[發明專利]一種基于砂巖微觀特征的富水性評價方法

有效

• 申請號: 201811230332.3
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109254138B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 馮潔;王蘇健;侯恩科;鄧增社;黃克軍;張嚴靜;梁少劍
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明提供一種基于砂巖微觀特征的富水性評價方法，首先確定富水性評價的目標含水層，建立含水層富水性評價指標體系，獲取巖性結構指數、沖洗液消耗量、孔隙度、滲透率和孔徑分布，借助GIS軟件繪制步驟二中各評價指標專題圖；根據專家經驗，通過繪制專家打分表，計算各評價指標對富水性的貢獻程度，得到各評價指標的權重系數；將各專題圖按照對應評價指標的權重系數進行疊加，利用GIS軟件繪制砂巖富水性評價圖，進行砂巖富水性評價。本發明采用5個指標，增加了富水性評價準確性；首次從微觀角度研究砂巖含水層富水性，反映含水介質在空間上的連續性變化與結構性變異。

技術領域

本發明屬于礦井防治水領域，具體涉及一種基于砂巖微觀特征的富水性 評價方法。

背景技術

隨著能源戰略西移步伐的加快，高強度、大規模開采、水文地質條件研 究程度低呈現的突出問題是生產礦井涌水量明顯較前期勘探階段評價預測結 果大，也就是說基于均質介質滲流理論的礦井涌水量預測與實際情況嚴重不 符。一方面增加井下排水費用，給煤礦帶來嚴重經濟損失；另一方面造成地 下水資源流失，加劇缺水地區用水緊張的局面。因此，如何科學評價煤層上 覆含水層富水性是礦井防治水工作必須急需解決的重要問題，具有重大的理 論意義與經濟意義。

現階段，含水層富水性評價的方法主要有野外鉆孔抽(放)水試驗直接 獲取鉆孔單位涌水量q、地球物理勘探方法解譯、采用“三圖—雙預測法” 將多源地學信息復合疊加。以上方法存在如下問題：

(1)采用鉆孔抽(放)水試驗直接獲取鉆孔單位涌水量q評價富水性 是最直接的方法，但是耗時長、費用高，煤炭資源開采區域單位涌水量q數 量有限，屬于“點”上數據，較難準確評價富水性；

(2)運用地球物理勘探方法獲得含水層電阻率，通過電阻率大小反演 含水層富水性，反演存在多解性，可靠性差；

(3)“三圖—雙預測法”評價富水性中，富水性指標普遍選取巖性、鉆 孔沖洗液消耗量、含水層厚度、構造，以上指標均從宏觀角度進行研究，尚 未從巖石內部結構出發探討砂巖富水性。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于砂巖微觀特征的富水 性評價方法，簡單，評價結果準確性和可靠性高。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種基于砂巖微觀特征的富水性評價方法，包括下述步驟：

步驟一，確定富水性評價的目標含水層：目標含水層的鉆孔單位涌水量 q是煤層上覆含水層中最大者，且煤層與目標含水層之間的距離與煤層開采 后導水裂隙發育高度相差±80m；

步驟二，確定煤層頂板砂巖含水層富水性評價指標體系，包括5個評價 指標，分別為巖性結構指數、沖洗液消耗量、孔隙度、滲透率和孔徑分布； 分別獲取得到巖性結構指數、沖洗液消耗量、孔隙度、滲透率和孔徑分布；

步驟三，借助GIS軟件繪制步驟二中各評價指標專題圖；

步驟四，根據專家經驗，通過繪制專家打分表，計算步驟二中各評價指 標對富水性的貢獻程度，得到各評價指標的權重系數；

步驟五，將步驟三的各專題圖按照步驟四得到的對應評價指標的權重系 數進行疊加，利用GIS軟件繪制砂巖富水性評價圖，進行砂巖富水性評價。

優選的，孔徑分布通過壓汞和核磁共振聯合測試獲得。

進一步的，孔徑分布具體通過如下方法得到：通過核磁共振測得核磁共 振橫向弛豫時間累積分布曲線，通過壓汞測得壓汞孔喉半徑累積分布曲線， 將兩曲線進行對比，建立橫向弛豫時間與喉道半徑的關系；將核磁共振橫向 弛豫時間累積分布曲線轉換為孔喉半徑分布曲線。

再進一步的，建立橫向弛豫時間與喉道半徑的關系的具體方法為：橫向 弛豫時間與孔隙半徑的關系為式(6)，