專利名稱：一種煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的探測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探測(cè)方法，尤其是一種適用于煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的探測(cè)方法。
背景技術(shù)：
煤田火區(qū)上部地層的孔隙度分布是研究煤田火區(qū)燃燒系統(tǒng)的供風(fēng)及出風(fēng)通道以及滅火介質(zhì)在火區(qū)上部松散地層中的運(yùn)移規(guī)律的基礎(chǔ)。但是目前還沒有一種能夠在原位狀態(tài)下探測(cè)松散地層孔隙度分布的方法。地層孔隙度的測(cè)量在油氣地質(zhì)中應(yīng)用較多，主要有測(cè)井法(如聲波測(cè)井、密度測(cè)井和核磁共振測(cè)井)、地震反演法。但聲波測(cè)井、密度測(cè)井和核磁共振測(cè)井法探測(cè)的范圍非常有限，只能在有鉆井的位置從縱向上對(duì)地層孔隙發(fā)育情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，而不能表現(xiàn)孔隙度在橫向上的變化情況，因此不適用于空間上變化很大的煤田火區(qū)上部地層孔隙度的探測(cè)。地震反演法近年來在國內(nèi)外油氣地質(zhì)勘探中得到了較多的應(yīng)用，該方法通過巖石物理分析，建立聲波阻抗或速度與儲(chǔ)層孔隙度關(guān)系，從而求取孔隙度。 地震反演法主要針對(duì)埋深較深的地層，但對(duì)于埋深較淺且較松散的火區(qū)上部松散區(qū)地層的分辨率較差，且該方法需要在測(cè)區(qū)進(jìn)行放炮作業(yè)，會(huì)造成火區(qū)塌陷區(qū)的進(jìn)一步塌陷，甚至導(dǎo)致人員傷亡。地震反演法結(jié)合測(cè)井資料聯(lián)合反演地層孔隙度的方法也有應(yīng)用，該方法是通過提取地震屬性，建立地震屬性與各測(cè)井孔隙度的關(guān)系，利用非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多元線性相關(guān)統(tǒng)計(jì)等，定量計(jì)算無井區(qū)的孔隙度分布從而得到全區(qū)的孔隙度變化的。但是由于所提取的地震屬性與孔隙度很難直接建立有確定意義的關(guān)系式，所以對(duì)地層孔隙度的計(jì)算誤差較大。通過以上分析可以看出，測(cè)井法和地震反演法均不能用于探測(cè)空間上變化較大且松散破碎地層的孔隙度分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種探測(cè)煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的方法，以實(shí)現(xiàn)在原位狀態(tài)下探測(cè)煤田火區(qū)上部地層孔隙度的分布。本發(fā)明的煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的探測(cè)方法，包括如下步驟
a、在煤田火區(qū)上部的地表面布置多條測(cè)線，在各測(cè)線間上隔設(shè)置多個(gè)測(cè)點(diǎn)，逐一對(duì)每條測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)施工鉆孔，然后逐一在同一測(cè)線上相鄰的兩個(gè)鉆孔中分別設(shè)置發(fā)射天線和接收天線，通過發(fā)射天線和接收天線依次對(duì)每條測(cè)線上的所有鉆孔進(jìn)行鉆孔雷達(dá)多偏移距跨孔透射探測(cè)，采集在不同偏移距情況下電磁波從發(fā)射天線到接收天線的傳播時(shí)間；
b、將采集到的電磁波傳播時(shí)間通過計(jì)算機(jī)處理，得到每條測(cè)線上相鄰兩個(gè)鉆孔之間的
二維剖面上各像元的慢度Ij,根據(jù)公式-.Sbi = c2hf 計(jì)算出每條測(cè)線上相鄰兩個(gè)鉆孔之
間的二維剖面上各像元的體積介電常數(shù)fy ；式中『為電磁波在真空中的傳播速度 C、采集煤田火區(qū)上部地層的未燒變巖石樣品，用介電常數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量巖石樣品相對(duì)真
3空的介電常數(shù)《^；
d、利用公式φ = ^^ 計(jì)算出在每相鄰的兩個(gè)鉆孔之間的二維剖面上各像元的 ε -ε
β s
孔隙度胃,通過計(jì)算機(jī)將每一條測(cè)線上相鄰兩個(gè)鉆孔之間二維剖面上的孔隙度數(shù)據(jù)分別進(jìn)行拼接合并，并作每條測(cè)線剖面上的地層孔隙度分布的等值線圖，從而得出煤田火區(qū)上部地層孔隙度的分布，孔隙度越大則地層越松散，孔隙度越小則地層越密實(shí)；式中Sfl為空氣的介電常數(shù)，3是一個(gè)與電場(chǎng)方向有關(guān)的因子。所述在煤田火區(qū)上部的地表面布置多條測(cè)線的間距為50m ；所述在各測(cè)線間隔設(shè)置多個(gè)測(cè)點(diǎn)的間距為4(T50m。有益效果本發(fā)明在原位狀態(tài)下采用鉆孔雷達(dá)對(duì)火區(qū)上部地層進(jìn)行多偏移距跨孔透射測(cè)量，采集在不同偏移距情況下電磁波從發(fā)射天線到接收天線的傳播時(shí)間；通過計(jì)算
機(jī)將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到相鄰兩鉆孔之間的二維剖面上的各像元的慢度,及體積介電常數(shù);采集火區(qū)上部未燒變地層的巖石樣品，并測(cè)量其相對(duì)真空的介電常數(shù)^s ；利用
公式
權(quán)利要求
1.一種煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的探測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟a、在煤田火區(qū)上部的地表面布置多條測(cè)線，在各測(cè)線上間隔設(shè)置多個(gè)測(cè)點(diǎn)，逐一對(duì)每條測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)施工鉆孔，然后逐一在同一測(cè)線上相鄰的兩個(gè)鉆孔中分別設(shè)置發(fā)射天線和接收天線，通過發(fā)射天線和接收天線依次對(duì)每條測(cè)線上的所有鉆孔進(jìn)行鉆孔雷達(dá)多偏移距跨孔透射探測(cè)，采集在不同偏移距情況下電磁波從發(fā)射天線到接收天線的傳播時(shí)間；b、將采集到的電磁波傳播時(shí)間通過計(jì)算機(jī)處理，得到每條測(cè)線上相鄰兩個(gè)鉆孔之間的二維剖面上各像元的慢度^,根據(jù)公式:sbs = c2bf 計(jì)算出每條測(cè)線上相鄰兩個(gè)鉆孔之間的二維剖面上各像元的體積介電常數(shù)ffy;式中ρ為電磁波在真空中的傳播速度C、采集煤田火區(qū)上部地層的未燒變巖石樣品，用介電常數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量巖石樣品相對(duì)真空的介電常數(shù)d、利用公式φ = ^^ 計(jì)算出在每相鄰的兩個(gè)鉆孔之間的二維剖面上各像元的 3孔隙度通過計(jì)算機(jī)將每一條測(cè)線上相鄰兩個(gè)鉆孔之間二維剖面上的孔隙度數(shù)據(jù)分別進(jìn)行拼接合并，并作每條測(cè)線剖面上的地層孔隙度分布的等值線圖，從而得出煤田火區(qū)上部地層孔隙度的分布，孔隙度越大則地層越松散，孔隙度越小則地層越密實(shí)；式中Sfl為空氣的介電常數(shù)，3是一個(gè)與電場(chǎng)方向有關(guān)的因子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的探測(cè)方法，其特征在于 所述在煤田火區(qū)上部的地表面布置多條測(cè)線的間距為50m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的探測(cè)方法，其特征在于 所述在各測(cè)線間隔設(shè)置多個(gè)測(cè)點(diǎn)的間距為4(T50m。
全文摘要
一種煤田火區(qū)上部地層孔隙度分布的探測(cè)方法，在煤田火區(qū)上部的地表面布置多條測(cè)線，在各測(cè)線間隔設(shè)置多個(gè)測(cè)點(diǎn)，逐一對(duì)每條測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)施工鉆孔，然后逐一在同一測(cè)線上相鄰的兩個(gè)鉆孔中分別設(shè)置發(fā)射天線和接收天線，并依次對(duì)每條測(cè)線上的所有鉆孔進(jìn)行鉆孔雷達(dá)多偏移距跨孔透射探測(cè)，采集在不同偏移距情況下電磁波從發(fā)射天線到接收天線的傳播時(shí)間；通過計(jì)算機(jī)對(duì)所得電磁波的傳播時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將每一條測(cè)線上相鄰兩鉆孔之間二維剖面上的孔隙度數(shù)據(jù)分別進(jìn)行拼接合并，作每條測(cè)線剖面上的地層孔隙度分布的等值線圖，從而得出煤田火區(qū)上部地層孔隙度的分布，實(shí)現(xiàn)了在原位狀態(tài)下快速、有效探測(cè)煤田火區(qū)上部空間內(nèi)松散破碎地層的孔隙度分布情況。
文檔編號(hào)G01V3/30GK102508310SQ201110335168
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者仲曉星, 時(shí)國慶, 王德明, 王雁鳴, 邵振魯 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)