通过对鄂尔多斯盆地东南缘 26 口煤层气井水压致裂地应力测试数据分析,揭示了该区二叠系山西组2号煤层现今地应力分布规律、储层压力特征及其耦合关系,并探讨了其主控因素。

研究结果表明:

  1. 鄂尔多斯盆地东南缘二叠系山西组 2 号煤层破裂压力梯度、闭合压力梯度和煤储层压力梯度的平均值分别为 1.96 MPa/100 m、1.69 MPa/100 m 和 0.71 MPa/100 m。

  2. 煤储层最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力以及储层压力均随煤层埋藏深度增大呈线性规律增高。

  3. 在埋深小于 1000 m 的煤储层,地应力状态主要表现为 σv > σhmax > σhmin,最小水平主应力小于 16 MPa,现今地应力处于拉伸应力状态,煤储层有效应力系数 K0 为 0.48,低于油气盆地页岩层中的有效应力系数(K0 = 0.80)。

  4. 在埋深大于 1000 m 的煤储层,地应力状态转化为 σhmax ≥ σv ≥ σhmin,最小水平主应力大于 16 MPa,现今地应力转化为挤压应力状态。

  5. 鄂尔多斯盆地东南缘现今地应力受华北区域构造应力场控制,最大水平主应力方向主要以 NEE-SWW 方向为特征。

  6. 与沁水盆地南部相比,鄂尔多斯盆地东南缘煤储层压力偏低,在相同深度条件下,其煤储层压力要比沁水盆地南部偏低 0.73~0.93 MPa。