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摘要
煤层气井排水降压阶段普遍诱发裂缝应力敏感性,导致井周裂缝快速闭合、渗透性大幅下降,严重影响煤层气开采。为探索能够降低煤层裂缝应力敏感性、提高有效渗透率的增产改造措施,采集阜新盆地含方解石脉煤样,以原煤样、巴西劈裂煤样以及酸化处理煤样为实验对象,研究了天然裂缝、人工裂缝、酸化裂缝的渗透率及其应力敏感性。结果表明:煤样中方解石脉酸溶后,酸化裂缝与人工裂缝处于同一渗透性级别;有效应力为3 MPa时,3类裂缝平均渗透率分别为2.94×10-3μm2、75.08×10-3μm2、71.12×10-3μm2,而有效应力增加至15 MPa时,其渗透率分别下降至0.71×10-3μm2、2.03×10-3μm2、26.55×10-3μm2,应力敏感系数分别为0.14 MPa-1、0.31 MPa-1、0.084 MPa-1;应力敏感导致3类裂缝渗透性均产生不可逆损害,其中人工裂缝损害程度达80%,而天然裂缝和酸化裂缝分别为46.7%和27.7%。与原煤样和巴西劈裂煤样相比,酸化处理煤样应力敏感性最弱,应力加载过程能够保持更高渗透性,主要原因是酸化裂缝面粗糙度更大、裂缝产状更加复杂,相同应力条件下,酸化裂缝的应力敏感系数分别为天然裂缝和人工裂缝的60%和27%。研究认为:酸化处理能够有效弱化煤层裂缝应力敏感性,对于含方解石脉煤层,可以考虑酸化增产改造,或采用"水力压裂+酸化"的复合改造措施,使煤层在降压生产过程中长期保持较高渗流能力。
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单位中煤科工集团重庆研究院有限公司
