沁水盆地煤储层物性研究

　　据统计，全球浅于2000米埋深的煤层气资源约为240×10¹²m³，是常规天然气已探明储量的两倍多。我国煤炭埋深2000m以浅的资源总量约为5.57×10¹²t，其中已发现资源量约为1.02×10¹²t，预测资源量约为4.55×10¹²t，这为我国煤层气资源奠定了巨大的物质基础。
　　煤层既是煤层气的源岩，又是储层。寻找煤层气，必须先找到煤层，还必须进一步寻找有利于煤层气聚集的煤层孔隙裂隙发育区，从而降低煤层气勘探的风险。地面煤层气勘探和开发实践表明。最近一段时期，以探测煤层赋存状态、构造形态、断层发育特征，定性、半定量地解释煤层厚度为主要目的的二维地震勘探技术已广泛应用于煤层气勘探评价，并发挥了重要作用。随着地震勘探的能力不断提高，目前主要应用于高精度构造勘探，特别是近年来高分辨三维勘探技术研究与应用的深入，解决问题的能力大幅提高，在有利条件下可以查明落差大于5m的断层、直径大干20m的陷落柱及预测煤厚度和宏观构造等。
　　我国煤层气储层具有强烈的非均质性及含气饱和度低、渗透率低、地层压力低的特性。沁水盆地煤层气赋存和保存条件体较好。沁水盆地构造较为简单，内部构造稳定、边缘活动性增强，总体表现为一个大型复式斜盆地；含煤性好。主力煤层基本稳定分布，成煤前、成煤期、成煤后的岩相古地理环境煤层的发育具有重要控制作用；煤层埋深适中，2000m以浅地区约占盆地总面积的80％。
　　本文通过对沁水盆地的煤储层进行分析研究，对煤样进行测定，分析了轴压和围压对煤储层的纵横波速度，弹性参数的影响。对研究煤储层的地震响应特征有一定的积极意义。
　　1　样品研究
　　为了研究煤储层特性，本次在沁水盆地的xdd，cg，tc，zb目标煤层进行了系统采样，取得50个样本，成功制取44个样品。在恒定孔压和恒定温度下，在MTS岩石物理参数测试系统进行了测试。
　　2　煤储层物性
　　在恒温(25℃)恒孔压(0MPa)条件下，轴压(5kN)恒定，围压递增，得到弹件参数。
　　x2号样品测定结果见表1。
　　从表1可知，随着围压的递增，纵波速度和横波速度不断增大。弹性模量随着围压的递增，而增加。随着围压的递增，泊松比变化不明显。纵横渡比增大到一定数值之后减小。
　　x4号平行层理样品岩石物理参数测试结果见表2如下
　　
　　从表2可知，随着围压的递增，纵波速度和横波速度断增大的。弹性模量随着围压的递增，而增加。随着围压的递增，泊松比增大，说明纵向压缩(拉伸)对横向拉伸(压缩)影响变换不大。纵横渡比也是增大。
　　得到44个样品的测试结果，都与x2号垂直层理样品相似，随着围压的递增，纵波速度和横波速度也是不断增大。回归方程相关性很好，相关系数全部大于0.9。纵横波速度，弹性参数与围压的关系类似。
　　3　结语
　　通过对上面测试结果比较分析发现，对于垂直层理方向，其纵波和横渡的速度大于平行层理方向的纵波和横波速度，可借此判断层理方向。随着围压和轴压的增大，纵波和横波速度，都是增大的，纵横波速度比也是增大的，但是围压和轴压到达一定数值纵横波速度达到峰值，之后下降，表明纵横波速度与围压和轴压是非线性的。杨氏模量，剪切模量。体积模量，拉梅系数也都增大，说明围压和轴压越大，煤储层对压力变化会变得迟钝。大多数样品随着围压和轴压的增加，纵横渡速度比也是增大的，表明煤储层的纵波速度对围压和轴压的变化更敏感。到达一定压力下，煤储层的结构有一定的变化，导致纵横波速度不是线性增加。以上研究分析，对储层的力学特性和弹性参数之间的关系有了规律性的发现，有助于沁水盆地煤储层的识别与预测，对煤层气的地震勘探有重要意