基于损伤力学的煤储层有效应力数学模型

为了准确确定不同煤储层属性在不同围岩应力条件下煤基质部分所受的应力,充分考虑煤储层内部固、液、气三相与孔隙结构耦合作用,构建煤基质所受应力数学模型。考虑煤储层内部物质组成,以球形孔隙结构为基础构建了煤储层几何概念模型,结合弹塑性力学理论得出有效应力系数数学模型;引入损伤力学理论,充分考虑煤岩总应力、孔隙应力损伤演化过程,构建了煤储层基质有效应力数学模型。以樊庄区块煤原始储层参数为例,得出研究区不同储层物性参数对有效应力的影响:有效应力受孔隙度、含气饱和度影响较大,其他条件相同时,随着孔隙度的增加或含气饱和度的增加,煤基质所受应力均呈指数形式减小;受孔隙度影响更为剧烈,与含气饱和度的曲线关系更为明显;孔径分布不同,所受应力也不同,孔隙度相同情况下,随大孔比例增加呈对数形式增加;随含水饱和度增大有效应力呈线性减小。