[發明專利]一種原位煤層滲透率及所受采動應力的聯合測試方法

有效

• 申請號: 202110459871.X
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113237811B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 原鴻鵠;高明忠;李銘輝;李存寶;尚德磊;魯俊
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01L11/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 朱陽波

1.一種原位煤層滲透率及所受采動應力的聯合測試方法，其特征在于，所述方法包括：

對待測孔進行封閉，得到密封空間；所述待測孔位于待測煤層中；

對所述密封空間進行第一注氣操作，獲取所述密封空間基于所述第一注氣操作得到的原始瓦斯壓力值和穩定氣壓值，并根據所述原始瓦斯壓力值、所述穩定氣壓值與注入氣體流量關系，確定所述待測煤層的原位煤層滲透率；

對所述密封空間進行第二注氣操作，獲取所述密封空間內基于所述第二注氣操作產生的目標氣壓值，并根據所述目標氣壓值確定所述待測煤層所受采動應力值；

所述對待測孔進行封閉，得到密封空間，包括：

將第一水壓膨脹封孔塞和第二水壓膨脹封孔塞放置于所述待測孔中；

根據所述第一水壓膨脹封孔塞和所述第二水壓膨脹封孔塞對所述待測孔進行封閉；

封閉后，將所述第一水壓膨脹封孔塞與所述第二水壓膨脹封孔塞之間的空間作為所述密封空間；

所述第一水壓膨脹封孔塞與所述第二水壓膨脹封孔塞之間通過注氣篩管連接；所述第一注氣操作包括第一分注氣操作和第二分注氣操作；所述對所述密封空間進行第一注氣操作，獲取所述密封空間基于所述第一注氣操作得到的原始瓦斯壓力值和穩定氣壓值，并根據所述原始瓦斯壓力值、所述穩定氣壓值與注入氣體流量關系，確定所述待測煤層的原位煤層滲透率，包括：

通過所述注氣篩管以第一氣體質量流量對所述密封空間進行注氣，以實現對所述密封空間進行第一分注氣操作；

獲取所述密封空間基于所述第一分注氣操作得到的所述原始瓦斯壓力值；

通過所述注氣篩管以第二氣體質量流量對所述密封空間進行注氣，以實現對所述密封空間進行第二分注氣操作；所述第二氣體質量流量大于所述第一氣體質量流量；

獲取所述密封空間基于所述第二分注氣操作產生的穩定氣壓值；

根據所述原始瓦斯壓力值、所述穩定氣壓值與注入氣體流量關系確定所述待測煤層的原位煤層滲透率；

所述獲取所述密封空間基于所述第一分注氣操作得到的所述原始瓦斯壓力值，包括：

獲取預測的原始瓦斯壓力目標值，以所述第一氣體質量流量對所述密封空間進行注氣操作，直至注入的氣體的壓力值大于所述原始瓦斯壓力目標值時停止所述注氣操作；

獲取所述密封空間基于所述第一分注氣操作產生的第一氣壓變化信息，根據所述第一氣壓變化信息確定所述原始瓦斯壓力值；所述原始瓦斯壓力值為所述第一氣壓變化信息中，氣壓值下降至穩定狀態時對應的數值；所述穩定狀態用于反映預設時長內，氣壓值小于預設變化閾值所對應的狀態；

所述目標氣壓值包括：關閉氣壓值和重張氣壓值；所述對所述密封空間進行第二注氣操作，獲取所述密封空間內基于所述第二注氣操作產生的目標氣壓值，包括：

對所述密封空間進行第二注氣操作，獲取所述密封空間內基于所述第二注氣操作產生的氣壓變化信息，得到第三氣壓變化信息；

根據所述第三氣壓變化信息，確定所述密封空間對應的關閉氣壓值；所述關閉氣壓值為所述第三氣壓變化信息中，氣壓值經過上升階段，在所述待測煤層的煤壁上產生壓裂裂隙后下降至所述穩定狀態時對應的數值；

對所述密封空間進行卸壓操作，所述卸壓操作完畢以后對所述密封空間再次進行所述第二注氣操作，獲取所述密封空間基于再次進行的所述第二注氣操作產生的氣壓變化信息，得到第四氣壓變化信息；

根據所述第四氣壓變化信息，確定所述密封空間對應的重張氣壓值；所述重張氣壓值為所述第四氣壓變化信息中，氣壓值上升至最大值，使所述壓裂裂隙重新張開時對應的數值；

所述根據所述目標氣壓值確定所述待測煤層所受采動應力值，包括：

將預設倍數的所述關閉氣壓值與所述重張氣壓值的差值，作為所述待測煤層所受采動應力值；

所述采動應力值的計算公式如下所示：

P_z＝3P_s-P_r-P₀

其中，P_z為待測煤層對應的采動應力；P_s為關閉氣壓值；P_r為重張氣壓值；P₀為原始瓦斯壓力值；

所述穩定氣壓值為所述第一氣壓變化信息中，氣壓值上升至所述穩定狀態時對應的數值。