比德—三塘盆地煤与岩石力学性质及煤层压裂可改造性

煤层与顶底板岩石力学性质及两者之间关系，是影响煤储层压裂效果的重要因素。本文通过黔西比德—三塘盆地的晚二叠世含煤地层煤与岩石样品的力学实验，分析了煤层及其顶底板岩石的力学性质及其区域和层域分布规律，讨论了煤层与顶底板岩石力学性质及其差异性的地质控制因素，建立了煤层与顶底板岩石力学性质的预测模型，初步分析了压裂技术在研究区不同地段的适用性。 结果表明，沉积环境是控制研究区煤层与顶底板岩石力学性质及其差异性的主要地质因素，基于含煤地层沉积环境变化可以大体预测煤层与顶底板岩石力学性质差异性的区域和层域变化规律。区域上，由盆地西北部到东南部，煤层与顶底板岩石抗压强度的差异性逐渐变大。垂向上，龙潭组下段煤层与顶底板的岩石抗压强度差异性较大，上段差异性较小，长兴组的强度差异性又有所增大。在三级层序内部，在海侵体系域中，随着相对海平面的升高，煤层及顶底板强度的差异性逐渐变大，到最大海侵面附近最为明显；在高位体系域，随着相对海平面的降低，煤层及顶底板岩的差异性逐渐变小，到层序边界附近达到最小。区域上，盆地东部和东南部珠藏向斜、阿弓向斜煤层适合压裂，其中肥一、文家坝是最有利的压裂区段；层域上，阿弓向斜和珠藏向斜龙潭组下段煤层适合压裂，其中23煤层是最适合压裂的煤层。