CN104632203B - 一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法 - Google Patents

一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104632203B
CN104632203B CN201410853544.2A CN201410853544A CN104632203B CN 104632203 B CN104632203 B CN 104632203B CN 201410853544 A CN201410853544 A CN 201410853544A CN 104632203 B CN104632203 B CN 104632203B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water curtain
water
storage facility
underground storage
transient electromagnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410853544.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104632203A (zh
Inventor
杨家松
李尚忍
杨龙伟
李博闻
辜文凯
黄鹏飞
陈应军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway Erju 2nd Engineering Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Zhong Tiexinrui Engineering Inspection Technique Co Ltd
China Railway Erju 2nd Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Zhong Tiexinrui Engineering Inspection Technique Co Ltd, China Railway Erju 2nd Engineering Co Ltd filed Critical Chengdu Zhong Tiexinrui Engineering Inspection Technique Co Ltd
Priority to CN201410853544.2A priority Critical patent/CN104632203B/zh
Publication of CN104632203A publication Critical patent/CN104632203A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104632203B publication Critical patent/CN104632203B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30—Assessment of water resources

Abstract

本发明公开了一种地下储备库水幕质量探检测方法，本发明采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，步骤为：对检测段干扰源及障碍物清理；布置测线；现场数据采集；检测成果后期处理及分析；根据成果修正充水压力或增补水幕孔，再复测验证。本水幕质量检测方法利用水幕孔和水幕巷道内的水体相对于地下储备库的其他物质为低电阻体，将瞬变电磁法用于地下储备库水幕质量的检测具有较好的检测效果，可检测水幕形成前后：水幕孔未充水前、水幕孔充水后，水幕区岩体内裂隙、节理等构造的含水情况，加以前后对比分析，从而直观、快速地判断地下储备库水幕的形成质量。

Description

一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法
技术领域
本发明涉及一种地下储备库水幕质量探检测方法，特别涉及一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法。
背景技术
国内外石油储备库、液化天然气等大型能源储备库多采用地下水封技术，确保储备物不渗漏，具体方法为：在储备洞库上方设置水幕廊道，在水幕廊道按一定参数钻水平或竖直的水幕孔，并在钻孔内充入一定的压力水，填充岩石裂隙形成水幕。水幕完全覆盖储备洞库周围，利用油类、液化气类等比水轻且不互溶的原理阻止储备物外泄，因此水幕形成的质量是水封洞室库工程建设的核心。
现阶段，对于水幕形成质量的检测，施工阶段采用洞库外钻井水位监测，洞内水幕孔压水试验、供水量和供水压力测试等方法。洞外水位监测作用在于宏观判断库区水位变化，确保库区整体水位满足设计要求；洞内水幕压水试验能判断水幕孔的渗透性；供水量和供水压力测试的目的是确保供水量和供水压力均满足设计要求，然而上述方法均不能直观评价洞库整体水幕的质量情况。
瞬变电磁法也称时间域电磁法，简称TEM。它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，得到不同深度的地电特征，从而预测地下地质情况。由于瞬变电磁法具有对低阻体反应敏感的特点，其主要应用于采矿等领域的勘察以及隧道工程施工的超前地质预报，可探测良导性矿体埋深和产状，探测蕴矿构造，查明含水地质。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，该方法能直观、快速地判断洞库内水幕形成的质量情况。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，包括以下步骤：
(1)对检测段干扰源及障碍物清理，主要包括积水、车辆、大型金属体；
(2)根据洞库水幕孔布置的方向和位置、水幕巷道和主巷道的相对位置，布置测线，在测线上布置有发射线圈和接收线圈；
(3)现场数据采集：利用瞬变电磁仪发射机发射信号，用接收机采集数据；
(4)检测成果后期处理及分析，包括数据处理和成果解释；
(5)根据成果修正充水压力或增补水幕孔，再用瞬变电磁法复测验证，以确保水幕处于良好的运行状态。
作为优选，步骤(2)中测线布置的原则为：使检测的有效范围覆盖全部水幕区域并且保证辨识精度。
作为优选，步骤(2)中的测线布置为：在水幕巷道边墙、底板和墙角布置3 条测线。
作为优选，步骤(2)中测线上布置的发射线圈和接收线圈之间的距离为5- 10m。
作为优选，步骤(4)中的数据处理过程为：
(1)数据整理转换与检查：包括数据归一化处理、极性校正、测线和测点编辑、磁场计算等；
(2)数据编辑：包括噪音剔除、畸变处理、测线极性校正、发射框校正和关断时间校正等；
(3)数据解释：计算全程视电阻率，视电阻率的一维正反演，电阻率成像变换、拟二维电阻率剖面等；
作为优选，步骤(4)中的成果解释时，要结合地质素描、库区水文地质资料、库区水位检测资料以及施工阶段采集的洞内水幕孔压水试验、供水量和供水压力测试有关资料，进行综合解释，获得准确、合理的解释成果。
由于瞬变电磁法具有对低阻体反应敏感的特点，其主要应用于采矿等领域的勘察以及隧道工程施工的超前地质预报，可探测良导性矿体埋深和产状、探测蕴矿构造、查明含水地质；水幕孔和水幕巷道内的水体相对于地下储备库的其他物质为低电阻体，将瞬变电磁法用于地下储备库水幕质量的检测具有较好的检测效果，可检测水幕形成前后：水幕孔未充水前、水幕孔充水后，水幕区岩体内裂隙、节理等构造的含水情况，加以前后对比分析，从而直观判断水幕的形成质量，即裂隙、节理等构造内是否均被水完全充填。
具体操作过程中，首先通过对检测段的干扰源进行清理，避免影响检测结果的准确性；然后进行测线的布置，将测线布置到水幕巷道的边墙、底板和墙角，测线上设置有发射线圈和接收线圈，并保持发射线圈和接收 线圈的距离以保证检测数据的准确性，利用瞬变电磁仪发射机发射信号，用接收机采集水幕质量数据；最后将数据进行分析和修正，得到地下储备库水幕质量的检测数据，根据检测数据能直观、快速地判断洞库内水幕形成的质量情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
该水幕质量检测方法利用水幕孔和水幕巷道内的水体相对于地下储备库的其他物质为低电阻体，将瞬变电磁法用于地下储备库水幕质量的检测具有较好的检测效果，可检测水幕形成前后：水幕孔未充水前、水幕孔充水后，水幕区岩体内裂隙、节理等构造的含水情况，加以前后对比分析，从而直观、快速地判断地下储备库水幕的形成质量；
通过在检测前对检测段的干扰源进行清理，增加检测结果的准确性；然后进行测线的布置，将测线布置到水幕巷道的边墙、底板和墙角，测线上设置有发射线圈和接收线圈，并保持发射线圈和接收 线圈的距离以保证检测数据的准确性，利用瞬变电磁仪发射机发射信号，用接收机采集水幕质量数据，使得检测结果准确有效；得到检测数据后，再根据数据分析成果修正充水压力或增补水幕孔数量，然后用瞬变电磁法复测验证，保证地下储备库的水幕质量。
附图说明：
图1为本发明采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法的工艺流程图。
图2为水封洞室原理示意图。
图3为瞬变电磁法检测水幕质量示意图。
图4为水幕巷道内测线布置结果示意图。
图中标记：1-水幕巷道，2-水平水幕孔，3-垂直水幕孔，4-泵坑，5-储油主洞库，6-水幕圈，7-自然水位线，8-进出油竖井，9-地面，10-瞬变电磁探测区，11-发射线圈，12-接收线圈，13-巷道底板，14-巷道侧壁。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例中，将该方法用于储油洞库中的水幕质量检测。
如图2所示，该储油洞库采用地下水封技术进行地下岩洞储油，设计库容为300×104m3。该地下工程主要由储油洞室(8条，均长0.93km，断面 19m×24m，面积436.1m2，埋深80m)、水幕系统(6条，断面6.5m×6m，埋深49m)、施工巷道、竖井等地下结构单元组成。
水幕系统设置在储油洞室的上方25m处，其由三部分组成，第一部分是东西向的水幕巷道，长度974m，共5条(自北向南编号依次为水幕巷道1、2、 3、4、5，各巷道间距约50～70m)，巷道断面为6.5m×6m；洞型为直墙三心拱形，底标高为-32m；第二部分是连接东西向水幕巷道的南北向水幕巷道(水幕巷道6)，长度为486m，共1条；第三部分是水平水幕孔2和垂直水幕孔3，其分别由设置在东西向水幕巷道内的水平和垂直水幕孔构成。水幕孔直径均为 100mm，水幕孔长度约为60m，水平水幕孔间距为10m，垂直水幕孔间距为 20m。
如图1至图4所示，在储油主洞库5的下方设置有泵坑4安装抽油泵，通过储油主洞库5上方设置的进出油竖井8进行储油和取油，所述进出油竖井上端伸出地面9，水幕巷道1、水平水幕孔2和垂直水幕孔3设置在自然水位线7 以下。所述水平水幕孔和垂直水幕孔包围的区域为水幕圈6，即为瞬变电磁的探测区10。
采用瞬变电磁法检测该地下储油库水幕质量的方法，包括以下步骤：
(1)对瞬变电磁的探测区干扰源及障碍物清理，如果周围存在金属、水、电力设备运行，对瞬变电磁数据采集存在较大影响，因此在现场尽量避免这些问题。在检测期间，周边电力设备(不含照明)停止运行；检测过程内，禁止车辆进入；如果水幕巷道底板积水较多，在检测前，将底板水抽干。
(2)根据洞库水幕孔布置的方向和位置、水幕巷道1和主巷道的相对位置，布置测线：瞬变电磁探测方向前方15～20m为盲区，有效探测距离约 50～80m，所以为了最大限度的了解水幕质量范围，采用水平、垂直、倾斜3种布置测线方式，分别在水幕巷道1的巷道侧壁14、巷道底板13和巷道侧壁与底板的夹角空间内布置测线，间距10m设置一个测点；本实施例中，测线上布置的发射线圈11和接收线圈12之间的距离取为10m。
(3)现场数据采集：利用瞬变电磁仪发射机发射信号，用接收机采集数据；本实施例中，采用TEM47型瞬变电磁仪进行信号的发射和数据接收，其中，发射机的参数设置如下表所示：
发射机 TEM-47
电流波型 偶极方波，正、负方波之间可设置50％占空间系数
LOOP 多匝(MULTI-TURN)
关断电流 1.2A
发射线圈 2m×2m(64匝)
与发射机对应的接收机的参数设置如下表所示：
且在既定的测线上，按10m的间距布置发射线圈11和接收线圈12，进行数据采集。
(4)检测成果后期处理及分析，包括数据处理和成果解释；对比充水前后检测区内低电阻区范围和程度的变化，并结合地勘资料、地质预报即可直观的判别水幕区形成的空间范围和含水情况，同时结合常规水幕检测项目：水位监测、压水试验、供水量与供水压力测试等，可较为准确地综合判断水幕形成质量。
(5)根据成果修正充水压力或增补水幕孔，再用瞬变电磁法复测验证，以确保水幕处于良好的运行状态。根据瞬变电磁数据处理结果分析，-70m～-30m 处充水前与充水后电阻明显降低说明此范围内节理裂隙较发育，节理贯通性较好、且充水前电阻值并不高说明岩体本身湿润、开挖前期存在赋水情况(开挖后可从边墙看出渗水后残留的白色斑迹)；-70m～100m充水前后电阻无明显变化，说明此处围岩较完整；由此推断次段可形成水幕。
实施例2
本实施例中将测线上布置的发射线圈和接收线圈之间的距离取为5m进行测试，其他与实施例1相同。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (6)

1.一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对检测段干扰源及障碍物清理，主要包括积水、车辆、大型金属体；
(2)根据洞库水幕孔布置的方向和位置、水幕巷道和主巷道的相对位置，布置测线，所述测线采用水平、垂直、倾斜3种方式布置，在测线上布置发射线圈和接收线圈；
(3)现场数据采集：利用瞬变电磁仪发射机发射信号，用接收机采集数据；
(4)检测成果后期处理及分析，包括数据处理和成果解释；
(5)根据成果修正充水压力或增补水幕孔，再用瞬变电磁法复测验证，以确保水幕处于良好的运行状态。
2.根据权利要求1所述的采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，其特征在于，步骤(2)中测线布置的原则为：使检测的有效范围覆盖全部水幕区域并且保证辨识精度。
3.根据权利要求2所述的采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，其特征在于，步骤(2)中的测线布置为：在水幕巷道边墙、底板和墙角布置3条测线。
4.根据权利要求1或3所述的采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，其特征在于，步骤(2)中测线上布置的发射线圈和接收线圈之间的距离为5-10m。
5.根据权利要求1所述的采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，其特征在于，步骤(4)中的数据处理过程为：
(1)数据整理转换与检查：包括数据归一化处理、极性校正、测线和测点编辑、磁场计算；
(2)数据编辑：包括噪音剔除、畸变处理、测线极性校正、发射框校正和关断时间校正；
(3)数据解释：计算全程视电阻率，视电阻率的一维正反演，电阻率成像变换、拟二维电阻率剖面。
6.根据权利要求1所述的采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法，其特征在于，步骤(4)中的成果解释时，结合地质素描、库区水文地质资料、库区水位检测资料以及施工阶段采集的洞内水幕孔压水试验、供水量和供水压力测试有关资料，进行综合解释，获得准确、合理的解释成果。
CN201410853544.2A 2014-12-31 2014-12-31 一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法 Active CN104632203B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410853544.2A CN104632203B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410853544.2A CN104632203B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104632203A CN104632203A (zh) 2015-05-20
CN104632203B true CN104632203B (zh) 2018-04-06

Family

ID=53211382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410853544.2A Active CN104632203B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104632203B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106841309B (zh) * 2016-12-28 2024-01-09 中国地质大学（武汉） 基于电磁驱动及电渗固结理论的加快水分迁移方法及装置
CN108625771B (zh) * 2017-03-20 2020-06-23 中国海洋石油集团有限公司 一种基于围岩富水特性动态评判的水幕钻孔优化设置方法
CN108343470B (zh) * 2018-01-09 2019-07-26 中石化上海工程有限公司 一种地下水封洞库水幕系统的自然补水方法
CN111335949B (zh) * 2020-03-06 2021-03-12 中国地质大学（北京） 基于水封作用方式的水幕系统优化设计方法
CN112763142B (zh) * 2020-12-29 2021-10-22 河南大学 一种地下水封洞库施工巷道精细化蓄水试验方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643935B (zh) * 2013-12-20 2016-04-06 山东大学 地下水封储油洞库地层识别与水幕孔优化装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104632203A (zh) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104632203B (zh) 一种采用瞬变电磁法检测地下储备库水幕质量的方法
CN102419455B (zh) 井间并行电阻率ct测试方法
Xue et al. Detection and monitoring of water-filled voids using transient electromagnetic method: a case study in Shanxi, China
CN104597511A (zh) 一种多层采空区地面-巷道瞬变电磁探测方法
CN107861159A (zh) 双电偶源地‑井瞬变电磁探测方法
CN106050143A (zh) 基于地层岩性识别的井下定向孔顺层导向钻进系统及方法
CN104090306A (zh) 煤矿井下钻孔中径向含水异常体探测方法
CN102392461A (zh) 基坑止水帷幕隐伏渗漏点检测方法
Gao et al. Dynamic monitoring of water in a working face floor using 2D electrical resistivity tomography (ERT)
CN103487843B (zh) 一种基于电阻率成像技术的地下水量测量方法
CN104614774A (zh) 一种瞬变电磁探测方法、装置和系统
CN106371142A (zh) 一种用于瞬变电磁勘探的线圈及其应用方法
CN111123365A (zh) 基于自然电位法的采空区滞后突水预警系统及其使用方法
CN102182437B (zh) 煤矿井下钻孔水力压裂应力边界确定及消除方法
CN107884834A (zh) 同源多场瞬变电磁探测方法
Gao et al. Water detection within the working face of an underground coal mine using 3D electric resistivity tomography (ERT)
CN104793250A (zh) 一种断裂电场探测方法
CN103235344B (zh) 双巷多电极电透视探测系统
CN103353611B (zh) 地下溶洞多方位探测法
CN106032748A (zh) 基于钻孔瞬变电磁技术的水力压裂裂隙扩展规律的探测方法
CN107065023B (zh) 一种基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统
CN103558646A (zh) 一种氡气地表探测覆岩采动裂隙动态发育状况方法
CN103742143B (zh) 采动覆岩破坏水平变形的双探头探测方法
Nuha et al. Determination of the direction of hot fluid flow in cangar area, arjuno-welirang volcano complex, east java using self potential method
CN203572970U (zh) 一种采动影响下覆岩破坏范围探测系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200415

Address after: Qingyang District of Chengdu City, Sichuan province 610072 Guang Fu Road No. 218 building 11

Patentee after: CHINA RAILWAY ERJU SECOND ENGINEERING Co.,Ltd.

Address before: Qingyang District of Chengdu City, Sichuan province 610072 Guang Fu Road No. 218 building 11

Co-patentee before: CHENGDU CHINA RAILWAY XINRUI ENGINEERING TESTING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Patentee before: CHINA RAILWAY ERJU SECOND ENGINEERING Co.,Ltd.