[发明专利]煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法

说明书

本发明公开了一种煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法，其包括1)确定目标工作面，并获取目标工作面的水文地质条件、上覆岩层岩样和开采工艺；2)对上覆岩层岩样进行相关力学实验，获得上覆岩层岩样的岩性参数；3)模拟工作面回采过程，用采动应力系数来反映采动卸压程度，以确定使得围岩充分卸压的应力临界值；4)利用3DEC软件进行数值模拟目标工作面的回采过程，得到工作面上覆岩层稳定后的裂隙分布状态，并利用应力临界值对采动稳定区煤层气储层的范围进行划定。本发明煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法能使所界定的煤矿采动稳定区煤层气储层范围更符合实际，准确性更高，对开发和利用煤矿区煤层气具有重要意义。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法。

背景技术

煤矿区煤层气作为一种高能洁净的能源,其开发和利用技术越来越受到世界各国的重视。采动稳定区煤层气地面井抽采技术是上世纪90年代后期发展起来的一种煤层气开发方式,其能够充分利用煤层开采的卸压增透效应,避开岩层的剧烈活动期,实现地面抽采井寿命的最大化,在我国发展前景良好。由于地面井施工成本较高,煤层气开发区域产前选区和经济利益的对比分析必不可少,这就需要提前评估目标区域的煤层气资源量。然而如何准确的界定煤矿采动稳定区煤层气储层范围仍然是一个未能很好解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法，以解决如何准确的界定煤矿采动稳定区煤层气储层范围的技术问题。

本发明煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法包括以下步骤：

1)确定目标工作面，并获取目标工作面的水文地质条件、上覆岩层岩样和开采工艺；

2)对上覆岩层岩样进行相关力学实验，获得上覆岩层岩样的岩性参数；

3)根据目标工作面现场数据和步骤2)获得的上覆岩层岩样的岩性参数，选用合适的相似常数以及配比号，搭建物理相似模型；根据目标工作面开采信息以及确定的相似常数，模拟工作面回采过程，用采动应力系数来反映采动卸压程度，以确定使得围岩充分卸压的应力临界值，所述采动应力系数为采动后的应力与原岩应力的比值；

4)利用3DEC软件进行数值模拟步骤3)中所搭建的物理相似模型的目标工作面的回采过程，得到工作面上覆岩层稳定后的裂隙分布状态；并利用步骤3)中所得到的围岩充分卸压的应力临界值对采动稳定区煤层气储层的范围进行划定。

进一步，在步骤3)中，将采动应力系数0.3作为使得围岩充分卸压的应力临界值，采动上覆煤岩层中采动应力系数＜0.3的区域为充分卸压区域。

本发明的有益效果：

本发明煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法，通过物理相似模拟实验和数值模拟相结合的手段，并利用围岩充分卸压临界值参数得到煤层气储层的范围，使得所界定的煤矿采动稳定区煤层气储层范围更符合实际，准确性更高，对开发和利用煤矿区煤层气具有重要意义。

附图说明

图1为物理相似模型实物图。

图2为工作面数值模拟图。

图3为采动稳定区煤层气储层示意图。

具体实施方式

本实施例煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法包括以下步骤：

1)确定目标工作面，并获取目标工作面的水文地质条件、上覆岩层岩样和开采工艺。

2)对上覆岩层岩样进行相关力学实验，如单/三轴压缩试验，巴西劈裂等，获得上覆岩层岩样的岩性参数，围岩岩性参数包括抗压/拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角等。