废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法技术

本发明专利技术提出一种废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法，包括：S1、在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集基础数据；S2、在煤矿地表设置移动观测线，设置测点，得出地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量；S3、求油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量；S4、通过对比实测地表下沉量、实测地表水平移动量、实测地表水平变形量和油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量，来判断油气井是否破坏。本发明专利技术的方法，可以远距离预测油气井的安全隐患。为安全生产提供了可靠的保障，同时操作人员不用从油气井取样，提高了生产效率和安全程度。

Disaster Prediction Method for Abandoned Oil and Gas Wells in the Process of Mining Near Working Face

The invention provides a disaster prediction method in the mining process of abandoned oil and gas wells near working faces, including: S1, selecting coal mining faces near abandoned oil and gas wells in coal mines to collect basic data; S2, setting moving observation lines and measuring points on the surface of coal mines to obtain surface subsidence, surface horizontal movement and surface horizontal deformation; S3, calculating casing failure of oil and gas wells; Surface subsidence, surface horizontal movement and surface horizontal deformation; S4. By comparing the measured surface subsidence, surface horizontal movement, surface horizontal deformation of oil and gas wells and casing damage, we can judge whether oil and gas wells are damaged or not. The method of the invention can predict the potential safety hazards of oil and gas wells at a long distance. It provides a reliable guarantee for safe production, while operators do not need to sample from oil and gas wells, and improves production efficiency and safety.

【技术实现步骤摘要】
废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法
本专利技术涉及煤矿安全领域，具体地说，涉及一种废弃油气井的灾害预测方法。
技术介绍
油气井，是为了勘探与开发石油与天然气资源所开挖的信息和物质通道。根据其性质和划分为地质勘探井，勘探前井，详细勘探井(评价井)，开发井(包括检查井，生产井，注水井，调整井)等。根据井筒结构，可分为垂直井，水平井和其他特殊井。当前，石油天然气的开采作为一项基本发展成熟的产业遍布世界各地，但开采结束后的善后工作得到的重视还远远不够。废弃油气井的善后封堵方式并不完善，有的直接废弃，未做任何措施；有的只能达到油气不向地面泄露，避免地面环境污染，而针对井筒内油气层、承压水层通过井筒流通进入其他地层，与其他可能引起安全隐患或污染地下水等不利自然环保、造成复杂地下环境等问题，当前并无有效应对策略。目前没有预测技术，传统方式就是预留煤柱对油气井进行保护，消耗巨量的煤柱。煤矿附近的存在着的废弃油气井，导致(1)油气层内的石油、天然气通过废弃井筒进入煤矿井下巷道，造成井下突水、人员中毒、燃烧爆炸等事故的发生；(2)如果废弃油气井井筒经过的地层有承压水层，那么必须解决高压水通过井筒导入煤矿井下巷道、工作面的威胁；(3)废弃油气井通井后，井筒将地面与煤矿井下联通，地表水体、大气降水通过废弃油气井导入煤矿井下。这些问题都是造成重叠地区煤矿重大火灾、爆炸、有毒有害气体和水害等事故隐患的最直接原因之一，因此，需要对废弃油气井进行及时、准确的预测，通过对废弃油气井进行立体全方位封堵、防止井筒内油气层和承压水层等通过井筒流通进入其他地层的手段，在煤炭和石油天然气资源重叠地区，有效地封堵废弃油气井，解放巨量的煤柱压煤，提高煤炭资源利用率，确保煤炭和石油工业的安全环保。
技术实现思路
针对本领域存在的不足之处，本专利技术提出了一种废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法。实现本专利技术目的的技术方案为：一种废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法，包括：S1、在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集所述采煤工作面的基础数据。S2、在煤矿地表设置移动观测线，设置测点，得出地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量。通过数据分析得出煤矿地表下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切值、上山移动角和下山移动角。S3、结合煤矿的煤岩力学参数和油气井管道的力学参数，运用数值模拟软件，得出油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量。S4、通过对比实测地表下沉量、实测地表水平移动量、实测地表水平变形量和油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量，来判断油气井是否破坏。其中，步骤S1中，在煤矿选取距废弃油气井180～300m的采煤工作面。其中，步骤S1中，所述基础数据包括所述采煤工作面的采高、日推进度和工作面矿压数据。其中，步骤S2中，设置测点，对测点进行持续1年的下沉与水平移动观测，得出地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量。其中，步骤S3中，运用FLAC3D数值模拟软件，进行采煤工作面割煤工况建模。其中，运用数值模拟软件，以所述采煤工作面推进距离油气井50米、工作面推进至油气井正下方、工作面推过油气井后50米条件的3个工况进行分析，得出油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量。进一步地，步骤S4中，判断油气井是否破坏的阈值为：套管地表下沉量≤400mm，套管地表水平移动量≤500mm，套管地表水平变形量≤6.0mm/m；所述的三个值有一个达到阀值就算破坏。进一步地，经步骤S4判断，若油气井被破坏，则采取安全措施来保障煤矿的安全生产。本专利技术的有益效果在于：目前的油气开采大都采取注水保持地层能量开采技术，处于同一区域的废弃油气井，在煤矿开采通过的时候，存在油、气、水泄漏的重大安全隐患。可能发生的油气爆炸、有毒有害气体、水等侵入巷道等主要安全威胁。本专利技术的方法，可以远距离预测油气井的安全隐患。为安全生产提供了可靠的保障，同时操作人员不用从油气井取样，提高了生产效率和安全程度。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本专利技术的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，对本专利技术进行的各种修改和替换均视为本专利技术的技术范畴。实施例1本实施例提供一种废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法，包括：1、在煤矿选取废弃油气井临近(相距200m)的采煤工作面，收集该工作面的采高、日推进度、工作面矿压数据等基础数据。2、在煤矿地表设置移动观测线，设置测点，对测点进行持续1年的下沉与水平移动观测，得出地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量。通过数据分析得出煤矿地表下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切值、上山移动角和下山移动角。本实施例项目所在煤矿的地表下沉系数为0.82，水平移动系数为0.45，主要影响角正切值为1.9，上山移动角为76°，下山移动角为75°。3、结合煤矿的煤岩力学参数和油气井管道的力学参数，运用FLAC3D数值模拟软件，进行采煤工作面割煤工况建模，以工作面推进距离油气井50米、工作面推进至油气井正下方、工作面推过油气井后50米条件3个工况进行分析，得出油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量。4、通过对比实测地表下沉量、实测地表水平移动量、实测地表水平变形量和油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量，来判断油气井是否破坏。判断油气井是否破坏的阈值为：套管地表下沉量≤400mm，套管地表水平移动量≤500mm，套管地表水平变形量≤6.0mm/m；所述的三个值有一个达到阀值就算破坏。5、如果油气井套管已经破坏，则会相应的导致油气井中的有毒有害气体、瓦斯、原油、可燃气体、水等通过裂隙进入采煤工作面，造成重大安全隐患。此时就需要采取相应的安全技术措施来保障煤矿的安全生产。通过本预测方法，在煤炭和石油天然气资源重叠地区，可更有效地封堵废弃油气井，解放巨量的煤柱压煤，提高煤炭资源利用率。虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及实例，对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对本方法的判别模型作出一定的补充和优化。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法，其特征在于，包括：S1、在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集所述采煤工作面的基础数据；S2、在煤矿地表设置移动观测线，设置测点，得出地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量；通过数据分析得出煤矿地表下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切值、上山移动角和下山移动角；S3、结合煤矿的煤岩力学参数和油气井管道的力学参数，运用数值模拟软件，得出油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量；S4、通过对比实测地表下沉量、实测地表水平移动量、实测地表水平变形量和油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量，来判断油气井是否破坏。

【技术特征摘要】
1.一种废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法，其特征在于，包括：S1、在煤矿选取废弃油气井临近的采煤工作面，收集所述采煤工作面的基础数据；S2、在煤矿地表设置移动观测线，设置测点，得出地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量；通过数据分析得出煤矿地表下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切值、上山移动角和下山移动角；S3、结合煤矿的煤岩力学参数和油气井管道的力学参数，运用数值模拟软件，得出油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量；S4、通过对比实测地表下沉量、实测地表水平移动量、实测地表水平变形量和油气井套管破坏所能承受的地表下沉量、地表水平移动量和地表水平变形量，来判断油气井是否破坏。2.根据权利要求1所述的废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法，其特征在于，步骤S1中，在煤矿选取距废弃油气井180～300m的采煤工作面。3.根据权利要求1所述的废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述基础数据包括所述采煤工作面的采高、日推进度和工作面矿压数据。4.根据权利要求1所述的废弃油气井临近工作面采动过程中的灾害预测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伯生，秦继荣，李辉，宋文健，吴凤东，何力，靳峰，李雅阁，王建超，汤春绚，
申请(专利权)人：中国地方煤矿有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11