅ Ｍ ．
ｋｅ （９８通过 对美 国皮 申斯 、 ｅ 等 １９） 圣胡 安 和 黑勇 士 盆
的测量深度处封隔一段钻孔 ， 然后向测试层段泵入高 压流体直至孔 壁岩石发生破 裂 ， 而在 孔壁周 围地层 从
中诱发形成水力裂缝。根据能量最低原理 ， 裂缝起裂
ＬＩＢｉ ｇ ｎ ｎ—ａ ｇ
（ ｉ Ｂａｃ ， ｈ ａ Ｃ ａ ｅ ａｃ ｓｔｔ， ｉ ７ ０５ ， ｈｎ Ｘ ｒｎｈ Ｃ ｉ ｏ ｌ ｓ ｒ Ｉ ｔｕ Ｘ １０ ４ Ｃ ｉ 溉 ｎ Ｒ ｅ ｈ ｎｉ ｅ 肌 ａ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ—ｓ ｕ ｓ ｅｓ ｉ ｏ ｅ ｏ ｏ ｔｎ ａ ｔｒ ｓｄ ｔ ｖ ｌａｅ ｔ ｅ ｃ ａ ＇ ｌ ｏ ．Ｔ ｅ ｆｎ ａ ｎａ ｒ ｃｐ ｅ ｏ ｙ ｒ ｕｉ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｉ ｔ ｓ ｎ ｆｉ ｒ ｔｆｃ ｓ ｕ ｅ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｏ ｌｌ ＇ ｉ ｔ ｒ ｓ ｍｐ ａ ｏ ｏ ， ｖ Ｙ ｈ ｕ ｄ ｍｅ ｔｌ ｉ ｉｌ ｆ ｄ ａ ｌ ￣ｅ ｐ ｎ ｈ ｃ ｆ ｃｕｉ ｇｍｅｈ ｄｆｒ ａ ｕｉ ｇｉ ｒ ｔｒ ａ ｎ ｔｏ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｎ ｎ—ｓ ｕ ｓ ｅ ｓｉ ｒ ｆ ｎｒ ｄ ｃ ｄｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ａｅ ｎｔｒｅ ｓ ｔ ｏ ｔｐ ｃ ｌ ｎ— ｓ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｉ 乜 ｓ ｓ ｉｌ ｔ ｂ ｅ ｙｉｔ ｕ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｅ ．Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｅ ｆ ｙ ｉａ ｉ ｏ ｓ ｉ 乜 ｓ — ｔ ｄ ｔ ｏ ｗ ｌ ｓ ｅ ｔ ｏ ｕ ｅ ｎ ｈ ｗ ｔ ｃ ｕｒ ｈ ｌｓ ｒ ｒｓ ｕ ｅ ｏ ｏ ｌｒｓ ｒ ｏ ｙ ｕ ｉｇ ｔ ｑ ａ ｅ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｈ ｃ ａｆ ｍ ｅｌ ｉ ，ｉ ｆｃ ｓ ｓ ｏ ｏ ｏ ａ ｑ ｉ ｔｅ ｃｏ ｕ ｅ ｐ ｅｓ ｒ ｆｃ ａ ｅ ｅｖ ｉ ｂ ｓ ｍｅ ｓ ｕ ｒ ｏ ｔａ ｄ ｂｌ ａｉ ｍｉ ｒ ｔ ｅ ｒ ｎ ｉ ｏ ｔ ｍｅｈ ｄ ．Ｔ ｅ ｓ ｄ ｅｕ ｔ ｗ ｕｄ ｂ ｓ ｆｌ ｏ ｏ ｌ ￣ ｇ ｓｌ ａ ｈ ｌ ． ｔｏ ｓ ｈ ｔ ｙ ｒ ｓ ｌ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅｕ ｒ ａ ｕ ｓ ｆ ｃ ｂ ａ ￣ｅ ｃ ｅ＇ ＂ ￥ Ｋｅ ｌ Ｓ ｈ ｄ ａ ｌ ｒｃｕ ｎ ｔｏ ；ｃ ａ ｅｅ ｖ ｉ；ｓ ｅ ｓ ｉ ｑ ａｅｒ ｏ ｔ Ｍ；ｂ ｏ ａｉ ｍｉ ｔｏ ｙ ＷＯ ｄ ＇ ｙ ｒｕ ｉ ｆａ ｔｒ ｇｍｅｈ ｄ ｏ ｌｒ ｓｒ ｏ ． ｃ ｉ ｒ ｔ ｓ ；ｔ ｒ ｍｅ ｓ ｕ ｒ ｔ ｏ ｍｅｌ ｘ ｉ ｇ ｒ ｈ ｃ ｍｅｈ ｄ ｌ ｔ
国内外大量统计 资料表 明， 煤储层 的渗透性对 地应 力 的变 化非 常敏 感 。 Ｅｅｅ 等 （９７ 通 过 对 澳 ｎｖｒ １９ ）
大利 亚煤层 渗透 率 与 地 应 力 的相 关 性 研 究 发 现 ， 煤
地 下工 程等 关 系 国 民经 济 发展 的重 大 工 程建 设 中 ， 具有 重要 的实用 价值 。 水力压裂地 应力测量 ， 是利用 膨胀封 隔器在预 定
维普资讯
第３ ５卷 第 ５期
２０ ０７年 １ Ｏ月
煤 田地质 与勘探
Ｃ ＩＬ Ｇ ０Ｕ Ｇ ＆ Ｅ蛆’ ０ Ｅ Ｄ Ｙ Ａ Ｉ ＤＲ棚 Ｏ Ｎ
Ｖ １３ ｏ ５ ｏ ．５Ｎ ． Ｏ ｔ２ ｏ ｃ ．０ ７
文 章 编 号 －０ １１８ 源自０７ ０—０ １ ３ １０ — ６２０ ）５０３ — ９ ０
中图分类 号 ：６ ８ １ Ｐ １ ．１
．
文献 标识 码 ： Ａ
词 ： 力压裂 法 ； 储层 ； 应 力 ； 水 煤 地 时间平 方根 法 ； 对数 曲线 法 双
Ａｃ ｕ ｒｎ ｏ ｌｒ ｓ ｒ ｏ ｒ ｓｒ ｓ ａ ｔ ｎ ｔ ｒ ｂ ｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｅｈ ｄ ｑ ｉｉ ｇ ｃ ａ ｅ ｅ ｖ ｉ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒｕ ｅｅ ｙ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｆａ ｔ ｒｎｇ ｍ ｔ ｏ
最 有效 的方法 。 １ 水 力压 裂的基 本原 理和 方法
的流体量足以使裂缝扩展长度达到一定程度时停泵 ，
关闭水力压裂系统 。停泵后裂缝逐渐闭合， 当裂缝处
于 临界 闭合状态 时 ， 裂缝 内的流体 压力与 垂直于 裂缝 平 面的最 小主应 力相平衡 ， 此时所 对应 的裂缝 闭合压 力 就近似等于最 小水平主应 力‘。 ３ Ｊ
后 总是沿着 垂直 最 小主地 应 力 的方 向扩 展。 当注入
地煤层渗透率与埋藏深度关系的研究 发现， 随着煤
层埋藏深 度 和有 效 应 力增 加 ， 层 割 理 缝 的宽度 减 煤
小， 渗透率呈指数降低 ； 张新 民等对我 国鄂尔多斯盆 地东缘地区及两淮煤 田的研究发现， 随着煤层埋藏 深度和有效应力增加 ， 煤层渗透率呈幂指数降低呛。 ］ 由 此可见 ， 煤层渗透率 随着 有效应力增加 而减小。 因而， 如何准确测量煤储层的地应力值 ， 对综合认识 和评 价煤储 层 非 常 重要 。 目前 ， 测试 地应 力 的方 法 虽然 比较 多 ， 是 水 力压 裂 法 是 获 取 煤储 层 地 应 力 但
用 水 力压 裂 法 获 取 煤储 层 地 应 力 参数
李彬 刚
（ 炭科学研究 总院西安研 究院， 煤 陕西 西安 ７０５ ） １０４
摘要： 地应力可反映煤储层的应力状况， 它是认识和评价煤储层的重要参数之一。从水力压裂法获
取煤储层地应力的原理和方法入手 ， 通过对 ３ 组典型 实测数据的分析 ， 着重探讨 了用时间平方根法 和 双对数 曲线 法在 分析 地应 力时如何 准 确识 别 闭合压 力 和提 高地 应 力 测试精 度 ， 对煤 层 气 工作 者
层渗透率值与有效地应力的变化呈指数关 系ｎ ； ｅ Ｍ ．
ｋｅ （９８通过 对美 国皮 申斯 、 ｅ 等 １９） 圣胡 安 和 黑勇 士 盆
的测量深度处封隔一段钻孔 ， 然后向测试层段泵入高 压流体直至孔 壁岩石发生破 裂 ， 而在 孔壁周 围地层 从
中诱发形成水力裂缝。根据能量最低原理 ， 裂缝起裂
ＬＩＢｉ ｇ ｎ ｎ—ａ ｇ
（ ｉ Ｂａｃ ， ｈ ａ Ｃ ａ ｅ ａｃ ｓｔｔ， ｉ ７ ０５ ， ｈｎ Ｘ ｒｎｈ Ｃ ｉ ｏ ｌ ｓ ｒ Ｉ ｔｕ Ｘ １０ ４ Ｃ ｉ 溉 ｎ Ｒ ｅ ｈ ｎｉ ｅ 肌 ａ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ—ｓ ｕ ｓ ｅｓ ｉ ｏ ｅ ｏ ｏ ｔｎ ａ ｔｒ ｓｄ ｔ ｖ ｌａｅ ｔ ｅ ｃ ａ ＇ ｌ ｏ ．Ｔ ｅ ｆｎ ａ ｎａ ｒ ｃｐ ｅ ｏ ｙ ｒ ｕｉ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｉ ｔ ｓ ｎ ｆｉ ｒ ｔｆｃ ｓ ｕ ｅ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｏ ｌｌ ＇ ｉ ｔ ｒ ｓ ｍｐ ａ ｏ ｏ ， ｖ Ｙ ｈ ｕ ｄ ｍｅ ｔｌ ｉ ｉｌ ｆ ｄ ａ ｌ ￣ｅ ｐ ｎ ｈ ｃ ｆ ｃｕｉ ｇｍｅｈ ｄｆｒ ａ ｕｉ ｇｉ ｒ ｔｒ ａ ｎ ｔｏ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｎ ｎ—ｓ ｕ ｓ ｅ ｓｉ ｒ ｆ ｎｒ ｄ ｃ ｄｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ａｅ ｎｔｒｅ ｓ ｔ ｏ ｔｐ ｃ ｌ ｎ— ｓ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｉ 乜 ｓ ｓ ｉｌ ｔ ｂ ｅ ｙｉｔ ｕ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｅ ．Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｅ ｆ ｙ ｉａ ｉ ｏ ｓ ｉ 乜 ｓ — ｔ ｄ ｔ ｏ ｗ ｌ ｓ ｅ ｔ ｏ ｕ ｅ ｎ ｈ ｗ ｔ ｃ ｕｒ ｈ ｌｓ ｒ ｒｓ ｕ ｅ ｏ ｏ ｌｒｓ ｒ ｏ ｙ ｕ ｉｇ ｔ ｑ ａ ｅ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｈ ｃ ａｆ ｍ ｅｌ ｉ ，ｉ ｆｃ ｓ ｓ ｏ ｏ ｏ ａ ｑ ｉ ｔｅ ｃｏ ｕ ｅ ｐ ｅｓ ｒ ｆｃ ａ ｅ ｅｖ ｉ ｂ ｓ ｍｅ ｓ ｕ ｒ ｏ ｔａ ｄ ｂｌ ａｉ ｍｉ ｒ ｔ ｅ ｒ ｎ ｉ ｏ ｔ ｍｅｈ ｄ ．Ｔ ｅ ｓ ｄ ｅｕ ｔ ｗ ｕｄ ｂ ｓ ｆｌ ｏ ｏ ｌ ￣ ｇ ｓｌ ａ ｈ ｌ ． ｔｏ ｓ ｈ ｔ ｙ ｒ ｓ ｌ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅｕ ｒ ａ ｕ ｓ ｆ ｃ ｂ ａ ￣ｅ ｃ ｅ＇ ＂ ￥ Ｋｅ ｌ Ｓ ｈ ｄ ａ ｌ ｒｃｕ ｎ ｔｏ ；ｃ ａ ｅｅ ｖ ｉ；ｓ ｅ ｓ ｉ ｑ ａｅｒ ｏ ｔ Ｍ；ｂ ｏ ａｉ ｍｉ ｔｏ ｙ ＷＯ ｄ ＇ ｙ ｒｕ ｉ ｆａ ｔｒ ｇｍｅｈ ｄ ｏ ｌｒ ｓｒ ｏ ． ｃ ｉ ｒ ｔ ｓ ；ｔ ｒ ｍｅ ｓ ｕ ｒ ｔ ｏ ｍｅｌ ｘ ｉ ｇ ｒ ｈ ｃ ｍｅｈ ｄ ｌ ｔ
国内外大量统计 资料表 明， 煤储层 的渗透性对 地应 力 的变 化非 常敏 感 。 Ｅｅｅ 等 （９７ 通 过 对 澳 ｎｖｒ １９ ）
大利 亚煤层 渗透 率 与 地 应 力 的相 关 性 研 究 发 现 ， 煤
地 下工 程等 关 系 国 民经 济 发展 的重 大 工 程建 设 中 ， 具有 重要 的实用 价值 。 水力压裂地 应力测量 ， 是利用 膨胀封 隔器在预 定
维普资讯
第３ ５卷 第 ５期
２０ ０７年 １ Ｏ月
煤 田地质 与勘探
Ｃ ＩＬ Ｇ ０Ｕ Ｇ ＆ Ｅ蛆’ ０ Ｅ Ｄ Ｙ Ａ Ｉ ＤＲ棚 Ｏ Ｎ
Ｖ １３ ｏ ５ ｏ ．５Ｎ ． Ｏ ｔ２ ｏ ｃ ．０ ７
文 章 编 号 －０ １１８ 源自０７ ０—０ １ ３ １０ — ６２０ ）５０３ — ９ ０