基于测井响应的韩城矿区煤体结构定量判识方法

采用灰分与自然伽马正相关归位法,对韩城矿区煤芯进行了归位。并用趋势面分析法对测井资料进行了标准化,利用密度和声波计算了波阻抗曲线。在此基础上,对各井中11号煤层煤芯的煤体结构与相对应的波阻抗、中子、密度、自然伽玛等测井参数的相关性进行了分析。结果表明,声波阻抗和补偿中子测井响应的交汇分析方法,可以较准确地划分出煤体结构。     

韩城矿区煤体结构对煤层气排采效果分析

通过研究韩城矿区的煤体结构分布图以及矿区产气井的排采曲线,从单采井和合采井等不同角度综合分析了不同煤体结构对煤层气排采的作用。研究表明:原生煤结构致密、孔隙率低,内部绝大部分层理和割理为胶结闭合状态,原生煤储层不是煤层气开发的有利区域;碎裂煤内部裂隙广泛发育,张开度和连通性较好,包含碎裂煤的含气储层是煤层气开发的首选区域。     

基于测井信息的韩城地区煤体结构的分布规律

韩城地区煤层受多期构造破坏,煤体结构复杂,煤层气井出粉较为严重,目前对区内煤体结构分布规律研究尚且不足,制约了区内煤层气产能提高。通过对韩城地区测井资料与钻井取芯样品进行对比分析,总结出了不同煤体结构的深侧向电阻率测井、双井径测井及自然伽马测井曲线组合特征,并利用测井曲线组合特征识别煤体结构及分层定厚,进一步通过对研究区24口煤层气井测井资料的分析,揭示3号、5号和11号煤层煤体结构平面分布规律及其与区域构造的关系。研究表明：① I类煤（块煤）扩径轻微,电阻率偏高;II类煤（块粉煤）扩径严重且差异扩径现象明显,电阻率偏低;III类煤（粉煤）扩径严重且部分出现轻微差异扩径现象,电阻率偏低。② 边缘浅部隆起构造带、龙亭构造带、东泽村构造带和龙骨岭构造带控制了区内3号、5号和11号煤层煤体结构分布,II类煤和III类煤基本沿着构造带走向展布,同一构造带对不同煤层的破坏程度不同。     

晋城矿区煤体结构及其测井响应特征研究

煤体结构是影响煤层气开发效果的重要因素,准确评价煤体结构是煤层气勘探开发研究的一个关键问题。根据煤体破裂的程度,参照《防治煤与瓦斯突出细则》中煤的破坏类型划分方案,将煤体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构、碎粒结构和糜棱结构,前两者为原生结构煤;后三者为构造煤。以沁水盆地南部晋城矿区典型矿井为对象,分析了不同煤体结构的测井响应特征。研究发现:随着煤体破碎程度的增高,井径、声波时差、补偿中子、自然电位值和自然伽马响应逐渐增强,电阻率、密度响应逐渐减弱;原生结构煤的自然伽马、自然电位、补偿中子、井径和声波时响应较弱,电阻率和密度响应较强,构造煤反之。     

马城矿区三维地质建模及开采影响因素分析

通过系统整理马城矿区相关地质资料及图件,应用3DMine软件建立了钻孔数据库和矿区的矿体、地表及构造等三维地质模型。结合矿区水文地质资料,分析了矿区构造、基岩破碎带以及地下水等因素对矿体和基建工程影响,为采矿设计单位进一步优化开拓系统提供了可靠依据,并对未来矿床开采过程中可能出现的问题,提出了在诸如加强水文变化监控、避开或封堵未封钻孔、加强主副井井壁支护等建议。     

基于测井曲线的阜康西部矿区煤体结构的分布规律

通过对阜康西部矿区内钻井取芯和测井资料对比分析,在此基础上揭示了八道湾组2号煤层的煤体结构平面分布规律。研究结果表明:(1)Ⅰ、Ⅱ类煤声波时差值低于Ⅲ类煤,Ⅰ、Ⅱ类煤深侧向电阻率值显著高于Ⅲ类煤;(2)Ⅲ类煤井径扩大率为Ⅰ、Ⅱ类煤的3~6倍;(3)由阜康向斜转折端逐渐向深部延伸,煤体结构逐渐由块煤、粒煤为主向粒煤、粉煤为主转变,煤体变形程度增加,不利于煤层气的解吸产出。     

基于Surpac软件的矿区三维地质体建模

三维地质建模可以对复杂的地质体进行直观的显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于矿山的管理与地质研究。以某铁矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对地质勘探线数据和生产勘探线的钻孔数据进行信息化处理。基于三维矿业建模软件 Surpac,建立矿区地质体数据库、地质体实体模型和巷道模型。同时建立矿体模型为圈定有效的开采边界提供依据,并根据此模型及生产勘探线数据建立局部矿体模型加以比较,更新模型。建立地质体整体模型为生产勘探过程提供技术支撑,为矿山的开采计划提供指导意见。     

韩城矿区煤层气生产特征及地质主控因素分析

韩城矿区单井产气量差异较大,为明确其主要控产因素,以该区生产数据为基础,归纳出三种单井产能模式,分别为模式Ⅰ:单峰-衰减式、模式Ⅱ:单峰-稳定式以及模式Ⅲ:多峰—不连续式,分别代表中高产井、低产井及不产气井特征。依据地质、构造及钻井资料,对产能模式影响因素进行分析,研究认为构造及水文地质条件对区内含气量有重要影响,总体保存条件较优越,在东南缘边浅部含气量较低,其余区域均较高。渗透率主要受煤体结构及埋深控制,在碎裂煤区渗透率较高,碎粒煤、粉煤区较低,而原生结构煤区渗透率由埋深条件控制。结果表明煤层气生产特征主要受构造控制,其控制了含气量、水文地质特征、埋深及煤体结构,从而决定了该区煤层气井产能差异现状。     

韩城矿区冬季逆温层结构初步分析

对韩城矿区低空温度探测实测数据进行分析，总结出该地区低空逆温层时空分布。中心高度，生消规律，持续时间，逆温层出现频率，强度分布等特点，为研究该地区大气污染成因及其治理，有一定的参考价值。     

矿区地形三维建模研究

在矿床建模中,为给岩性建模及品位建模提供边界检测,区分空气块和实体块,必须精确建立矿区地形模型.针对传统地形建模插值算法不能如实反映地表真实自然形态的缺陷.论文引入了基于分形雏数的表面插值算法--改进的中点移位法,对于某矿山原始采样数据进行了细分内插计算.利用矩形网格法绘制了该矿山地形等值线,并建立了该矿区的地形三维模型.结果表明:改进的中点移位法,提高了细分过程的平稳性,使整体形状容易控制;采用矩形网格法绘制地形等值线,其算法简单,容易实现,效果较好.     

韩城矿区瓦斯灾害及防治

阐述了韩城矿区瓦斯灾害的基本情况以及韩城矿区的通风系统、通风能力情况,论述了瓦斯治理及煤与瓦斯突出的防治现状,提出了瓦斯治理及煤与瓦斯突出防治中存在的问题及今后研究的方向。     

金川Ⅲ矿区复杂地质体三维可视化建模技术研究

以金川Ⅲ矿区为研究对象，利用MICROMINE软件系统对复杂地质体三维实体建模中的关键技术进行了研究，提出了复杂地质体三维建模应遵循的基本原则及建模方法。研究表明，按照这些原则所建立的三维实体模型能更加准确地反映地质体的空间形态和分布关系，进而为储量计算、矿岩可崩性评价、工程设计、采掘计划编制等提供可靠的依据。     

韩城矿区3号煤层物性特征研究

基于韩城矿区地质资料和煤层气勘探开发资料,对区内3号煤层物性特征进行了分析和研究。研究得出:煤层结构简单且全区稳定可采的中厚煤层,为煤层气开发提供了良好目标层位;煤的中-高变质,煤层含气量整体较高;煤储层的超压异常状态,有利于驱动煤层气排水降压产出和煤层气高产。     

韩城矿区煤层含气性分布规律及地质控制因素研究

为了找出韩城矿区单井之间生产特征差异性的原因,基于该区主采煤层的含气性特征,从煤岩变质程度、显微煤岩组分、构造条件、水文地质条件等4个方面探讨了影响该区主煤层含气性的地质控制因素。结果表明:该区煤层含气性具有2个典型特征,太原组11号煤层含气性好于山西组3号煤层和5号煤层,这与煤层的埋藏深度和沉积环境有关;各煤层的含气饱和度为25%~94%,平均为63%,随埋深变化较小,但总体上呈现增大的趋势,分析原因该区煤储层为欠压储层,还没达到不同煤岩吸附性能差异的临界点。同时发现,随煤岩变质程度和镜质组含量的增高,煤岩含气量和吸附性均呈升高的变化,认为这是2次煤化作用对煤层气地质条件控制效应的具体体现;煤层含气量受构造条件和水文地质条件的控制非常明显。     

基于3DMine软件的三维地质建模及储量估算

为了明确可开发利用煤炭资源储量的范围、分布及发展潜力,查明井田产能建设的煤炭资源储量,规划井田开采方案,为煤矿资源储量的可持续发展提供可靠保障,以新疆巴里坤矿区某井田A₁煤层为研究对象,提出了一种基于3DMine软件的三维地质建模与储量估算方法。该方法首先结合已有地质资料和钻孔数据,建立了地质数据库,圈定了矿体边界,构建了矿体三维模型;然后将矿体模型分解为离散的块体组合模型,采用普通克里格空间插值法估算煤炭资源储量。结果表明：普通克里格法计算煤炭资源储量能够充分利用样品信息,与传统地质块段法相比较而言,估算结果较为可靠;该方法综合考虑了煤样的形状、大小及煤样与储量块等变量之间的空间结构特征,能够为井田采矿设计与规划提供参考。     

采场三维充水结构地质建模及动态可视化实现

为了精细刻画采场水文地质结构和跟踪充水要素的动态变化信息,提高矿井水害监测预警技术水平,笔者提出了三维充水结构可视化概念。三维充水结构由静态模型和动态可视化模型组成,静态模型是实体模型,动态可视化模型是在静态模型基础上嵌套充水水源和充水通道时空变化信息的可视化模型。静态模型依据地质、物探、水文地质等勘探数据,在三维开源几何内核Open CASCADE与DSI离散光滑插值算法、克里金插值算法相结合基础上构建而成的,用来展示采场尺度水文地质结构体的静态特征。动态可视化模型是根据工作面推采过程中水压、水温、应力-应变、视电阻率、破裂范围等动态信息,形成水压导升面、破坏深度包络面等动态衍生信息,在静态模型上嵌入上述动态衍生信息,实现充水要素(充水水源与充水通道)时空展示功能,该模型对数据更新响应时间少于10～20 s;以底板"下三带"理论为基础,提出依据"水压导升面"与"破坏深度包络面"是否叠置作为建立突水预警判据的技术思路。以葛泉矿东井11916工作面为例,通过采集地质、物探、水文地质、采掘工程信息,并融合传感器、网络连续电法、微震等充水要素动态监测信息,构建了采场三维充水结构可视化模型,将其应用于底板突水综合监测预警工程实践中,为11916工作面底板水害监测工程设计及智能化预警提供了新的技术平台。     

利用岩性地震反演信息划分煤体结构

常规的煤田地震勘探技术主要解决煤层的构造问题,无法对于瓦斯突出相关的构造煤发育情况、煤岩层的岩性以及煤体结构作出评价。从岩石物理学的角度出发,通过分析对比不同煤体结构的岩性参数差异,提出了煤体结构破坏指示因子的概念。利用三维地震资料、测井曲线进行约束反演获得的波阻抗数据体作为外部属性,并结合其他地震属性,训练概率神经网络对煤体结构破坏指示因子进行反演预测,从而划分煤体结构。结果表明岩性反演结果与矿井瓦斯分布关联度较高。     

韩城区块西北部三维地应力场反演分析

为改善当前地应力场研究对经验公式的依赖现状,以韩城区块地质条件为背景,提出了通过有限元反演回归计算地应力的方法,根据韩城区块的地质概况建立起较为精确的三维地质模型,以现场水压致裂法所测得的地应力实测资料为基础,采用三维有限元回归分析法拟合实测数据,得到研究区的地应力场分布规律。研究结果表明：煤层三向应力从大到小依次为垂向应力、水平最大主应力、水平最小主应力;煤层的整体应力差处于2～4 MPa之间,在北西部存在较大应力差;煤层整体的应力方向趋势呈北偏东45°;误差大小不超过20%,能够满足工程实际的要求。