【技术实现步骤摘要】
一种基于穿层孔测井的煤矿透明工作面构建方法
本专利技术属于煤田地球物理测井
，具体涉及一种基于煤矿井下穿层孔测井技术的透明工作面构建方法。
技术介绍
随着煤矿智能化开采技术的发展，要求构建煤矿井下透明工作面，为智能开采提供精准的地质模型。目前透明工作面的探测方法有地面三维地震、工作面电磁波透视、工作面槽波层析成像以及井下钻探等，测井探测精度高但是探测深度浅，在煤矿透明工作面构建中尚未受到重视。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种基于穿层孔测井的煤矿透明工作面构建方法，通过该方法可以利用煤矿井下穿层孔的测井信息构建透明工作面，为煤矿智能开采提供高精度的地质模型。为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种基于穿层孔测井的煤矿透明工作面构建方法，该方法包括以下步骤：步骤1，收集前期勘探的煤层分布和底抽巷的资料，然后设计煤矿井下底抽巷的钻孔分布，根据设计的钻孔位置打钻，现场测井；步骤2，对获得的测井数据进行处理与分析得到分层曲线进而得到岩性曲线，将岩性曲线与钻孔轨迹联合得到目标层顶底界面数据集；步骤3，对前期勘探得到的目标层内的构造分布区域的钻孔的测井曲线进行构造识别，在分层的基础上，提取各钻孔中测井曲线上构造的位置，将该区域内的构造进行联合，形成构造的数据集；步骤4，根据测井数据，计算各钻孔中目标层段的孔隙度、渗透率、含水量和含气量，结合钻孔的轨迹数据得到孔隙度、渗透率、含水量和含气量的位置数据集；步骤5，...
【技术保护点】
1.一种基于穿层孔测井的煤矿透明工作面构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1，收集前期勘探的煤层分布和底抽巷的资料，然后设计煤矿井下底抽巷的钻孔分布，根据设计的钻孔位置打钻，现场测井；/n步骤2，对获得的测井数据进行处理与分析得到分层曲线进而得到岩性曲线，将岩性曲线与钻孔轨迹联合得到目标层顶底界面数据集；/n步骤3，对前期勘探得到的目标层内的构造分布区域的钻孔的测井曲线进行构造识别，在分层的基础上，提取各钻孔中测井曲线上构造的位置，将该区域内的构造进行联合，形成构造的数据集；/n步骤4，根据测井数据，计算各钻孔中目标层段的孔隙度、渗透率、含水量和含气量，结合钻孔的轨迹数据得到孔隙度、渗透率、含水量和含气量的位置数据集；/n步骤5，根据所述目标层顶底界面数据集、构造的数据集以及孔隙度、渗透率、含水量和含气量的位置数据集，绘制三维空间的分布。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于穿层孔测井的煤矿透明工作面构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，收集前期勘探的煤层分布和底抽巷的资料，然后设计煤矿井下底抽巷的钻孔分布，根据设计的钻孔位置打钻，现场测井；
步骤2，对获得的测井数据进行处理与分析得到分层曲线进而得到岩性曲线，将岩性曲线与钻孔轨迹联合得到目标层顶底界面数据集；
步骤3，对前期勘探得到的目标层内的构造分布区域的钻孔的测井曲线进行构造识别，在分层的基础上，提取各钻孔中测井曲线上构造的位置，将该区域内的构造进行联合，形成构造的数据集；
步骤4，根据测井数据，计算各钻孔中目标层段的孔隙度、渗透率、含水量和含气量，结合钻孔的轨迹数据得到孔隙度、渗透率、含水量和含气量的位置数据集；
步骤5，根据所述目标层顶底界面数据集、构造的数据集以及孔隙度、渗透率、含水量和含气量的位置数据集，绘制三维空间的分布。
2.如权利要求1所述的基于穿层孔测井的煤矿透明工作面构建方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤1.1，收集目标区域以及底抽巷的资料，包括目标区域的：前期勘探的煤层的分布，煤层的厚度Hq、宽度Wq、长度Lq、陷落柱和断层的位置坐标集Sg(x,y,z)，设计的底抽巷分布位置数据集Sh(x,y,z)，底抽巷巷道的数量M，各底抽巷巷道的长度Lhi、宽度Whi、高度Hhi、顶部距煤层的距离Hji以及方位角AZIMhi；
步骤1.2，设计各个巷道内的钻孔数量、开孔点和钻孔的轨迹，测井系统的探测半径为d，一个钻孔能探测的面积为d2，根据建立目标层透明工作面的长度Lq和宽度Wq，目标层的面积为Sq，一个巷道对应探测的目标层的长度为Lqh，宽度为Wqh，需要的钻孔的数量总数Psum最大值：
一个钻孔群内的钻孔数量P的最大值为Pmax：
钻孔群数量N的最大值Nmax为：
巷道数量M的最大值Mmax为：
相邻两个钻孔之间的距离Dpi满足2d≤Dpi≤3d，钻孔群之间的距离Dzkq：
上式中，构造区域为所述步骤1.1中陷落柱和断层区域；变化相对平缓区域为没有陷落柱和断层区域；
钻孔群的数量N：
一个钻孔群内的钻孔数量P：
巷道的顶部弧形部分的对应的扇形弧度为θ，在钻孔群中第一个钻孔的钻孔倾角DEVIp1为：
第一个钻孔的深度dp1：
上式中，Hq为目标层的厚度；Hj为第j个巷道的巷道顶部距离目标层的距离；Hhj为巷道的高度；Whj为巷道的宽度；θ为巷道的顶部弧形部分的对应的扇形弧度角；DEVIp1为钻孔群中第一个钻孔的钻孔倾角；
第i个钻孔的倾角DEVIpi为：
上式中，DEVIpi为第i个钻孔的倾角，Hq为目标层的厚度；Hj为第j个巷道的巷道顶部距离目标层的距离；Hhj为巷道的高度；Whj为巷道的宽度；dp1为第一个钻孔的深度；DEVIp1为钻孔群中第一个钻孔的钻孔倾角；Dpi为钻孔群内相邻钻孔在穿出目标层位置的距离；θ为巷道的顶部弧形部分的对应的扇形弧度角；
第i个钻孔的深度dpi为：
上式中，dpi为第i个钻孔的深度；Hq为目标层的厚度；Hj为第j个巷道的巷道顶部距离目标层的距离；Hhj为巷道的高度；Whj为巷道的宽度；DEVIpi为第i个钻孔的倾角，θ为巷道的顶部弧形部分的对应的扇形弧度角；
方位角AZIMpi以与巷道的走向的方位角垂直作为其方位，因此AZIMpi为：
上式中，AZIMpi为第i个钻孔的方位角，AZIMhj是第j个巷道的方位角；
步骤1.3，现场根据设计的钻孔位置、钻孔的轨迹进行打钻，一个一个钻孔群打钻；
步骤1.4，在完成一个钻孔群的打钻之后，进行现场测井，获得测井数据。
3.如权利要求2所述的基于穿层孔测井的煤矿透明工作面构建方法，其特征在于，所述步骤2包括：
步骤2.1，测井数据预处理，在完成打钻以及获得测井数据后，首先进行测井数据预处理，预处理包括对不同的测井仪器进行深度校正、无效数据剔除和数据的平滑处理；
步骤2.2，提取岩性分层特征，测井曲线经过预处理后，分析目标层与其他岩层的差异性特征，根据自然伽马测井、电阻率测井、孔隙度测井在不同岩性中表现的特征集F(GR，RT，DEN)；然后进行测井数据的处理，处理测井曲线，建立分层曲线；
步骤2.3，进行钻孔的分层并形成顶底界面的数据集，根据步骤2.2的分层曲线，结合测井特征值数据集F(GR，RT，DEN)对各个层进行测井数据的对比，并且形成岩性曲线Lith，然后利用测斜测量的倾角和方位角计算钻孔三维空间轨迹Trj(N,E,D)：
上式中，D、N和E分别为钻孔中第c个测点的海拔、纬度和经度；
其中：
上式中，ΔD、ΔN和ΔE分别为钻孔中第c个测点和c-1个测点之间的垂深增量(即海拔增量)海拔差、坐标北方向增量(纬度增量)和坐标东方向增量(经度增量)；Rc...
【专利技术属性】
技术研发人员：程建远，蒋必辞，吴敏杰，田小超，燕斌，张鹏，丛琳，王博，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。