不可采煤層CO2封存斷層活化機制分析

摘要：基于斷裂力學和莫爾-庫倫準則,建立了不同初始應力狀態下CO2注入煤層后儲層、蓋層巖石破裂準則以及斷層活化失穩判據,對封存系統地層穩定性進行了分析,提出了確定CO2臨界注入壓力的解析方法,并對影響CO2封存安全性的參數(Shmin/Sv、儲層蓋層巖石彈模、泊松比、斷層傾角等)進行了敏感性分析。結果表明:在進行地層穩定性預測時,應充分考慮煤層初始應力狀態、吸附引起的差異性膨脹效應以及儲層巖石力學性質的影響。煤巖泊松比越小,儲層滑動傾向性越小;當Shmin/Sv(最小水平主應力與垂直應力之比)接近于1時,斷層滑動的風險大為降低。研究成果可以為不可采煤層CO2封存工程儲層壓力控制以及安全評價提供科學依據。