沁水盆地构造煤弹性各向异性及裂缝特征研究

作     者：龚飞 王国伟 康武江 彭苏萍 邹冠贵 张钊基 GONG Fei;WANG GuoWei;KANG WuJiang;PENG SuPing;ZOU GuanGui;ZHANG ZhaoJi

作者机构：中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国石油辽河油田勘探开发研究院辽宁盘锦124010 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2024年第67卷第9期

页      面：3544-3555页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金(42104107,42474146) 中央高校基本科研业务费专项资金(2024ZKPYDC03) 煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室自主研究课题(SKLCRSM22ZZ01)联合资助 

主　　题：构造煤 弹性性质 各向异性 裂缝 

摘      要：煤的弹性及其各向异性特征是煤层气储层预测的基础,由于煤矿物组成和孔隙结构十分复杂,其弹性及其各向异性性质不够明确.因此,本文选取沁水盆地四组中高阶构造煤,在不同围压条件下对垂直层理、平行面割理、平行端割理和与层理呈45°四个方向的柱塞样开展了超声速度测试,分析煤样的弹性及其各向异性特征.结果表明:煤样速度随围压呈非线性增加,不同方向速度应力敏感性差异较大.煤样速度存在明显的各向异性,垂直端割理方向的速度最大,垂直层理方向最小.煤样在面-端割理方向速度差异均小于5%,远小于平行层理方向与垂直层理方向之间的速度差异,可被近似当作横向各向同性介质.煤样速度各向异性参数与围压呈负相关,压力增加导致的各向异性变化量远小于最高压时速度各向异性,说明层理是煤样各向异性的主导因素,裂缝的存在增强了煤样的各向异性.此外,我们对煤样不同方向的裂缝密度进行了定量表征,并讨论了与弹性及其各向异性特征之间的关系.研究结果可为煤层气储层各向异性反演及面-端割理识别等提供岩石物理支撑.