[发明专利]一种瓦斯地质溯源重构的方法

摘要

本发明涉及一种瓦斯地质溯源重构的方法，属于地质勘探领域。该方法包括三部分：成煤环境三维重构恢复出成煤环境及其三维空间模型，认知瓦斯成藏基本条件、煤体原生结构和储存物理力学性质；地质体构造演化与瓦斯生、储、散历史过程重构把煤系地层的构造演化与伴生的甲烷气体成藏规律结合起来，反演煤层埋藏时空变化与瓦斯生、储、散历史过程，建立动态瓦斯地质模型。瓦斯地质遗迹特征量化重构进行数值模拟和相似模拟实验，分别建立不同瓦斯地质遗迹特征与瓦斯相关性模型，匹配典型地质遗迹与煤层瓦斯赋存规律。本发明可分析煤层气从生成到后期改造过程，从而适应各种地质条件揭示瓦斯成藏过程和致灾机理，指导煤矿安全生产和煤层气开发。

主权项

1.一种瓦斯地质溯源重构的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：进行成煤环境三维重构，成煤环境三维重构包括沉积古地理分析、层序地层学分析和GIS三维建模；成煤环境三维重构中的沉积古地理分析重构煤岩性质和煤炭轮廓形态，层序地层学分析建立精细的地质体的等时地层格架，是更精细划分煤岩层序体系域，控制煤体沉积形态分布、顶底板岩性渐变特征和煤岩产状特征；GIS三维建模采集矿区井上下对照图、煤层底板等高线、煤层厚度等值线、三维地震剖面和钻孔测井曲线，采用Surpmap二次开发建模重构成煤环境；S2：进行地质体构造演化与瓦斯生、储、散历史过程重构，地质体构造演化与瓦斯生、储、散历史过程重构包括构造演化史重构、生烃史重构和关键时刻重构；地质体构造演化与瓦斯生、储、散历史过程重构中的构造演化史重构通过分析三维地震剖面、钻孔岩心及测井曲线和采掘巷道剖面跟踪参数采用平衡剖面技术重构，生烃史重构通过热解模拟法计算生烃史，叠加构造演化史重构和生烃史重构形成关键时刻重构；S3：进行瓦斯地质遗迹特征量化重构，瓦斯地质遗迹特征量化重构包括构造与瓦斯遗迹特征量化重构、变质与瓦斯遗迹特征量化重构，以及火成岩与瓦斯遗迹特征量化重构；瓦斯地质遗迹特征量化重构中的构造与瓦斯遗迹特征量化重构通过煤层瓦斯含量测定、实验室煤样瓦斯参数测定、瓦斯涌出监测及日常预测指标、地应力测定、矿压监测、电磁波CT测定、地震弹性波测定、坚固性系数测定、构造煤发育程度观测和煤层几何形态变化测定获得参数，进行数值模拟或相似模拟实验，建立构造与瓦斯遗迹特征量化重构模型；变质与瓦斯遗迹特征量化重构通过煤层瓦斯含量测定、实验室煤样瓦斯参数测定、瓦斯涌出监测及日常预测指标、坚固性系数测定、煤层镜质体反射率测定和煤质分析获得参数，进行数值模拟或相似模拟实验，建立变质与瓦斯遗迹特征量化重构模型；火成岩与瓦斯遗迹特征量化重构通过煤层瓦斯含量测定、实验室煤样瓦斯参数测定、瓦斯涌出监测及日常预测指标、煤层镜质体反射率测定、煤质分析、坚固性系数测定、三维地震剖面、钻孔岩心及测井曲线获得参数，进行数值模拟或相似模拟实验，建立火成岩与瓦斯遗迹特征量化重构模型；煤层瓦斯含量测定参数包括井下瓦斯含量直接快速测定、煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力间接计算煤层瓦斯含量、地勘钻孔瓦斯含量、掘进工作面瓦斯涌出量反算瓦斯含量、日常预测指标及K1‑P关系反算瓦斯含量和KJA瓦斯预警系统解吸量指标反算瓦斯含量多源子参数；其中，井下瓦斯含量直接快速测定利用DGC型瓦斯含量直接测定装置测定；煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力间接计算煤层瓦斯含量，按照测定煤矿井下煤层瓦斯压力，结合实验室煤样瓦斯参数测定，根据朗格缪尔方程间接计算煤层瓦斯含量；地勘钻孔瓦斯含量按照GB/T23249‑2009标准进行测定并根据实测瓦斯含量进行修正；掘进巷道瓦斯涌出浓度推算瓦斯含量以煤矿瓦斯监控系统监控的掘进巷道碛头瓦斯浓度的变化连续判断煤层瓦斯含量；日常预测指标及K1‑P关系反算瓦斯含量由实验室煤样K1‑P关系测定、日常预测指标钻屑瓦斯解吸指标K1值测定共同获得，日常预测指标钻屑瓦斯解吸指标K1值由WTC瓦斯突出参数仪井下测定，K1‑P关系值由井下采新鲜掘进面软分层5kg煤样实验室测定，每个掘进面至少测定一次；KJA瓦斯预警系统解吸量指标反算瓦斯含量由KJA瓦斯预警系统解吸量指标A连续实时判断煤层巷道前方瓦斯含量；实验室煤样瓦斯参数测定包括由HCA型高压容量法吸附装置测定瓦斯吸附常数、煤层透气性系数、煤样工业分析和瓦斯放散初速度子参数；瓦斯涌出监测及日常预测指标包括指标掘进工作面绝对涌出量、相对涌出量、钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量指标，掘进工作面绝对涌出量、相对涌出量由煤矿瓦斯监控系统实时连续测定，钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量指标由WTC瓦斯突出参数仪测定；坚固性系数测定采用落锤法；S4：溯源性分析煤层气从生成到后期改造过程。