[发明专利]一种基于砂岩微观特征的富水性评价方法

说明书

本发明提供一种基于砂岩微观特征的富水性评价方法，首先确定富水性评价的目标含水层，建立含水层富水性评价指标体系，获取岩性结构指数、冲洗液消耗量、孔隙度、渗透率和孔径分布，借助GIS软件绘制步骤二中各评价指标专题图；根据专家经验，通过绘制专家打分表，计算各评价指标对富水性的贡献程度，得到各评价指标的权重系数；将各专题图按照对应评价指标的权重系数进行叠加，利用GIS软件绘制砂岩富水性评价图，进行砂岩富水性评价。本发明采用5个指标，增加了富水性评价准确性；首次从微观角度研究砂岩含水层富水性，反映含水介质在空间上的连续性变化与结构性变异。

技术领域

本发明属于矿井防治水领域，具体涉及一种基于砂岩微观特征的富水性 评价方法。

背景技术

随着能源战略西移步伐的加快，高强度、大规模开采、水文地质条件研 究程度低呈现的突出问题是生产矿井涌水量明显较前期勘探阶段评价预测结 果大，也就是说基于均质介质渗流理论的矿井涌水量预测与实际情况严重不 符。一方面增加井下排水费用，给煤矿带来严重经济损失；另一方面造成地 下水资源流失，加剧缺水地区用水紧张的局面。因此，如何科学评价煤层上 覆含水层富水性是矿井防治水工作必须急需解决的重要问题，具有重大的理 论意义与经济意义。

现阶段，含水层富水性评价的方法主要有野外钻孔抽(放)水试验直接 获取钻孔单位涌水量q、地球物理勘探方法解译、采用“三图—双预测法” 将多源地学信息复合叠加。以上方法存在如下问题：

(1)采用钻孔抽(放)水试验直接获取钻孔单位涌水量q评价富水性 是最直接的方法，但是耗时长、费用高，煤炭资源开采区域单位涌水量q数 量有限，属于“点”上数据，较难准确评价富水性；

(2)运用地球物理勘探方法获得含水层电阻率，通过电阻率大小反演 含水层富水性，反演存在多解性，可靠性差；

(3)“三图—双预测法”评价富水性中，富水性指标普遍选取岩性、钻 孔冲洗液消耗量、含水层厚度、构造，以上指标均从宏观角度进行研究，尚 未从岩石内部结构出发探讨砂岩富水性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于砂岩微观特征的富水 性评价方法，简单，评价结果准确性和可靠性高。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于砂岩微观特征的富水性评价方法，包括下述步骤：

步骤一，确定富水性评价的目标含水层：目标含水层的钻孔单位涌水量 q是煤层上覆含水层中最大者，且煤层与目标含水层之间的距离与煤层开采 后导水裂隙发育高度相差±80m；

步骤二，确定煤层顶板砂岩含水层富水性评价指标体系，包括5个评价 指标，分别为岩性结构指数、冲洗液消耗量、孔隙度、渗透率和孔径分布； 分别获取得到岩性结构指数、冲洗液消耗量、孔隙度、渗透率和孔径分布；

步骤三，借助GIS软件绘制步骤二中各评价指标专题图；

步骤四，根据专家经验，通过绘制专家打分表，计算步骤二中各评价指 标对富水性的贡献程度，得到各评价指标的权重系数；

步骤五，将步骤三的各专题图按照步骤四得到的对应评价指标的权重系 数进行叠加，利用GIS软件绘制砂岩富水性评价图，进行砂岩富水性评价。

优选的，孔径分布通过压汞和核磁共振联合测试获得。

进一步的，孔径分布具体通过如下方法得到：通过核磁共振测得核磁共 振横向弛豫时间累积分布曲线，通过压汞测得压汞孔喉半径累积分布曲线， 将两曲线进行对比，建立横向弛豫时间与喉道半径的关系；将核磁共振横向 弛豫时间累积分布曲线转换为孔喉半径分布曲线。

再进一步的，建立横向弛豫时间与喉道半径的关系的具体方法为：横向 弛豫时间与孔隙半径的关系为式(6)，