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專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于三分量地震數(shù)據(jù)檢測(cè)煤層氣含量的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三分量地震數(shù)據(jù)檢測(cè)煤層氣含量的方法及裝置。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)煤層氣(甲烷)含量的測(cè)定是從20世紀(jì)50年代后期才開(kāi)始的，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，目前采用的測(cè)定方法主要有直接法、解吸法和間接法。直接法是通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行煤樣脫氣來(lái)測(cè)定煤層含氣量；解吸法是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一種以測(cè)定鉆孔煤心煤層氣解吸速度為基礎(chǔ)的直接測(cè)定煤層煤層氣含量的方法；間接法是在對(duì)煤與煤層甲烷相互作用的物理與化學(xué)性質(zhì)等研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)煤層中煤層氣的游離量和吸附量?jī)刹糠种蛠?lái)計(jì)算煤層中煤層氣含量。目前，間接測(cè)量方法有很多種，使用比較多的方法是根據(jù)測(cè)井曲線回歸公式計(jì)算煤層氣的含量，另一種是在實(shí)驗(yàn)室解析得出吸附參數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)已有的吸附等溫模式來(lái)計(jì)算煤層氣含量，其中等溫吸附模式使用比較廣泛的是Langmuir方程 (Langmuir方程是常用的吸附等溫線方程)。直接法和解吸法以鉆孔采樣為依據(jù)進(jìn)行整個(gè)地區(qū)的插值，相比測(cè)井法精度較高，但由于鉆孔數(shù)量少，這些方法均受控于鉆孔，在三維空間橫向預(yù)測(cè)上精度有限。通過(guò) Langmuir法預(yù)測(cè)需要已知地應(yīng)力和地層容重?cái)?shù)據(jù)，當(dāng)這些數(shù)據(jù)只能由鉆孔提供或采用區(qū)域統(tǒng)計(jì)規(guī)律時(shí)，其預(yù)測(cè)精度也只是統(tǒng)計(jì)意義層面的。探知煤層氣(其中主要是甲烷)含量的多少，對(duì)于避免煤礦煤層氣事故的發(fā)生、煤礦安全生產(chǎn)有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義，因此當(dāng)前需要一種技術(shù)方案提高對(duì)煤層氣(其中主要是甲烷)含量的檢測(cè)精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于三分量地震數(shù)據(jù)檢測(cè)煤層氣含量的方法及裝置，解決了提高對(duì)煤層氣含量的檢測(cè)精度的問(wèn)題，保障了煤礦的安全生產(chǎn)，避免了煤礦煤層氣事故的發(fā)生。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于三分量地震數(shù)據(jù)檢測(cè)煤層氣含量的方法，包括根據(jù)三分量地震數(shù)據(jù)計(jì)算得到三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體，根據(jù)鉆孔煤樣測(cè)試與分析數(shù)據(jù)得到各煤層的煤層氣吸附參數(shù)；根據(jù)得到的三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體和各煤層的煤層氣吸附參數(shù)，通過(guò)Langmuir方程計(jì)算得出各煤層的煤層氣含量值；根據(jù)地溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)得到的各煤層的煤層氣含量值進(jìn)行校正，得到各煤層校正后的煤
層氣含量值。進(jìn)一步地，上述方法還可包括所述三分量地震數(shù)據(jù)包括容重r、泊松比μ、速度 ν和旅行時(shí)的參數(shù)；
所述各煤層的煤層氣吸附參數(shù)包括各煤層的煤層氣吸附常數(shù)a、b，水分W和灰分 A0進(jìn)一步地，上述方法還可包括所述根據(jù)三分量地震數(shù)據(jù)是通過(guò)以下公式計(jì)算得到三維壓強(qiáng)P數(shù)據(jù)體
權(quán)利要求
1.一種基于三分量地震數(shù)據(jù)檢測(cè)煤層氣含量的方法，其特征在于，包括根據(jù)三分量地震數(shù)據(jù)計(jì)算得到三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體，根據(jù)鉆孔煤樣測(cè)試與分析數(shù)據(jù)得到各煤層的煤層氣吸附參數(shù)；根據(jù)得到的三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體和各煤層的煤層氣吸附參數(shù)，通過(guò)Langmuir方程計(jì)算得出各煤層的煤層氣含量值；根據(jù)地溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)得到的各煤層的煤層氣含量值進(jìn)行校正，得到各煤層校正后的煤層氣含量值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三分量地震數(shù)據(jù)包括容重r、泊松比μ、速度ν和旅行時(shí)的參數(shù)；所述各煤層的煤層氣吸附參數(shù)包括各煤層的煤層氣吸附常數(shù)a、b，水分W和灰分Α。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)三分量地震數(shù)據(jù)是通過(guò)以下公式計(jì)算得到三維壓強(qiáng)P數(shù)據(jù)體 P = λΙP2z +P2v ,其中，P表示地層壓力，Pz為地層壓力的垂直分量，Pv為地層壓力的水平分量，Pz = rh,μ , Pv = --rh ,其中，r為容重；μ為泊松比；h為深度。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)得到的三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體和各煤層的煤層氣吸附參數(shù)，通過(guò)Langmuir方程計(jì)算得出各煤層的煤層氣含量值，是指根據(jù)等溫吸附Langmuir方程，煤層中煤層氣吸附量由下式計(jì)算其中，w為噸煤煤層氣含量；a、b為煤層氣吸附常數(shù)；W、A表示煤質(zhì)的水分與灰分。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過(guò)得到的校正后的各煤層的煤層氣含量值，生成煤層氣分布等值線圖，進(jìn)而判定煤礦煤層氣事故的發(fā)生幾率。
6.一種基于三分量地震數(shù)據(jù)檢測(cè)煤層氣含量的裝置，其特征在于， 包括計(jì)算單元，校正單元和存儲(chǔ)單元，其中，所述計(jì)算單元，用于根據(jù)三分量地震數(shù)據(jù)計(jì)算得到三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體，根據(jù)鉆孔煤樣測(cè)試與分析數(shù)據(jù)得到各煤層的煤層氣吸附參數(shù)；根據(jù)得到的三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體和各煤層的煤層氣吸附參數(shù)，通過(guò)Langmuir方程計(jì)算得出各煤層的煤層氣含量值；所述校正單元，用于根據(jù)地溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)得到的各煤層的煤層氣含量值進(jìn)行校正，得到各煤層校正后的煤層氣含量值；所述存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元計(jì)算所需的所述三分量地震數(shù)據(jù)包括容重r、泊松比μ、速度V和旅行時(shí)的參數(shù)；所述計(jì)算單元根據(jù)鉆孔煤樣測(cè)試與分析數(shù)據(jù)得到的所述各煤層的煤層氣吸附參數(shù)包括各煤層的煤層氣吸附常數(shù)a、b，水分W和灰分A。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元根據(jù)三分量地震數(shù)據(jù)是通過(guò)以下公式計(jì)算得到三維壓強(qiáng)P數(shù)據(jù)體
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元根據(jù)得到的三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體和各煤層的煤層氣吸附參數(shù)，通過(guò)Langmuir 方程計(jì)算得出各煤層的煤層氣含量值，是指根據(jù)等溫吸附Langmuir方程，煤層中煤層氣吸附量由下式計(jì)算
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括生成線圖單元，用于通過(guò)得到的校正后的各煤層的煤層氣含量值，生成煤層氣分布等值線圖，進(jìn)而判定煤礦煤層氣事故的發(fā)生幾率。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于三分量地震數(shù)據(jù)檢測(cè)煤層氣含量的方法及裝置，包括根據(jù)三分量地震數(shù)據(jù)計(jì)算得到三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體，根據(jù)鉆孔煤樣測(cè)試與分析數(shù)據(jù)得到各煤層的煤層氣吸附參數(shù)；根據(jù)得到的三維壓強(qiáng)數(shù)據(jù)體和各煤層的煤層氣吸附參數(shù)，通過(guò)Langmuir方程計(jì)算得出各煤層的煤層氣含量值；根據(jù)地溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)得到的各煤層的煤層氣含量值進(jìn)行校正，得到各煤層校正后的煤層氣含量值。應(yīng)用本發(fā)明，通過(guò)在三分量三維地震勘探的基礎(chǔ)上，依托已有鉆孔的測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)地層密度、泊松比參數(shù)的井震聯(lián)合反演，通過(guò)Langmuir方程獲得了較為精確的三維煤層氣含量數(shù)值，保障了煤礦的安全生產(chǎn)，避免了煤礦煤層氣事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)G01V1/40GK102323181SQ20111028309
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者王赟, 蘆俊 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)