[发明专利]一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法

说明书

本发明公开了一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法，采用的核磁探测及瓦斯抽采一体化装置，在形成的穿层钻孔后续进行瓦斯抽采的同时，还能进行核磁共振的数据监测，通过实时的数据监测能对瓦斯抽采情况进行协同控制；另外通过对穿层钻孔采用胶囊封孔器进行保压密封处理，并且该一体化装置能在封闭空间内移动及其具备的呈球体结构的三维磁线分布，通过射频设备向处于三维磁场范围内的介质发射射频脉冲，将介质中的质子由低能级跃迁到高能级，通过天线的接收数据，从而实现该封闭空间所处煤层周围的瓦斯含量及压力的快速无损、原位精准监测，并能获得钻孔周围煤层的孔隙结构数据，最终根据获得的数据确定煤层瓦斯储集条件评判指标。

技术领域

本发明涉及一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法，尤其适用于厚煤层多态瓦斯的精准探测及煤层瓦斯的储集条件评估工作。

背景技术

煤层普遍具有孔隙度较低、非均质性较强、双重孔隙结构、割理发育且易碎及瓦斯气体赋存状态多样化等特点，其中，煤储层的典型特点之一是煤层气呈游离态、吸附态、孔束缚态和水溶态等多种状态赋存。评判煤层瓦斯储层好坏，重点在于煤层基质孔隙、割理孔隙、含气量及渗透率等关键参数。

另外煤层强度较低可造成钻孔垮塌、气体响应不够明显等显著问题，常规测试仪器不能准确测量煤层真实信息，因此通常需要在仪器探头、贴进钻孔壁方式等方面进行特殊设计，使仪器探头能够靠近煤层，实现钻孔破坏时的数据采集；由于煤层密度很低，接近密度测试法仪器下限，导致密度测试仪器误差偏大，需要调整密度测试仪器的测量范围；含气量测量目前主要利用煤自然解吸测量，装备测量误差普遍较大，难于满足研究需求。常规煤体吸附测试方法为体积法和重量法，通过计算体积或重量来确定煤的瓦斯吸附量。由于体积与质量受计量装置及环境的影响较大，大幅限制了测量精度，且无法定量分析煤体中的多态瓦斯。

核磁共振技术目前用来在实验室中对获取的煤样进行测试，进而根据对煤样的测试结果可以用来评价所取煤样孔隙度、束缚水饱和度、渗透率、孔径分布及流体类型等丰富的数据信息，进而推测出该煤样周围煤层的地质数据，核磁共振技术(NMR)主要测量煤样中H核在磁场中的响应，煤样中有机质、气体和水中都含有大量H核，由于有机质中H核弛豫时间短，不能被观测到，核磁共振技术(NMR)测试得到的信息主要来自于气体和水的信息，从而可以用来计算孔隙度和流体信息，并在煤层瓦斯储层评价中计算孔隙度、孔径分布和渗透率等方面取得明显效果，且核磁共振测试能够提供与骨架无关的地层流体信息，但是目前核磁共振技术设备体积较大，都是将煤样获取后在实验室内进行核磁测试，进而根据煤样获得的数据对煤样周围的煤层信息进行推测确定；由于不能直接对煤层各个位置进行现场测试，进而不能精确获得煤层区域内的孔隙结构及流体信息，最终无法精准获得煤层内瓦斯空间分布及多态瓦斯的特征参数，因此如何提供一种方法，能实现精确获得煤层区域内的孔隙结构及流体信息，最终精准确定煤层瓦斯储集条件(即瓦斯空间分布)及多态瓦斯的特征参数，是本行业的研究方向之一。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法，能实现精确获得煤层区域内的孔隙结构及流体信息，最终精准确定煤层瓦斯储集条件及多态瓦斯的特征参数。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤层瓦斯储集条件的保压核磁监测方法，具体步骤为：

A、施工穿层钻孔：从底板岩巷内利用钻机向上覆煤层钻取穿层钻孔，穿层钻孔穿过上覆煤层，其最深处达到煤层顶板与岩体结合处，并在退钻过程中将穿层钻孔内的煤岩碎屑清理干净，完成穿层钻孔的钻设工作；