煤储层压力与埋藏深度的相关性研究

（辽宁省东煤测试分析研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）

一、引言

煤系地层其地应力场主要是从原本的地应力场和构造应力场不断的相互叠加而出现的，其自身被非常了垂直应力以及水平应力。垂直的应力其自身受到了煤层埋藏深度的影响，水平应力场则受到了地质构造对其产生的影响。

某矿区含煤层数最多有13层，其编号从上到下分别属于山西组的1号上和l号以及2号还有3号与4号，以及太原组的5号和6号等等。其中3号和11号以及12号煤层其自身的分布相对较为普遍，因此其自身也属于全矿区较为核心的一个开采煤层，5号煤层其处于燎原井田以及象山井田。

二、煤储层压力与埋深的分布

3号煤层其自身的埋深范围是在0至1272.8m。在探井的区域中，将WLC06作为界限，其整体呈现出的是一种南浅和北深的分布形式。在WLC05以及WLC08的探井里，3号煤层因为其自身存在相变的缺失。WLC06位置的3号煤层所进行的埋深相对较深，大概达到了1272.8m。探井区域中能够看到煤的位置，3号煤层进行埋深的范围都超出了500m。

5号煤层其本身进行埋深的范围是374.4至1300.15m。其范围是北朝南的，5号煤层埋深展现出的是反“U”形，首先的是属于韩试12井至WL1井；其次则属于为WL1井至韩试5井；第三个属于韩试5井至韩试17井。总的来说，埋深范围都超出了600米达到了600米至1000米。

11号煤层其当前的埋深范围达到了418.85至1333.5m。其自身除了WLC02（1214.95m）以及WLC06（1333.5m）之外，11号煤层其当前的埋深整体展现出的是一个中间大并且两头相对较小的发展趋势，可是其当前的埋深范围达到了600米至1000米。

矿区构造整体的分布特点为南强北弱，除此之外还呈现出的是东强西弱的情况。边浅部相对较为复杂，中深部则较为简单，南北呈现出的分区性较为显著，也就是北区的挤压构造形迹有着比较多的发育，南区拉伸构造形迹占到了主要的位置，当前的核心构造变形带主要是汇集在了矿区东南的边缘位置。按照构造形迹其展现的方向和具体的分布特点，和其所处在的位置以及集合之间的联系，矿区构造也分成了两个组和五个带：1）北东北至北东位置分布的构造组，从矿区东南边浅部隆起断裂构造带以及乱麻梁—马家湾断裂带组成；2）北东的东向构造组，从龙亭构造带和东泽村构造带以及龙骨岭构造带等构成。

由于煤层埋藏深度的急剧变化，某地区含煤地层的垂直地面应力发生了显着变化。从水平应力上看，北有龙鼓岭正断层，西有马家湾正断层，南有东则村正断层群，西有隆起背斜构造带。这些结构使该区域大部分为张性，并趋于减少水平地面应力，这有利于煤层气的开采。

然而，由于地应力分布的不完整细节，限制了主要煤层气生产区的合理选择和气井的位置。在进一步的研究中，根据地质结构或已知的天然气产量或测试井的调查结果来研究矿区的地应力分布。为合理选择气井位置和预测生产周期提供基础数据。

三、煤层压力与埋藏深度的关系

储层压力主要指的是在煤岩孔隙空间中的流体产生的压力。它主要有三个不同的力构成，其主要包含了上覆地层的压力以及静态水柱产生的压力与地层里产生的构造应力。在一些封闭的情况下，储层产生的压力一般都是通过压力头的高度去代表的。其进行测量获得的储层压力梯度主要值得是在井口至测试层里的每单位深度产生的压力值。水库压力情况按照水库压力梯度可以看出其与淡水压力梯度当前的条件相同或者超出其当前的压力下去完成测量，也就是在其自身的压力梯度超出9.79kPa/m的时候处于高压下的异常情况，超出获得是等于9.79kPa/的一种常压情况则代表m，低压的一种异常状态其自身少于9.79kPa/m。按照相关文献资料将其和我们国家的一些其他地区进行对比，某一地区其储层处在一种高压的异常情况下。

按照当前进行测量的数据可以看出，因为受到构造条件的制约将其和我们国家其他地区比较起来，一个地区的煤层如果处于高压的异常情况那么则便于开采。

每个煤层的储层压力和煤层其自身的埋藏深度之间都存在一定的线性联系，也就是：P=K * h。其中：P属于储层压力，KPa；K属于储层压力的梯度，KPa/m；h属于埋葬深度，米。3#煤层储层压力梯度是7.2387Kpa/m，5#煤层储层其存在的压力梯度为7.1417Kpa/m，11#储层压力梯度为煤层厚度为9.0122Kpa/m。在三个煤层中，11号煤层产生的压力是相对较高的。假如只是在储层压力发展的角度对其给予分析，那么11#煤层则便于煤层气所进行的开采，而5#煤层则最不利于煤层气的生产。

结论：

通过以上分析可以得出，煤层压力与埋藏深度成线性关系，不同煤层煤层压力梯度不同。现场测量结果为11#煤层＞ 3#煤层＞ 5#煤层。