沁水盆地典型煤矿区煤的流速敏感性实验及控制机理.docx

1、第42卷第10期煤炭学报Vol.42No.102017年10月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYOct.2017孟召平，侯安琪，张鹏，等.沁水盆地典型煤矿区煤的流速敏感性实验及控制机理J.煤炭学报,2017,42(10):2649-2656.doi：10.13225/ki.jccs.2017.0893MENGZhaoping.HOUAnqi,ZHANGPeng.etal.ExperimentalstudyonflowratesensitivityofcoalintypicalcoalminingareaofQinshuiBasinanditscontrolmechanismJ|

2、.JournalofChinaCoalSociety,2017,42(10)：2649-2656.doi:10.13225/ki.jccs.2017.0893沁水盆地典型煤矿区煤的流速敏感性实验及控制机理孟召平'七侯安虬张甥,郝海金2,武杰(1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083；2.山西晋城无烟煤矿业集团有限贵任公司煤与煤层气共采国家重点实脸室，山西晋城048000)摘要：采用沁水盆地3个典型煤矿中、高煤阶煤样，开展了实验室煤样流速敏感性实验，分析了不同流速条件下煤样渗透率的变化规律，建立了煤储层渗透性与流速之间的关系和模型，揭示了中、高煤阶煤储层流速敏感性

3、的控制机理。研究结果表明，煤样渗透率随流速发生变化,且存在一个临界流速。在临界流速之前随着注入流量(或流速)的增加煤样渗透率增加，当流速超过临界流速后，煤样的渗透率随着流体流速的增加反而减少。煤储层流速敏感性主要受控于煤储层物性和煤中速敏矿物。随着煤储层孔隙度、渗透率和流体流量的增高，煤储层速敏损害率按对数函数关系增高C实验煤样黏土矿物占矿物质含量为66.63%-99.89%,主要以高岭石、伊利石为主，存在潜在的速敏伤害，速敏实验结果表明，本区实脸煤样存在不同程度的速敏损害，煤样速敏损害程度由弱至中等偏强，临界流速低。随着煤中黏土矿物含量的增加，煤储层速敏损害率也增高。在煤层气井排采过程中，寺

4、河煤矿和西山煤矿煤层气井排采降速应为赵庄煤矿的6倍左右。关键词：沁水盆地；煤储层；流速敏感性;控制机理中图分类号:P618.11文献标志码：A文章编号：0253-9993(2017)10-2649-08ExperimentalstudyonflowratesensitivityofcoalintypicalcoalminingareaofQinshuiBasinanditscontrolmechanismMENGZhaoping,2,HOUAnqi',ZHANGPeng',HAOHaijin2,WUJie2(I.CollegeofGeosciencesandSurveyingE

5、ngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)tBeijing1000839China；2.StateKeyjaboniloryofCoalandCBMCo-mining.ShanxiJinchengAnthraciteMiningGroupCompany.Ltd.Jinchcng0480001China)Abstract:ByusingmediumandhighrankcoalsamplesfromthreetypicalcoalminesinQinshuiBasin,anexperimentalstudyonflowrate

6、sensitivityhasbeencarriedout.Thepermeabilityvariationunderdifferentflowconditionsisanalyzedandtherelationshipmodelsbetweencoalreservoirpermeabilityandflowrateareestablished.Furthermore,thecontrolmechanismsofflowratesensitivityaboutmediumandhigh-rankcoalsarerevealed.Itisshownthatthecoalsamplepermeabi

7、lityvarieswiththeflowrate,andthereisacriticalflowvelocity.Beforethecriticalflowrate,withtheincreaseofinjectionflowrale(orvelocity),lhepermeabilityofcoalsampleincreases.Whenthevelocityexceedsthecriticalvalue,coalpermeabilitywilldecreasewiththeriseofinjectionflowrate.Theflowratesensitivityismainlycont

8、rolledbycoalphysicalpropertiesandflowratesensitiveminerals.Withtheincreaseofporosity,permeabilityandfluid收稿日期：2017-06-30修回日期：2017-09-03责任编辑：韩晋平基金项目：国家自然科学基金资助项目(41372163)；国家科技重大。项资助项H(2016ZX05067001-006)；山西省煤层气联合研究基金资助项目(2014012001)作者简介：孟召平(1963).男.湖南汨罗人.教授.博士生导师.博士°E-mail：mzpflowrateofcoalrese

9、noir,theflowsensitivedamagerateofcoalreservoirincreasesaslogarithmicfunction.Theclaymineralsintheexperimentalcoalsamplesaccountsfor66.63%-99.89%,andaremainlykaoliniteandillite.Soitindicatesthesecoalsexistpotentialflowratesensitivedamage.Theresultsofflowratesensitiveexperimentshowthatthecoalsamplesin

10、thisareahavedifferentdegreesofflowratesensitivedamage,andtheflowratesensitivedamagedegreeofcoalsampleisfromweaktomoderatestrong,thecriticalvelocityislower.Withtheincreaseofclaymineralcontentincoal,theflowsensitivedamagerateofcoalreservoirisalsoincreased.IntheprocessofCBMwelldrainage,pressuredroprate

11、ofSiheandXishanCoalMineshouldbeaboutsixtimesofthatofZhaozhuangCoalMine.Keywords:QinshuiBasin；coalreservoir；flowratesensitivity；controlmechanism煤储层流速敏感性是影响煤层气井产能的重要因素之一，在煤层气井排采过程中排采强度过大不仅会造成压裂砂的返吐，而旦会引起煤层激动，使裂隙产生堵塞效应，降低渗透率，妨碍煤层整体降压，影响煤层气开采效果。因此，通过流速敏感性实验可以判断开始发生速敏现象的临界流速，其大小对确定煤层气井合理的排采工作制度具有理论和实际意义&

12、quot;刁。目前，岩芯速敏实验主要参考石油天然气行业标准储层敏感性流动实验评价方法（SY/T53582010），进行实验。关于储层流速敏感性，国内外学者通过实验和数值模拟计算等方法对常规油气储层进行了大量研究A',分析了储层岩石矿物成分、喉道半径及其分布形态对流速敏感性的控制；而对煤储层流速敏感性实验研究相对较少。目前主要针对煤层气井排采中流速敏感性问题及影响因素开展了一些研究，已取得了一定成果和认识9-”，主要体现在3个方面：通过煤储层速流速敏感性实验，分析了外来流体对煤储层可能造成的伤害程度，揭示了不同煤化程度煤均具有不同程度的流速敏感性特征;分析r影响煤储层流速敏感性的主要因素

13、有：煤岩煤质、煤的孔隙结构和煤层气井排采速度等，揭示了煤中矿物质普遍存在高岭石和伊利石等速敏性矿物，使煤储层存在潜在的流速敏感性，当煤储层内流体流速过高时，存在速敏伤害卬F；在实验研究的基础上，并结合煤层气井生产数据分析，确定煤储层临界流速和煤层气井排采初期的压降幅度如HUANG,4J分析了影响郑庄区块3号煤储层伤害因素，揭示了研究区煤储层敏感性特征和控制机理，提出了相应的保护措施。tao,5J对鄂尔多斯盆地东北部保德区块煤样进行了流速敏感性实臆研究，揭示了低煤阶煤流速敏感性及煤层气井排采不同阶段速敏伤害机理。这些研究为煤储层流速敏感性研究奠定了基础和条件。由于煤岩强度低、变形大，普遍存在流速

14、敏感性问题，加之有关实验数据有限，这方面研究还相对薄弱。笔者针对沁水盆地煤矿区煤层气排采中存在的间题，开展煤储层流速敏感性实验研究，分析煤储层渗透率随流速变化的规律，揭示其控制机理，建立煤储层流速敏感性评价方法，确定典型煤矿区煤储层速敏损害程度和煤层气井排采的临界流速，为合理确定煤层气井排采工作制度提供理论依据。1实验样品及方法1.1实验样品实验样品来源于沁水盆地南部晋城矿区寺河煤矿（SH）、赵庄煤矿（ZZ）和沁水盆地西北部的西山煤矿（XS）的二登系山西组3号煤层。煤岩镜质组最大反射率（性）赵庄煤矿（ZZ）为2.33%2.36%,煤种为贫煤;寺河煤矿（SH）R"为2.74%,煤种为无

15、烟煤;西山煤矿（XS）RL为1.10%1.47%,煤种为肥煤和焦煤。宏观煤岩类型主要为光亮型和半亮型煤，具条带状与均一状结构。试样煤体结构主要为原生结构。6块样品孔隙度为3.40%6.39%，平均5.09%，煤岩原始渗透率0.07xIO'15-6.91x10-3n?,平均为2.28x10"实验煤样的工业分析结果和物性参数见表1。1.2实验方法为了分析煤层气井排采降速对煤储层渗透性的影响，进行流速敏感性实验。本次实验中通过改变液体流量的变化，分析不同流速条件卜-煤样渗透率的变化规律，建立煤储层渗透性与水流速度之间的关系。由于外来液体流速的原因导致煤储层的微粒产生运移，堵塞储层内

16、部孔隙-裂隙通道，造成煤储层的渗透率降低的现象称为煤储层的速敏效应。煤储层中普遍含有高岭石和伊利石等流速敏感性矿物，具有潜在的流速敏感性问题。采用的实验仪器为4LSY-1A型压裂液伤害滤失仪（图1）,主要装置及实验流程如图2所示。表1实验煤样的工业分析和物性参数Table1Proximateanalysisandphysicalparametersofexperimentalcoalsamples测试样品编号试样长度/cm试样直_i/cm煤样物性煤的工业分析/%镜质组反射率也,/%备注孔隙度/%渗透率/I0-'5m2七"adSH-i5.262.543.400.073.3210

17、.987.5778.132.74无烟煤(致密)SH-27.192.544.010.243.3310.907.5478.232.74无烟煤(含裂隙)XS-14.432.545.260.631.079.7623.8065.361.10肥煤XS-24.502.545.140.790.8910.2724.0764.771.47焦煤ZZ-16.382.546.396.910.6613.7013.0272.622.33贫煤(含裂隙)ZZ-25.462.546.354.430.6413.4312.7073.232.36贫煤(含裂隙)图14LSY-1A型压裂液伤害滤失仪Fig.1Fracturingfluid

18、filtrationapparatusof4LSY-1A1一液压泵;2中间容器;3竖井;4-压力传感器;J手动加压泵;6一岩芯夹持器;7械筒;8天平图2主要装置及实验流程Fig.2Maindeviceandexperimentalflowchart实验参照石油天然气行业标准储层敏感性流动实验评价方法(SY/T53582010)进行，由于煤储层应力敏感性强，为消除应力敏感性对实验结果的影响，实验过程中恒定保持净围压不变。实验步骤如下：(1) 为模拟煤储层流体流动方向与实际情况保持一样，沿煤层层面方向钻取圆柱型煤岩样品。煤岩样品的上下面与圆柱面都需要保持平整，同时上下面与圆柱面保持垂直。煤岩样品的

19、直径一般为2.54cm,理论上长度应大于直径的1.5倍。(2) 在进行储层流速敏感性实验前,对煤岩样品进行处理，使得煤岩样品达到饱和。(3) 煤样取自煤矿地下深度300500m,因此在实验过程中保持净围压(净围压=围压-驱替压力/2)为4MPa。将饱和状态的煤样放入岩芯夹持器中，接着将夹持器的围压进行调试，使数值达到5.0MPa,使煤样入口处的压力为2.0MPa。(4) 采用地层水作为流体进行速敏试验;并根据煤层气井排采实际情况，依次按照0.1,0.25,0.50,0.75,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0cmVmin的流量进行实验。测定时等注入的液体流动状态达到平衡后，记录仪器

20、上面的数据。(5) 当渗透率比较小的非常致密的煤岩样品进行实验时,如果液体注入量:没有达到6.0cmVmin，而压力梯度却大于2MPa/cm时,可停止实验。2流速敏感性评价参数根据达西定律，在实验设定的条件下注入各种与地层损害有关的液体或改变渗流条件(流速、净围压等)，测定岩样的渗透率及其变化，以判断临界参数及评价实验液体及渗流条件改变对岩样渗透率的损害程度。煤样渗透率测定条件必须满足达西定律的要求,考虑气体滑脱效应和惯性阻力对测定结果的影响，选择使用合理的压力梯度或流速，计算服从达西定律的最大流速，其公式为V=3.5呻(1)pjK式中，K为流体的最大渗流速度,cm/s；K为岩样渗透率,|im

21、2为测试条件下的流体黏度，MPas伸为岩样孔隙度,；P为流体在测定温度下的密度,g/cm3o流体在煤中渗流时,其渗透率计算公式为x102(2)式中，K为煤中液体渗透率，10小r；乙为煤样长度,cm;4为煤样横截面积,cm2；P,为煤样进口压力,MPa；/%为煤样出口压力，MPa；。为流量，即流体在单位时间内通过煤样的体积,cm3/mino(1) 实验流量与流速的换算实验过程中液体注入量与渗流速度，按以下公式进行转换：14.4Q14.4Q/、«irr(p式中，。为流体渗流速度,m/d；r为煤样半径,cm。对于径向流,流速与流量:Q的关系有2irrh(p(4)式中,人为煤样长度,cm。对

22、于实际煤层气井:根据式(4),当r取最小值，即在井壁处r=rw(rw为井半径,cm)时，渗流速度t；达到最大值即14.4。*=2叽h(p为了限制煤储层中的流速不超过煤心临界流速,在煤层气井排水降压过程中应使gWc,由式(5)得排水房为Q=2e/伊c/14.4(6)式中M为煤芯临界流速,2d。(2) 煤样渗透率的变化率煤样渗透率的变化率反映由流速敏感性引起的渗透率变化情况，计算式为Dn=x100%(7)式中,为不同流速下所对应的煤样渗透率变化率,；匕为煤样渗透率(实验中不同流速下所对应的渗透率)，10小m2；X；为初始渗透率(实验中最小流速下所对应的煤样渗透率)10小m20(3) 速敏损害率和临

23、界流速速敏损害率是指不同流速下所对应的煤样渗透率变化率最大值,其计算公式为Dv=max(Dl2,Pr3,-,Dt.J(8)式中，m为速敏损害率,；仇2,如，七为不同流速下对应的渗透率损害率,。煤储层不同于砂岩储层，具有较低的抗压强度和弹性模量和较高的泊松比，因此，针对煤储层的特点,煤储层临界流速是指随流体流速增加,煤样渗透率出现连续下降，且下降幅度超过10%所对应的前一个点的流速。速敏损害程度通过速敏损害率来进行评价，其评价分类见表2。表2速敏损害程度评价指标Table2Evaluationindexofflowratesensitivitydamage速敏损害率/%损客程度D.G无5<

24、nW30弱Q<D,W50中等偏弱50<Dr<70中等偏强。,>70强3实验结果及分析通过煤样流速敏感性实验数据.将其绘制渗透率与流量之间的关系曲线，如图3所示。由图3可以看出：(1) 6个实验煤样均随着注入流量(或流速)的增大煤样渗透率先增大,然后呈现减小的规律，且存在一个临界流速。在临界流速之前随着注入流量(或流速)的增大煤样渗透率先增大，在临界流速后，煤样的渗透率随着流体的流速的增大反而在减小。(2) 不同煤矿区煤样临界流速不同，其中寺河煤矿2个样品临界流量0.751.00mT/min,临界径向流速6.26-7.57m/d,平均6.92m/d；西山媒矿2个样品临界流

25、量临界流量1.0mL/min,临界径向流速7.74-7.80m/d,平均7.77m/d；赵庄煤矿2个样品临界流量0.25mL/min,临界径向流速1.11-1.30m/d,平均1.21m/d。(3) 3个煤矿煤储层均存在不同程度的速敏伤害,其中寺河煤矿2个样品速敏损害率13.25%40.38%,其速敏损害程度为弱一中等偏弱；西山煤矿2个样品速敏损害率41.27%47.10%,其速敏损害程度为中等偏弱；赵庄煤矿2个样品速敏损害率52.73%56.43%,其速敏损害程度为中等偏强，反映出赵庄煤矿煤样速敏损害率高于西山煤矿煤样，西山煤矿煤样高于寺河煤矿煤样,且速敏损害率高的煤储层,其临界流速低(表3

26、)。(4) 对于沁水盆地南部晋城矿区寺河煤矿和赵庄煤矿，山西组3号煤层厚度取6m；西山煤矿2号煤层厚度取3m,煤层气井井径为139.7mm。根据实验径向临界流速，按式(6)对3个研究区实际煤层气井排水量进行计算，结果表明(表3)：在煤层气井排水降压过程中，寺河煤矿煤层气井排水地应控制在6.616.78mVd、赵庄煤矿煤层气井排水量应控制在1.86-2.18mVd和西山煤矿煤层气井排水量应控制在5.28-5.36m3/do5050522110ooo00(。o.o.o.o.ZE.2昭愚燃5.O5.O5.O53.3.zz1La声-0_蓼第欢SH-I媒样1,AA11_0.81.01

27、.2流景/(mL,min-1)XS-1煤样L0L5Z0501234567流量/(mLmin。32109nnnnooooozeb一咨索»o.SH-2煤样654321o.o.o.o.o.o.1.52.02.5流Jft/(mLmin1)XS-2煤样234567流量/(mL,min'1)ZZ-2煤样012345流量7(mLmin-1)编号速敏损害率/%临界流速煤层气井排水量/3<-'）损害程度评价线性/(mLmin-1)径向流/（m（T'）SH-140.380.757.576.78中等偏弱SH-213.251.006.266.

28、61弱XS-141.271.007.745.36中等偏弱XS-247.101.007.805.28中等偏弱ZZ-l56.46中等偏强ZZ-252.730.251.302.18中等偏强图3煤样渗透率与流之间的关系曲线Fig.3Relationshipcurvesbetweenpenneabilityandflowofcoalsamples表3煤样速敏损害Table3Flowratesensitivitydamageofcoalsamples速敏实验结果表明，由于这3个煤矿煤储层特征不同，其速敏损害程度为:赵庄煤矿西山煤矿寺河煤矿。在煤层气井排采过程中,寺河煤矿和西山煤矿煤

29、层气井排采降压速度应为赵庄煤矿的6倍左右（表3）。4控制机理分析造成速敏伤害的原因是煤中微粒在喉道中的运移聚集、堵塞喉道从而使渗透率大幅度下降所致。一方面，煤层气开发过程中微粒运移在各作业环节中都可能发生，它主要取决于流体动力的大小，流速过大或压力波动过大都会促使煤中微粒运移。煤储层中微粒产生包括煤层中原有的自由颗粒（构造煤或压裂改造形成的煤粉）和可自由运移的黏土颗粒、受水动力冲击脱落的颗粒和由于黏土矿物水化膨胀、分散、脱落并参与运移的颗粒等;另一方面，从煤储层孔喉分布特点来看，喉道以容易造成堵塞的片状较细喉-细喉为主，当储层内流体流速过高时，可能存在速敏伤害。因此，煤储层物性（孔隙度和渗透率

30、）、流体流速和黏土矿物含量及其赋存状态等因素对煤储层流速敏感性产生重要影响。（1）煤储层孔隙度、渗透率和流体流鼠对煤储层流速敏感性的影响煤储层为孔隙-裂隙型储层，与常规储层相比，其渗透率较低。煤中微粒随流体运动而运移至孔喉处,导致单个颗粒堵塞孔隙或几个颗粒架桥在孔喉处形成桥堵,并拦截后来的颗粒造成堵塞，使储层受到伤害。统计表明，随着煤储层孔隙度、渗透率和流体流最的增高，煤储层速敏损害率按对数函数关系增高（图4）,其关系式为流量/(cn?min'1)/九=fllnx+660.50.y=41.451Inx-24.551/火2=0.4631/40Z30/Z20/10.0246孔隙度/%(a)

31、860._50.40/:y=5.86871nx+43.l9330Z?M).438820-10.0246涔透率/I0W(b)860.5040Z30.Z/y=ll.348lnx+33.89320、；度=0.45151/10-01234567(c)图4速敏损害率与孔隙度、渗透率和流体流量;的关系F'ig.4Relationshipbetweenflowsensitivedamagerateanddieporosity,permeabilityandflow%/胳施罪游敖%/晓袍衅游艰式中/为煤储层孔隙度（%）、渗透率（10小m2）或流体流量（cmVmin）；a和b为与煤储层孔隙度、渗透率或流

32、体流量相关的系数,其取值见表4。表4煤样速敏损害率与物性参数的统计分析Table4Statisticalanalysisofflowratesensitivedamagerateandphysicalparametersofcoalsamples物性参数系数a系数b相关系数肥孔隙度41.45-24.550.46渗透率5.8743.190.44流体流量11.3533.890.45其原因：煤储层孔隙度和渗透率相对较高的煤样，煤样中流体流速相对较大，或者在流体流量（流速）较高的条件R随着驱替压力的增大，流体流量相应增加，当流速上升到一定程度时，即达到临界流速时,流体将携带煤储层裂缝中颗粒运移，由于煤

33、储层裂隙非均质性较强，当渗流方向与煤储层裂隙垂宜或大角度斜交时,易造成微粒堵塞喉道，使煤储层渗透率降低,出现速敏现象，因此，随着煤储层孔隙度、渗透率和流体流后的增高，煤储层速敏损害率按对数函数关系增高。当然，对于孔隙-裂隙发育好的储层，当渗流方向与煤储层裂隙平行或小角度斜交时,其连通性好,能够提供颗粒运移的空间也会较大，颗粒要形成一定规模沉降聚集的难度也会相对提高，不易引起煤储层的速敏效应。由于地质历史时期构造运动作用,煤储层被大量的节理裂隙所切割，流体在煤中的渗流，其本质是流体在裂隙及其相互交错形成的裂隙网络中渗流。假设一组平行裂隙的渗透率表达式为3K（=华cos2a（10）12/jls式中

34、，为裂隙中的渗透率;e为裂隙的平均开度;y为流体的容重；s为裂隙的平均间距；a为裂缝面与压力梯度轴的夹角，（。）“为与裂隙表面粗糙度相关的一个常量:;F为描述裂隙连通性的一个常量。方程（10）表明，煤储层渗透性主要受煤中裂隙的发育程度和裂隙升度所控制。煤储层渗透率的大小与裂缝张开度的3次方成正比例关系，与裂隙的平均间距成反比。由于外加应力和流体孔隙压力变化导致裂隙张开度发生变化，渗透率也随之变化，使煤储层流速敏感性受到影响。如随着煤层埋藏深度的增加，煤储层地应力增高，在地应力的作用下，裂缝逐渐趋F闭合，煤储层渗透率急刷卜降，煤储层临界流速降低，煤储层速敏损害率也相应减小。（2）黏土矿物及其赋存

35、状态对煤储层流速敏感性的影响本区实验煤样黏土矿物占矿物质含ht为66.63%-99.89%,平均为83.66%（表5）。结合前人对沁水盆地南部煤中黏上矿物成分分析可知.本区煤储层中黏土矿物主要以高岭石、伊利石为主，M中高岭石为26%-62%，平均45.44%,伊利石为13%-49%，平均28.28%。衰5煤岩成分测试结果Table5TestresultsofcoalpetrographycompositionSH-I90.141.927.9482.7917.210SH-290.141.927.9481.6818.32XS-I91.043.8745.0966.6333.370XS-274.392

36、2.682.9399.89Q11ZZ-I86.866.166&9784.3315.67ZZ-280.226.71613.()686.6313.37煤岩样乱显微煤岩组成镜质组情成祖壳质组矿物质«±r物煤岩鉴定碳酸ik黄铁矿其他本文实的。文献实貌（a）河矿020406080100120»i：r物含败/%图5速敏损仇:率与黏矿物含ht关系Fig.5Krlalionshipflowsrnsilivr<lanuig<aratean<lclayminerulcontrnt因燥储层中高岭石、伊利石等速敏性矿物绝对含量低，煤储层中矿物质含ht2.93%1

37、3.06%,平均为7.32%（表5）,使得JI：构成稳定桥堵的较大粒径的微粒较少.因而使潜在的速敏性伤'害诚弱。除r黏土矿物含ht及其成分对煤储层流速敏感性造成影响外.煤中矿物航存状态也会造成一定影响。从扫描电镜可以看出，煤岩表面凹四不平，存在大ht的煤基质颗粒和颗粒状的黏上矿物（图6）。等（b）西山矿(c)赵庄矿图6煤祥矿物赋存状态分布Eig.6Distribution|>allrmofminenil<x<urrvn<eofcoalsamples统计&明,煤储储层的速敏损将率与黏土矿物含量之间呈正相关关系（图5）。这说明煤中黏土矿物的存在是引起煤储层速

38、敏伤害的内在因素。煤储层中普遍存在速敏性矿物，其中高岭石相对含ht较高.其形态呈分散、破碎的书页状分布于孔隙之中，孔隙中还可见针状、纤维状伊利石以及胶结较弱的方解石等矿物，当煤储层内流体流速过高时，存在潜在的速敏伤告.因此.随若黏土矿物含ht的增加，煤储层速敏损害率也增高。河煤矿和西山煤矿煤储层中黏1：矿物主要呈微粒状、团块状分布在煤岩&面，煤中裂隙未被填充或部分充填,煤储层的速敏损害率相对较低；而赵庄煤矿煤储层中存在大ht的煤基质颗粒和颗粒状的黏土矿物出裂隙多被黏土矿物填充，主要为高岭石。在煤层气井排采过程中.这些颗粒物从骨架上脱落，并在裂隙-孔隙内随流体带动易堵塞喉道，导致煤储层渗

39、透性大大降低，速敏损害率相对较大当黏土矿物填充煤储层的裂隙时.煤储层发生速敏效应会更为严页。5结论(1) 煤样渗透率随流速发生变化，旦存在一个临界流速。煤样渗透率在临界流速之前随着注入流最(或流速)的增加煤样渗透率增加，当流速超过临界流速后,煤样的渗透率随着流体的流速的增加反而减少。(2) 煤储层流速敏感性主要受控于储层物性和煤中速敏矿物，随着煤储层孔隙度、渗透率和流体流量的增高,煤储层速敏损害率按对数函数关系增高；煤储储层的速敏损害率与黏土矿物含量之间呈正相关关系，随着黏土矿物含量的增加.储层速敏损害率也增高。(3)实验煤样黏土矿物占矿物质含量为66.63%99.89%，平均为83.66%,

40、主要以高岭石、伊利石为主，存在潜在的速敏伤害。速敏实验结果表明，沁水盆地3个煤矿实验煤样都存在不同程度的速敏伤害，速敏损害程度由弱至中等偏强,临界流速低。(4) 3个煤矿的煤储层特征不同，其速敏损害程度存在一定的差异性，其速敏损害程度表现为：赵庄煤矿西山煤矿寺河煤矿;临界流速表现为：赵庄煤矿西山煤矿和寺河煤矿。在煤层气井排采过程中，寺河煤矿和西山煤矿煤层气井排采降压速度应为赵庄煤矿的6倍左右，因此根据煤储层特征,对不同区制定不同排采工作制度是必要的。参考文献(References):1 张永平，杨艳药，唐新毅，等.沁南地区高煤阶煤储层流速敏感性及影响因素：J.煤田地质与勘探,2015.43(4

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