CN112364513A - 煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法 - Google Patents

煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112364513A
CN112364513A CN202011271735.XA CN202011271735A CN112364513A CN 112364513 A CN112364513 A CN 112364513A CN 202011271735 A CN202011271735 A CN 202011271735A CN 112364513 A CN112364513 A CN 112364513A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mining
coal
working face
stress
defining
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.)
Pending
Application number
CN202011271735.XA
Other languages
English (en)
Inventor
任奕玮
姜德义
陈结
贾栋
刘文浩
孙海涛
李日富
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.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
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 Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN202011271735.XA priority Critical patent/CN112364513A/zh
Publication of CN112364513A publication Critical patent/CN112364513A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

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。

Description

煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法
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。
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。
本实施例中，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。
本实施例中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。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法，其特征在于：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。
CN202011271735.XA 2020-11-13 2020-11-13 煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法 Pending CN112364513A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011271735.XA CN112364513A (zh) 2020-11-13 2020-11-13 煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011271735.XA CN112364513A (zh) 2020-11-13 2020-11-13 煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112364513A true CN112364513A (zh) 2021-02-12

Family

ID=74515595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011271735.XA Pending CN112364513A (zh) 2020-11-13 2020-11-13 煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112364513A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103323887A (zh) * 2013-07-09 2013-09-25 中煤科工集团重庆研究院 一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估方法及系统
CN103422847A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 西安科技大学 基于采动裂隙圆矩梯台带的瓦斯抽采方法
CN104266913A (zh) * 2014-10-10 2015-01-07 山东科技大学 一种矿井工作面底板采动破坏模拟试验装置
CN104462654A (zh) * 2014-11-11 2015-03-25 中国矿业大学 浅埋藏煤层开采地表贯通裂隙分布和漏风特征判定方法
CN104653226A (zh) * 2014-12-26 2015-05-27 中国矿业大学 一种基于应力梯度的煤矿冲击地压危险区域的划分方法
CN110174463A (zh) * 2018-10-09 2019-08-27 天地科技股份有限公司 一种工作面三向采动应力场的无损定量测试方法
CN110630316A (zh) * 2019-09-30 2019-12-31 赵立朋 一种废弃工作面导气裂隙带发育特征判别方法
CN111189755A (zh) * 2020-01-07 2020-05-22 重庆大学 煤矿采动稳定区瓦斯有效储存空间的数值模拟获取方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103323887A (zh) * 2013-07-09 2013-09-25 中煤科工集团重庆研究院 一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估方法及系统
CN103422847A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 西安科技大学 基于采动裂隙圆矩梯台带的瓦斯抽采方法
CN104266913A (zh) * 2014-10-10 2015-01-07 山东科技大学 一种矿井工作面底板采动破坏模拟试验装置
CN104462654A (zh) * 2014-11-11 2015-03-25 中国矿业大学 浅埋藏煤层开采地表贯通裂隙分布和漏风特征判定方法
CN104653226A (zh) * 2014-12-26 2015-05-27 中国矿业大学 一种基于应力梯度的煤矿冲击地压危险区域的划分方法
CN110174463A (zh) * 2018-10-09 2019-08-27 天地科技股份有限公司 一种工作面三向采动应力场的无损定量测试方法
CN110630316A (zh) * 2019-09-30 2019-12-31 赵立朋 一种废弃工作面导气裂隙带发育特征判别方法
CN111189755A (zh) * 2020-01-07 2020-05-22 重庆大学 煤矿采动稳定区瓦斯有效储存空间的数值模拟获取方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李日富: "采动影响稳定区煤层气储层及资源量评估技术的研究与应用", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)工程科技Ⅰ辑》 *
桑树勋 等: "应力释放构造煤煤层气开发理论与关键技术研究进展", 《煤炭学报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113534291B (zh) 岩石力学层约束下的低渗透储层不同尺度裂缝定量预测方法
CN113820750B (zh) 基于弹塑性力学定量预测泥岩构造裂缝的方法
US20110077918A1 (en) Method of Predicting Natural Fractures And Damage In A Subsurface Region
CN105319603A (zh) 致密砂岩储层复杂网状裂缝的预测方法
CN106291755B (zh) 一种隆升区低级序断层发育规律定量预测方法
GB2599262A (en) Integrated rock mechanics laboratory for predicting stress-strain behavior
Chong et al. Acoustic emission investigation on scale effect and anisotropy of jointed rock mass by the discrete element method
CN105527652A (zh) 一种岩石脆性的测井方法和装置
CN109190218B (zh) 一种致密储层有效缝网的动态识别方法
CN104483706B (zh) 一种基于煤岩力学参数的煤体结构测井定量识别方法
CN112364513A (zh) 煤矿采动稳定区煤层气储层范围的界定方法
CN110705168A (zh) 构造应力场的模拟方法
Qiao et al. Effect of rock nonlinear mechanical behavior on plastic zone around deeply buried tunnel: a numerical investigation
CN115270533A (zh) 重复压裂设计方法、装置、存储介质及电子设备
CN111353218B (zh) 一种煤层气-致密气储层合压性的测井定量评价方法
Gao et al. Experimental study of strainbursts caused by stress concentration and local mine stiffness decrease as mining proceeds
Trofimov et al. Influence of stress variation in roof rocks of coal seam on strata gas conditions in longwalling
CN114151110B (zh) 一种隧道与地下工程围岩裂隙水注浆治理设计方法
CN106291715A (zh) 一种基于断裂自相似理论的低级序断层发育规律预测方法
Liu et al. Mining method selection and optimization for hanging-wall ore-body at Yanqianshan Iron Mine, China
CN112378738A (zh) 煤矿采动稳定区煤层气储层裂隙表征方法
CN112184033B (zh) 一种碳酸盐岩岩层断层封闭性评价方法
Ibrahim Type Curve Analysis for Evaluating Reservoir Performance in South-Eastern Bangladesh: A Case Study
Yin et al. A modified engineering classification method for schistose surrounding rocks of tunnel
Dai et al. An assessment of karst collapse hazards in Guilin, Guangxi Province, China

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination