46 第四章 煤储层压力及吸附/解吸特征 煤层气以游离、吸附、固溶和溶解多种状态赋存于煤储层中
其中吸附状态是煤层气最主要的赋存形式,储层压力是控制煤层吸附气量的最关键因素
第一节 煤储层压力 一、定义 煤储层通常受到三个方向的应力作用:垂直主应力,近似于上覆岩层的重量;两个相互正交的水平主应力,其大小明显不同,两者比值一般介于 0
8 之间,且很少与垂向主应力相等
构造应力与所处构造部位密切相关,水平应力在逆断层或褶皱发育地段要远大于垂向主应力,在正断层发育地段则小于垂向应力(国家地震局地壳应力研究所,1990)
煤储层压力,是指作用于煤孔隙—裂隙空间上的流体压力(包括水压和气压),故又称为孔隙流体压力,相当于常规油气储层中的油层压力或气层压力
煤储层压力一般通过试井分析测得,即利用外推方法求取原始地层条件下相对平衡状态的初始压力
煤储层压力与煤层含气性密切相关,它与吸附性(特别是临界解吸压力)之间的相对关系直接影响采气过程中排水降压的难易程度
因此,煤储层压力的研究,不仅对煤层含气性和开采地质条件的评价十分重要,同时也可为完井工艺提供重要参数
煤储层流体要受到三个方面力的作用,包括上覆岩层静压力、静水柱压力和构造应力
当煤储层渗透性较好并与地下水连通时,孔隙流体所承受的压力为连通孔道中的静水柱压力,即是说储层压力等于静水压力
若煤储层被不渗透地层所包围,由于储层流体被封闭而不能自由流动,储层孔隙流体压力与上覆岩层压力保持平衡,这时储层压力便等于上覆岩层压力
在煤储层渗透性很差且与地下水连通性不好的条件下,由于岩性不均而形成局部半封闭状态,则上覆岩层压力即由储层内孔隙流体和煤基质块共同承担,即: σ V=p+σ (4-1) 式中,σV— 上覆岩层压力,MPa;p— 煤储层压力,MPa;σ— 煤储层骨架应力,MPa
此时,煤储层压力将小于上覆岩层压力而大于静水