[发明专利]煤层裂隙确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层裂隙确定方法，该方法用于煤炭地下气化领域。

背景技术

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭直接进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程，具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点，深受世界各国的重视，被誉为第二代采煤方法。

煤炭地下气化过程中，确定煤层自身业已存在的主裂隙方向，对炉型设计、炉孔布置具有指导作用，它直接影响到各炉孔之间的贯通速度、贯通效率等。而目前进行的煤炭地下气化未曾具备一套完整的确定煤层主裂隙方向的技术方法，即使采用了三维地震勘查手段，也只是通过接收地震波进行模型反演来确定煤层裂隙方向，只能对裂隙方向的确定起到参考作用，而不能直接指导生产，并且成本高、周期长。

概言之，现有技术的实现方案是三维地震勘探法，该三维地震勘探法通过现场布置地震控制点，接收地震波进行实验处理和数据分析，与当地断层发育情况相结合，能够预测煤层裂隙发育情况。

上述现有技术的缺点是成本较高，而且只是理论推导，没有经过现场实际验证，因此，其经济型和实用性都尚未能够符合业界的需要。

发明内容

本发明的目的在于：通过现场验证，确定要被实施地下气化的地下煤层本身已存在的主裂隙方向。

本发明提供一种用于确定煤层主裂隙方向的方法，该方法包括如下步骤：

在地下煤层储藏区上方钻出一个中央钻孔；

在以所述中央钻孔为圆心的圆形布置线路上，打出多个周围钻孔；

从所述中央钻孔向地下煤层输入加压空气，进行高压空气压裂；

监测并确定出从所述每一个周围钻孔中排出的气体的流量以及气体组分；

对所确定出的各个气体排出流量进行比较，确定出气体排出流量最大的第一周围钻孔的位置，并确定出气体排出流量第二大的第二周围钻孔的位置；

根据以下公式进行主裂隙角度计算：

f1(CO2%)f2(CO2%)=θ-ii]]>公式(1)

其中：

f₁代表气体排出流量最大的第一周围钻孔，f₁(CO₂％)代表从第一周围钻孔中排出的气体组分中的CO₂含量；

f₂代表气体排出流量第二大的第二周围钻孔，f₂(CO₂％)代表从第二周围钻孔中排出的气体组分中的CO₂含量；

θ代表第一周围钻孔和第二周围钻孔之间的水平夹角，该水平夹角θ的顶点位于所述中央钻孔处(以下限定的水平夹角i和水平夹角θ-i的顶点也位于所述中央钻孔处)；

i代表主裂隙与第一周围钻孔的水平夹角；

θ-i代表主裂隙与第二周围钻孔的水平夹角。

本发明提供的方法是解决“确定煤层主裂隙方向”这一问题的一种方便实用的方法。本发明的方法通过在现场布置钻孔，进行压裂贯通，最终确定气化煤层主裂隙方向。在确定煤层主裂隙后，沿着煤层本身的自然裂隙，进行炉孔布置，这样，能够缩短煤层地下气化贯通的时间，并降低煤层地下气化贯通的难度。此外，本发明的方法所使用过的钻孔，还可作为气化炉孔，用于后续工艺操作，因此，本发明的方法还具有很高的实用性和经济性。

附图说明

图1是本发明的方法的一个例示性的示意图，其中采用6个周围钻孔作为例示。

图2是采用图1的方法所测出的主裂隙方向的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于确定煤层主裂隙方向的方法，该方法包括如下步骤：