黔西土城向斜煤儲(chǔ)層覆壓孔滲試驗(yàn)研究

唐代學(xué)，婁 毅，馮運(yùn)富

（1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局117 地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550018；2.貴州盤(pán)江煤層氣開(kāi)發(fā)利用有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

煤儲(chǔ)層孔滲性是控制煤層氣開(kāi)采效果的關(guān)鍵參數(shù)[1-3]；目前對(duì)煤儲(chǔ)層孔隙度和滲透率與有效應(yīng)力的關(guān)系得到了大量的研究成果，認(rèn)為隨著地下流體的連續(xù)采出，孔隙壓力降低，煤巖所受有效應(yīng)力增加，煤儲(chǔ)層孔裂隙空間被壓縮，滲透率、孔隙度等物性參數(shù)隨有效應(yīng)力的增加而降低[4-5]。煤儲(chǔ)層孔隙壓縮性和滲透率應(yīng)力敏感性密切相關(guān)，諸多學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)探討不同地區(qū)煤儲(chǔ)層變質(zhì)程度、孔隙結(jié)構(gòu)、裂隙、顯微組分、含水性、溫度、煤巖割理寬度、連通性及方向性等因素對(duì)孔滲性的影響，分析了含水性、高溫等條件下煤儲(chǔ)層滲透性隨有效應(yīng)力的變化規(guī)律[6-11]，建立了有效應(yīng)力與孔隙度和滲透率變化關(guān)系的數(shù)學(xué)模型[12-13]；通過(guò)試驗(yàn)分析研究，不同煤儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率應(yīng)力敏感性差異性較大。

以往國(guó)內(nèi)對(duì)于煤儲(chǔ)層與有效應(yīng)力之間的變化規(guī)律的研究多集中于山西、新疆等地，貴州省特別是盤(pán)州地區(qū)的研究資料或報(bào)道鮮見(jiàn)。而盤(pán)州煤炭資源富集、煤層氣含量高，基于此，采用儲(chǔ)層覆壓孔滲試驗(yàn)，開(kāi)展煤儲(chǔ)層孔滲性及其應(yīng)力敏感性研究，分析盤(pán)州煤儲(chǔ)層孔滲性隨有效應(yīng)力變化的規(guī)律和差異性，對(duì)盤(pán)州地區(qū)煤層氣井的排采具有理論和指導(dǎo)意義。

1 樣品采集與測(cè)試

盤(pán)州煤層氣田位于兩近南北向前燕山期古斷裂之間，西側(cè)是滇東古斷裂，東側(cè)是遵義-望謨古斷裂。北東面是北西向水城古斷裂，南東面是近東西向的下甘河古斷裂。由于燕山期由北往南區(qū)域性擠壓和在前燕山期和燕山早期邊界條件聯(lián)合作用下，形成了現(xiàn)今盤(pán)州復(fù)雜構(gòu)造帶。

土城向斜位于盤(pán)州北部，距離盤(pán)州駐地約40 km，走向北60°西，其往西北延伸漸轉(zhuǎn)向北，有復(fù)合于南北向構(gòu)造帶上之勢(shì)；往東延伸則往南又往北東，轉(zhuǎn)了1 個(gè)大彎再往北翹起。是受前述水城古斷裂、下甘河古斷裂甚至遵義-望謨古斷裂制約影響的結(jié)果，總體態(tài)勢(shì)構(gòu)成1 個(gè)較大的向南偏西凸出的弧形扭動(dòng)構(gòu)造帶。

土城向斜主要含煤地層為上二疊系龍?zhí)督M，為海陸交互相沉積地層，具有煤系地層厚度大、發(fā)育煤層數(shù)多（可采煤層多達(dá)20 余層）、厚度較薄的特點(diǎn)；其中上部1 號(hào)、3 號(hào)、5 號(hào)、9 號(hào)、12 號(hào)煤發(fā)育穩(wěn)定性、煤層厚度多為1～2 m、煤體結(jié)構(gòu)以原生及碎塊結(jié)構(gòu)為主；中部15 號(hào)、16 號(hào)、17 號(hào)、18 號(hào)煤發(fā)育穩(wěn)定、煤層厚度多為1.5～4 m、煤體結(jié)構(gòu)以碎裂及糜棱結(jié)構(gòu)為主；而下部27 號(hào)、29 號(hào)煤組為局部可采煤、煤層厚度一般小于1.5 m、煤體結(jié)構(gòu)以原生及碎塊結(jié)構(gòu)為主；土城向斜主要煤層煤質(zhì)以焦煤為主，部分瘦煤與少量肥煤。

以覆壓孔滲試驗(yàn)為研究手段，以土城向斜松河煤礦煤層氣勘查區(qū)內(nèi)實(shí)施的某煤層氣參數(shù)井為例，煤層埋深640～980 m，從上至下分別采集1 號(hào)、3號(hào)、5 號(hào)、15 號(hào)、17 號(hào)、291 號(hào)、292 號(hào)煤層共7 層8件主采煤層煤心樣品（3 號(hào)煤層有效厚度達(dá)到3.7 m，取樣2 件），試驗(yàn)煤樣基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，其主采煤層最大鏡質(zhì)體反射率為1.03%～1.72%，平均值為1.36%；宏觀煤巖類(lèi)型以半亮-半暗型為主，半暗煤次之，亮煤較少；煤巖顯微組分中有機(jī)組分以鏡質(zhì)組為主，為72.8%～76.9%，其次為惰質(zhì)組，為20.3%～32.8%，殼質(zhì)組含量極少；煤層煤體結(jié)構(gòu)以原生結(jié)構(gòu)煤和碎裂煤為主，煤層厚度較大時(shí)，如煤系地層中部17 號(hào)煤層厚3.34 m，呈碎裂、粒、粉狀；該區(qū)煤層埋深大于300 m 時(shí)，煤層實(shí)測(cè)含氣量普遍大于8 m3/t，為9.07～18.53 m3/t，并隨著煤層埋深的增加，含氣量逐漸增加的趨勢(shì)。

表1 試驗(yàn)煤樣基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 1 Basic data of coal samples

采集的樣品送至四川省科源工程技術(shù)測(cè)試中心加工測(cè)試，在不破壞原有煤巖結(jié)構(gòu)的前提下，鉆取圓柱狀煤樣，試驗(yàn)前不進(jìn)行烘干等特殊處理，盡量保持煤樣原有孔隙結(jié)構(gòu)；試驗(yàn)按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6385—2016《覆壓下巖石孔隙度和滲透率測(cè)定方法》進(jìn)行，試驗(yàn)儀器為AP-608 自動(dòng)孔滲儀，以He作為測(cè)試煤介，孔壓保持1 MPa 不變，利用平流泵依次增大各樣品的圍壓值（2、5、8、10、15、20 MPa），每個(gè)壓力點(diǎn)的平衡時(shí)間穩(wěn)定在30 min 以上，測(cè)定煤樣在20 ℃下不同壓力點(diǎn)下的孔隙度和滲透率。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 孔隙度與有效應(yīng)力的關(guān)系

典型煤樣孔隙度、滲透率與有效應(yīng)力的關(guān)系如圖1。

圖1 典型煤樣孔隙度、滲透率與有效應(yīng)力的關(guān)系Fig.1 Relationship between porosity, permeability of coal and the effective confining pressure

黔西土城向斜中煤階測(cè)試煤樣孔隙度隨有效應(yīng)力的增加，煤樣孔隙度呈負(fù)指數(shù)式降低；對(duì)覆壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行非曲線線性擬合回歸分析，兩者之間的關(guān)系滿(mǎn)足式（1）：

式中：σi為有效應(yīng)力，MPa；Qi為煤樣在不同有效應(yīng)力σi下的孔隙度，%；Q0為煤樣初始應(yīng)力為0時(shí)的孔隙度，%；CP為煤樣孔隙度壓縮系數(shù)，MPa-1。

測(cè)試煤樣孔隙度、滲透率與應(yīng)力之間的回歸統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 測(cè)試煤樣孔隙度、滲透率與應(yīng)力之間的回歸統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Table 2 Statistic analysis results of relationship between porosity and permeability of coal and the effective confining pressure

由圖2 及圖1 可得：土城向斜松河礦區(qū)中煤階不同煤樣在初始有效應(yīng)力為0 MPa 時(shí)的孔隙度為1.16%～9.54%，平均為3.79%；除3-2#煤樣初始孔隙度較高以外，其余煤樣與山西沁水盆地中、高煤階煤儲(chǔ)層及新疆準(zhǔn)噶爾盆地低煤階煤儲(chǔ)層的覆壓初始孔隙度對(duì)比[14-16]，黔西土城向斜中煤階煤儲(chǔ)層初始孔隙度較低；在垂向上，呈埋深較淺時(shí)，孔隙度較高；可采煤層厚度越大，煤層越穩(wěn)定，孔隙度相對(duì)較高；如291 號(hào)、292 號(hào)煤層為局部可采煤層，厚度小于1.5 m，孔隙度較低。

孔隙壓縮系數(shù)[17]反應(yīng)為測(cè)試樣品有效應(yīng)力增加1 MPa，煤儲(chǔ)層孔隙體積的變化量。通過(guò)測(cè)試結(jié)果分析，各測(cè)試煤樣在覆壓條件下的孔隙壓縮系數(shù)為0.004～0.011 MPa-1，平均僅為0.006 MPa-1，可以看出，黔西土城向斜中煤階煤儲(chǔ)層的孔隙壓縮系數(shù)較小。

土壤樣品經(jīng)過(guò)風(fēng)干、研磨、過(guò)篩、稱(chēng)重和裝袋后送中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所同位素實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)方法是測(cè)試樣品封閉于樣品盒用配備n型高純鍺探頭(LOAX HPGe)的低能量、低本底γ能譜儀測(cè)定 7Be含量，樣品的 7Be含量在477.6 KeV能譜峰下測(cè)定，采用全峰面積法(TPA)求算 7Be比活度，測(cè)試結(jié)果校正至采樣日。樣品測(cè)重≥50 g，測(cè)試時(shí)間≥80 000 s，測(cè)試誤差為±5%(95%可信度)。

2.2 氣體滲透率與有效應(yīng)力的關(guān)系

煤儲(chǔ)層滲透率反映氣體在煤巖中的滲流能力，是煤層氣開(kāi)采中最為關(guān)鍵因素。由圖1 可知，測(cè)試煤樣滲透率隨有效應(yīng)力的增加，滲透率同樣呈負(fù)指數(shù)式降低。對(duì)覆壓條件下對(duì)有效應(yīng)力與滲透率的關(guān)系進(jìn)行非線性擬合回歸分析，其關(guān)系如下：

式中：Ki為煤樣在不同有效應(yīng)力σi下的滲透率，10-15m2；K0為煤樣初始應(yīng)力為0 時(shí)的滲透率，10-3μm；a 為應(yīng)力敏感性回歸系數(shù)[6]，MPa-1。

測(cè)試樣品在覆壓下滲透率的測(cè)試分析結(jié)果見(jiàn)表2，不同煤樣在初始有效應(yīng)力為0 時(shí)的滲透率變化較大，為0.119 4×10-3～2.858 9×10-3μm，平均為0.978 7×10-3μm；應(yīng)力敏感性系數(shù)為0.035～0.073 MPa-1，平均為0.046 MPa-1，其中3-1#煤樣應(yīng)力敏感性回歸系數(shù)最大，為0.073 MPa-1。

孔隙度壓縮系數(shù)和應(yīng)力敏感性回歸系數(shù)與煤最大鏡質(zhì)體反射率的關(guān)系如圖2，土城向斜松河礦區(qū)中煤階不同煤層煤樣隨變質(zhì)程度的增加，孔隙度壓縮系數(shù)和應(yīng)力敏感性回歸系數(shù)均呈較弱的負(fù)相關(guān)。

圖2 孔隙度壓縮系數(shù)和壓力敏感性回歸系數(shù)與煤最大鏡質(zhì)體反射率的關(guān)系Fig.2 Relationship between porosity compression coefficient and pressure sensitivity regression coefficient and coal vitrinite reflectance

3 煤儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性分析

3.1 孔隙度和滲透率應(yīng)力損害率

對(duì)黔西地區(qū)多薄煤層的發(fā)育特征，多采用分層壓裂、合層排采的思路開(kāi)展煤層氣抽采工作，在煤層氣排水降壓過(guò)程中，不同的煤儲(chǔ)層抵抗應(yīng)力的能力表現(xiàn)不一致，存在較大的差異性和復(fù)雜性，即應(yīng)力的敏感性[16]；故分析不同煤儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感性，對(duì)指導(dǎo)黔西地區(qū)多薄煤層的合層排采具有理論指導(dǎo)意義。為對(duì)比土城向斜主要中煤階煤儲(chǔ)層滲透率對(duì)應(yīng)力敏感性的差異，采用孔隙度和滲透率應(yīng)力損害率、滲透率應(yīng)力損害度及無(wú)因次滲透率曲率評(píng)價(jià)煤儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性。

孔隙度、滲透率應(yīng)力損害率表示隨有效應(yīng)力增加，煤儲(chǔ)層孔隙度、滲透率損壞快慢的百分比，儲(chǔ)層孔隙度或滲透率應(yīng)力損害率越高，煤儲(chǔ)層孔隙度或滲透率受有效應(yīng)力損害程度越嚴(yán)重，煤儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性越高[15-16]。孔隙度應(yīng)力損害率計(jì)算公式如下[16]：

式中：Qs為孔隙度應(yīng)力損害率，%；Q1為為試驗(yàn)測(cè)得的第1 個(gè)有效應(yīng)力下的孔隙度，%；Qi為某個(gè)有效應(yīng)力點(diǎn)下的孔隙度，%。

滲透率應(yīng)力損害率計(jì)算公式為[16]：

式中：Ks為滲透率應(yīng)力損害率，%；K1為試驗(yàn)測(cè)得的第1 個(gè)有效應(yīng)力下的滲透率，10-3μm；Ki為某個(gè)有效應(yīng)力點(diǎn)下的滲透率，10-3μm。

根據(jù)式（3）計(jì)算得到土城向斜中煤階測(cè)試煤層在不同應(yīng)力下的孔隙度應(yīng)力損害率；孔隙度應(yīng)力損害率和滲透率應(yīng)力損害率與有效應(yīng)力的關(guān)系如圖3。

由圖3（a）可知：各測(cè)試煤層孔隙度應(yīng)力損害率隨有效應(yīng)力的增加而增加；1#煤樣在各個(gè)有效應(yīng)力的孔隙度損害率最大，為6.97%～18.61%；有效應(yīng)力為5 MPa，土城向斜中煤階測(cè)試煤樣孔隙度應(yīng)力損害率為1.62%～6.97%，平均為3.34%，其中1#、3-2#煤樣孔隙度損害率較大，分別為6.97%、5.50%；有效應(yīng)力達(dá)到8 MPa，測(cè)試煤樣孔隙度應(yīng)力損害率為4.03%～9.86%，平均6.03%，其中1#、3-1#、3-2#煤樣孔隙度損害率分別為9.86%，6.05%及7.49%；當(dāng)有效應(yīng)力達(dá)到20 MPa，孔隙度應(yīng)力損害率為7.60%～18.63%，平均10.95%；有效應(yīng)力小于8 MPa 時(shí)，埋深較淺的3-1#、3-2#煤樣應(yīng)力損害率相對(duì)較大，隨著有效應(yīng)力逐漸增大至20 MPa，埋藏較深的15#、17#、29#煤樣孔隙度應(yīng)力損害率有逐漸大于埋藏較淺3#煤樣孔隙度應(yīng)力損害率的趨勢(shì)。

圖3 孔隙度應(yīng)力損害率和滲透率應(yīng)力損害率與有效應(yīng)力的關(guān)系Fig.3 Relationship between permeability porosity stress damage rate and permeability stress damage rate with effective confining pressure

根據(jù)式（4）計(jì)算得到土城向斜中煤階測(cè)試煤層在不同應(yīng)力下的滲透率應(yīng)力損害率；計(jì)算結(jié)果如圖3（b）。各測(cè)試煤層滲透率應(yīng)力損害率隨有效應(yīng)力的增加而呈指數(shù)增加，3-1#煤樣滲透率損害率明顯大于其余煤樣；根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果，所測(cè)試煤樣在效壓力為5 MPa 時(shí)，煤樣滲透率為0.097 7×10-3～2.101 1×10-3μm，滲透率損害率為12.58%～25.99%，平均為20.63%，其中3-1#、5#、15#、292#煤樣的滲透率損害率較大，為23.71%、25.40%、25.99%、24.83%；參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5358—2010《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》，測(cè)試8 個(gè)煤樣在有效應(yīng)力為5 MPa 時(shí)的滲透率損害率較弱。有效壓力為8 MPa 時(shí)，滲透率損害率為23.26%～42.81%，平均為33.68%，此時(shí)3-1#煤樣滲透率損害率最大，達(dá)到42.81%；除17#、291#煤樣滲透率損害率弱外，其余煤樣的滲透率損害率為中等偏弱。隨有效應(yīng)力增加到10、15 MPa 至20 MPa，各煤樣的滲透率應(yīng)力損害率增大變緩，損害程度逐漸增加至中等偏強(qiáng)或強(qiáng)；尤其是3-1#煤樣滲透率損害率在有效應(yīng)力為10 MPa 時(shí)，其損害率為59.80%，損害率程度為中等偏強(qiáng)；在有效應(yīng)力為20 MPa 時(shí)，損害率為71.87%，損害程度強(qiáng)。

3.2 滲透率曲率

為更好的對(duì)比分析土城向斜主采煤層在不同有效應(yīng)力下對(duì)中煤階煤儲(chǔ)層滲透率的變化率的影響程度，引用式（5）計(jì)算測(cè)試煤層在不同有效應(yīng)力下的滲透率曲率[19]：

式中：Kc為滲透率應(yīng)力損害率，%；K′為滲透率與有效應(yīng)力的一階導(dǎo)數(shù)；K″為滲透率與有效應(yīng)力的二階導(dǎo)數(shù)。

滲透率曲率抵消因樣品差異對(duì)滲透率造成的影響，便于研究滲透率對(duì)有效應(yīng)力的敏感性。滲透率曲率越大，有效應(yīng)力對(duì)煤儲(chǔ)層滲透率的影響程度越大，儲(chǔ)層敏感性越強(qiáng)；滲透率曲率越小，有效應(yīng)力對(duì)滲透率的影響程度越弱，煤儲(chǔ)層對(duì)有效應(yīng)力的敏感性越弱。當(dāng)曲率值趨穩(wěn)定時(shí)，則滲透率受有效應(yīng)力的作用可忽略不計(jì)[15-16]。滲透率曲率與有效應(yīng)力的關(guān)系如圖4。

圖4 滲透率曲率與有效應(yīng)力的關(guān)系Fig.4 Relationship between permeability curvature and effective confaining pressure

土城向斜煤儲(chǔ)層滲透率曲率隨著有效應(yīng)力的增加，呈指數(shù)下降趨勢(shì)，表明隨有效應(yīng)力的增加，煤儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)力的敏感性減弱，各煤樣滲透率曲率曲線存在一定差異性，主要表現(xiàn)為：

1）3 號(hào)煤層取樣2 件，上部3-1#煤樣滲透率曲率最大，曲率曲線下降最快，說(shuō)明其敏感性最強(qiáng)；而下部3-2#煤樣滲透率曲率最小，曲率曲線基本無(wú)變化，敏感性最弱；說(shuō)明即使同一煤層，垂向上的儲(chǔ)層敏感性差異仍然較大。在相同有效應(yīng)力下，5 號(hào)、15號(hào)、29 號(hào)煤層滲透率曲率大于1 號(hào)、17 號(hào)煤層。

2）當(dāng)有效應(yīng)力＜8 MPa 時(shí)，各煤儲(chǔ)層隨應(yīng)力增加導(dǎo)致曲率曲線顯著下降幅度較快，煤儲(chǔ)層中孔隙被緩慢壓縮變形，滲透率下降，應(yīng)力敏感性強(qiáng)；變化較為明顯的依次分別是3-1#、292#、5#、291#、15#煤樣。

3）當(dāng)有效應(yīng)力＞8 MPa 時(shí)，隨有效應(yīng)力增加，各煤儲(chǔ)層滲透率曲率曲線逐漸變緩，趨于穩(wěn)定；表明在這一過(guò)程中雖然煤儲(chǔ)層中的孔裂隙被緩慢壓縮至閉合，滲透率下降幅度減慢，應(yīng)力敏感性逐漸減弱;尤其是有效應(yīng)力大于15 MPa 時(shí)，如3-1#、1#、17#、3-2#煤樣儲(chǔ)層滲透率曲率變化微弱，孔隙已基本被壓縮閉合，滲透率下降不明顯，儲(chǔ)層敏感性微弱。

4 煤儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性探討

土城向斜煤儲(chǔ)層滲透率應(yīng)力敏感性也存在著較大差異，可能與孔隙的形態(tài)及裂隙中的填充礦物的差異相關(guān)，通過(guò)對(duì)煤樣薄片進(jìn)行顯微鏡下觀察：3 號(hào)煤層有機(jī)質(zhì)橫斷面發(fā)育保留完整的胞腔孔，孔隙度及滲透率一般較高，部分含有高齡石等充填物；在有效應(yīng)力作用下，煤儲(chǔ)層中孔縫被壓實(shí)變形呈薄片狀、碎粒狀;孔縫被礦物質(zhì)進(jìn)一步充填，連通性隨之降低，煤儲(chǔ)層滲透率急劇下降，煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力敏感性較高；5 號(hào)及15 號(hào)煤層有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密，孔縫多呈層狀發(fā)育，片狀有機(jī)組分相間或平行分布，礦物質(zhì)充填呈層狀分布的孔隙，具有一定的連通性，在有效應(yīng)力的作用下，孔縫壓縮變形程度較小，應(yīng)力敏感性較弱；17 號(hào)及29 號(hào)煤層有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)致密，發(fā)育有多組相交的裂隙把鏡質(zhì)體切割成小塊，局部大量發(fā)育，大部分裂隙中未被礦物質(zhì)充填，隨有效應(yīng)力增加，裂隙被壓縮變形，但仍具有較好的連通性，煤儲(chǔ)層滲透率受有效應(yīng)力的影響程度較小，應(yīng)力敏感性較弱。

研究區(qū)已開(kāi)展10 余口煤層氣井的排采試驗(yàn)，目的煤層不盡相同，排采效果較好的集中在上煤組3煤層；3 號(hào)煤層埋深一般在800 m 以淺，煤儲(chǔ)層壓力一般小于8 MPa。根據(jù)實(shí)際排采經(jīng)驗(yàn)，3 號(hào)煤儲(chǔ)層壓力最大由8 MPa 降低至衰竭壓力0.5 MPa 以下；據(jù)前述應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn)曲線分析，煤層氣井排采過(guò)程中煤儲(chǔ)層滲透率隨有效壓力的增加呈指數(shù)降低。

針對(duì)不同煤儲(chǔ)層，應(yīng)根據(jù)礦區(qū)煤儲(chǔ)層實(shí)際地質(zhì)情況，尤其是有效應(yīng)力與煤儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性的關(guān)系，制定合理的生產(chǎn)壓差和優(yōu)化排采方案，盡量減小煤儲(chǔ)層有效應(yīng)力敏感性，確保煤層氣井較高的產(chǎn)能及產(chǎn)出速率。

5 結(jié) 論

1）土城向斜中煤階煤儲(chǔ)層隨有效應(yīng)力的增大，孔隙度及氣體滲透率均呈負(fù)指數(shù)降低；不同煤儲(chǔ)層的孔隙壓縮系數(shù)、應(yīng)力敏感性系數(shù)具有一定的差異性；試驗(yàn)煤儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性系數(shù)為0.035～0.073 MPa-1，3-1#煤樣應(yīng)力敏感性回歸系數(shù)最大。

2）土城向斜中煤階煤儲(chǔ)層孔隙度應(yīng)力損害率隨有效應(yīng)力的增加而增加，有效應(yīng)力小于8 MPa 時(shí)，埋深較淺的3-1#、3-2#煤樣的應(yīng)力損害率相對(duì)較大；滲透率應(yīng)力損害率隨有效應(yīng)力的增加而呈指數(shù)增加，3-1#煤樣的滲透率損害率明顯大于其余煤樣；當(dāng)有效壓力為5 MPa 時(shí)煤儲(chǔ)層滲透率損害率較弱，有效壓力為8 MPa 時(shí)，3-1#煤樣的滲透率損害率最大，為42.81%，為中等偏弱。

3）土城向斜煤儲(chǔ)層滲透率曲率隨著有效應(yīng)力的增加，煤儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)力的敏感性呈指數(shù)減弱；測(cè)試煤樣中，3-1#煤樣滲透率曲率最大，敏感性最強(qiáng)；在相同有效應(yīng)力下，3 號(hào)煤層應(yīng)力敏感性大于5 號(hào)、15 號(hào)、29 號(hào)煤層，1 號(hào)、17 號(hào)煤應(yīng)力敏感性最弱。