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原文传递煤层原位各向异性主渗透率测试方法

专利名称：	煤层原位各向异性主渗透率测试方法
摘要：	本发明公开了综合利用井下裂隙观测、井下地应力测量和室内渗透率实验的测试现场条件下煤层原位各向异性主渗透率的方法，该方法通过数字式全景钻孔摄像系统对煤层的裂隙分布进行观测，利用应力解除法对煤层地应力进行测量，在裂隙观测基础上进行样品采集，在地应力观测基础上进行渗透率实验加载。本发明克服了以往煤层渗透率测定时样品选择方向的盲目性，增加了渗透率实验对于现场的还原度，为矿井瓦斯抽采和治理提供了依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国矿业大学(北京)
发明人：	臧杰;葛勇;王凯
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910408444.1
公开号：	CN110118713A
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路丁11号
主权项：	1.本发明的煤层原位各向异性主渗透率测试方法，具体包括以下步骤： 1)在目的煤层选取施工难度较小的区域进行钻孔，利用钻孔电视探测技术对孔壁进行摄像。钻孔电视探测技术可以利用数字光学成像对钻孔孔壁进行全景成像，直接观测出孔壁四周裂隙分布的方向、密度、产状、填充物等，并利用玫瑰图对不同方向上的裂隙分布进行统计； 2)在同一煤层钻孔附近进行地应力测量。具体方法是基于应力解除法，利钻孔应力计等对多个取样点进行钻孔。钻孔后布置应力传感器，随后钻孔周围的煤体开始发生变形破坏，当应变头与煤体充分接触时读取该钻孔应力数值。 3)在裂隙测量区域进行煤样采集，采集多个大块状煤样，运至实验室； 4)对煤层裂隙观测结果进行分析，找到主要的裂隙分布(裂隙密度、开度大)方向。分别在平行、垂直、斜交于主要裂隙方向上钻取100mm×φ50mm柱状煤样，为减少误差，在同一方向上尽可能多钻取多个煤样； 5)利用稳态实验法，利用煤岩渗透率测试系统对煤样进行渗透率测定。测定过程中应力加载按照第应力测量结果进行加载； 6)进行重复试验，对多个方向上的煤样进行渗透率测定，观测出最大渗透率方向和最小渗透率方向，以及具体渗透率大小； 7)综合考虑该煤层裂隙分布与地应力观测结果，对煤层原位渗透率值及其各向异性做出判断； 8)施工考虑了煤层裂隙分布和地应力分布两个因素，应根据矿区实际条件，选择合适的钻孔施工区域和钻孔深度； 9)现场采样过程中，尽量保证原煤块状的完整性，减少因撞击外力等因素产生大的裂隙，从而影响煤样制备和渗透率测定实验。 2.根据权利要求1所述的煤层原位各向异性主渗透率测试方法，其特征在于：考虑了裂隙对煤层渗透率的影响，在先测定裂隙分布的前提下进行采样，采样目的性强，提高了采样成功率；现场测定地应力的数值后再进行渗透率测定，依据地应力大小对实验室测定进行应力加载，能够更好地还原煤样原始赋存应力条件，减少了因为应力加载带来的试验误差。 3.根据权利要求2所述的煤层原位各向异性主渗透率测试方法，其特征在于：通过分别沿主裂隙发育方向及其垂直方向取样，并在渗透率实验中按原位地应力加压，可以测得原位状态下沿主裂隙发育方向及其垂直方向的渗透率值，通过对比两个方向的渗透率值可以判定煤层原位渗透率的各向异性。
所属类别：	发明专利