[发明专利]一种煤层覆岩原生裂缝参数的计算方法

说明书

本发明公开了一种煤层覆岩原生裂缝参数的计算方法，包括以下步骤：I3D裂缝指示强度数据体获取；试水压力数据获取；泥浆消耗量数据获取；裂缝等效宽度计算；裂缝等效长度计算，本发明适用于煤矿开采技术领域，方法简单，便于实际操作，煤矿探查和开采过程中，泥浆漏失量和试水压力数据录取方便，覆盖面广，且实时更新，便于本专利在煤田领域推广和应用；同时拓宽了地质工程一体化研究领域，将裂缝等效长度和等效宽度参数，与泥浆漏失量和试水压力建立相关关系，统一了地质和工程人员对地下情况的认知，且使用统一的计量单位，计算数据可直接应用于工程设计和施工；使地球物理裂缝预测成果快速转化到现场应用，极大提升了地质科学研究的成果转化率。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体是一种煤层覆岩原生裂缝参数的计算方法。

背景技术

裂缝预测技术已在多个领域被广泛应用，尤其在能源领域的应用最为广泛，其中应用地球物理技术开展裂缝预测最为普遍；但受目前三维地震资料采集和处理技术所限，裂缝预测精度和准确度较低，只能实现对裂缝发育带的预测，无法实现对单条裂缝的预测，更无法提供相对应的单条裂缝参数，如裂缝宽度、裂缝纵向发育长度等；然而在煤矿开采过程中，多项工程技术的应用需要提供裂缝参数，以保证工程设计和实施的有效性和科学性。为此本专利提出了等效裂缝长度和等效裂缝宽度的概念，目的是将三维地震预测出的裂缝发育条带，看做是多条裂缝相互切割、交织为一个相互连通的裂缝系统，系统中多条开启裂缝的总的有效宽度和有效延伸长度，作为这个裂缝系统的等效裂缝宽度和等效裂缝长度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种煤层覆岩原生裂缝参数的计算方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种煤层覆岩原生裂缝参数的计算方法，包括以下步骤：

I3D裂缝指示强度数据体获取；

试水压力数据获取；

泥浆消耗量数据获取；

裂缝等效宽度计算；

裂缝等效长度计算。

优选的，所述I3D(三维扫描)裂缝指示强度数据体获取，包括：基于肯德姆软件中的I3D(三维扫描)地震高级属性模块，提取裂缝属性，裂缝属性包括：能量属性、倾角属性和方位角属性，通过多属性融合，以I3D(三维扫描)技术提取后形成的裂缝指示强度数据为依据，数据体格式为振幅属性，数据值域范围为0.1-5。

优选的，所述试水压力数据获取，包括：进行试水压力变化与裂缝预测成果分析，建立试水压力变化与裂缝关系：当试水压力为0MPa时，地层存在连通性强、规模大的裂缝发育区；压力在0-2MPa时，地层存在规模较大、连通性较强的裂缝发育段；压力在2-4MPa时，钻孔钻遇小规模裂缝，当注入时间超过20min时，裂缝有一定的沟通范围；压力在4-7MPa时，钻孔钻遇裂缝不发育区；当压力超过7MPa时，地层中没有裂缝。

优选的，所述泥浆消耗量数据获取，包括：钻孔钻遇天然裂缝发育段时，基于泥浆消耗量判断裂缝情况，其中，钻进泥浆每小时消耗量大于8m³/h，指示地层中发育较大规模的裂缝，裂缝预测结果裂缝指示强度3，裂缝纵向延伸长度超过300m；钻进泥浆每小时消耗量3～8m³/h时，指示地层中发育中等规模的裂缝，裂缝指示强度2～3，裂缝纵向延伸长度150～300m；钻进泥浆每小时消耗量小于3m³/h时，指示地层中发育零星的小裂缝，裂缝指示强度多小于1.5，裂缝纵向延伸长度多小于50m。

优选的，所述裂缝等效宽度计算，计算公式为：

W＝I/(15*Pw)+0.05，

其中，W裂缝宽度，单位：mm；I裂缝指示强度，无因次；Pw试水压力,单位：MPa。