煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井，包括示踪气体注入井和地面抽采井，所述地面抽采井的数量为一个，且地面抽采井的深度贯穿煤层群厚度，同时地面抽采井为垂直井；所述示踪气体注入井的数量与煤层数量一一对应；所述示踪气体注入井的井底段位和井口段位通过水泥塞密封。本实用新型中的地面抽采井为单一垂直井，与各煤层示踪气体注入井协同工作，减少了井内煤层群瓦斯含量来源的测试时间，提高了测试准确性；并且双示踪测试井不仅减少了测试的钻井工作量，降低了测试成本，还间接揭示了井内各煤层的气体流场分布，为瓦斯抽采井的结构设计、各煤层瓦斯含量的测试、以及安全生产提供了可靠依据。
【专利说明】
煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井
技术领域
[0001] 本实用新型涉及瓦斯测试技术领域，特别涉及一种煤层群抽采瓦斯来源及气体流 场分布的测试井。
【背景技术】
[0002] 井下煤层群瓦斯含量来源是计算煤层瓦斯含量与分布、预测瓦斯流动特性与涌出 量以及评价井下煤层群瓦斯突出危险性等重要参数之一，直接制约着瓦斯的有效防治及井 内的安全生产。而井下煤层群各煤层瓦斯气体流场分布是制定井下煤层群瓦斯抽采技术方 案的决定因素。因此，提前预测井内煤层群各煤层瓦斯含量来源及气体流场分布显得尤为 重要。
[0003] 然而，井下煤层瓦斯含量来源常规测试主要通过地勘钻孔取样、瓦斯涌出量反算 瓦斯含量、井下钻肩解吸以及理论模型预测瓦斯含量等方法实现，均具有测试精度不高、测 试时效长、装样复杂、现场适用性不高等特点。同时，受井下煤层群储层分布各异性的影响， 同一地层不同深度井内煤层瓦斯含量来源分布测试更加困难，急需提出新的测试方式。 【实用新型内容】
[0004] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双 示踪测试井，以实现高效准确测试井内煤层群各煤层瓦斯含量与气体流场分布。
[0005] 本实用新型煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井，煤层群抽采瓦斯 来源及气体流场分布双示踪测试井，包括示踪气体注入井和地面抽采井，所述地面抽采井 的数量为一个，且地面抽采井的深度贯穿煤层群厚度，同时地面抽采井为垂直井;所述示踪 气体注入井的数量与煤层数量一一对应，及每个煤层中具有一个示踪气体注入井;且各示 踪气体注入井到地面抽采井中心线的距离相同；
[0006] 所述示踪气体注入井的井底段位通过井底水泥塞密封，所述井底水泥塞位于煤层 底面接触的地层内；所述示踪气体注入井的井口段位通过井口水泥塞密封，所述井口水泥 塞位于与煤层顶面接触的地层内。
[0007] 进一步，所述各示踪气体注入井与地面抽采井的距离为50m。
[0008] 进一步，所述井底水泥塞和井口水泥塞的厚度大于或等于100mm。
[0009] 本实用新型的有益效果：
[0010] 本实用新型煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井，其地面抽采井为 单一垂直井，与各煤层示踪气体注入井协同工作，减少了井内煤层群瓦斯含量来源的测试 时间，提高了测试准确性;并且双示踪测试井不仅减少了测试的钻井工作量，降低了测试成 本，还间接揭示了井内各煤层的气体流场分布，为瓦斯抽采井的结构设计、各煤层瓦斯含量 的测试、以及安全生产提供了可靠依据。
【附图说明】
[0011] 图1为地面抽采井与示踪气体注入井布置示意图；图中：1-踪气体注入井，2-地面 抽米井，3_煤层，4_井底水泥塞，5_井口水泥塞，6_致密区；
[0012] 图2为地面抽采井与示踪气体注入井的平面结构示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
[0014] 本实施例煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井，包括示踪气体注入 井1和地面抽采井2,所述地面抽采井的数量为一个，且地面抽采井的深度贯穿煤层群厚度， 同时地面抽采井为垂直井;所述示踪气体注入井的数量与煤层数量--对应，及每个煤层3 中具有一个示踪气体注入井1;且各示踪气体注入井到地面抽采井中心线的距离相同，如图 2所示，两个示踪气体注入井1的位置在井轴向上重叠，两个示踪气体注入井1到地面抽采井 2的距离相同，且距离R为50m;
[0015] 本实施例中图1中以示踪气体注入井1为两个作为例子，当然在实际实施中，示踪 气体注入井1的数量和煤层的数量相同；
[0016] 所述示踪气体注入井的井底段位通过井底水泥塞4密封，所述井底水泥塞位于煤 层底面接触的地层内；所述示踪气体注入井的井口段位通过井口水泥塞5密封，所述井口水 泥塞位于与煤层顶面接触的地层内。
[0017] 本实施例中，所述井底水泥塞和井口水泥塞的厚度为100_，当然在不同实施例中 水泥塞的厚度还可以大于100mm;本实施例水泥塞的厚度能保证示踪气体不会进入与煤层 接触的地层中，可保证瓦斯含量来源及气体流场分布测试的准确性。
[0018] 采用本实施例煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井进行测试的方 法包括以下步骤：
[0019] 1)示踪气体注入井与地面抽采井成井
[0020] 在井下煤层群选定位置处完成示踪气体注入井1与地面抽采井2的成井;所述地面 抽采井的数量为一个，且地面抽采井的深度贯穿煤层群厚度，同时地面抽采井为垂直井;所 述示踪气体注入井的数量与煤层数量一一对应，及每个煤层3中具有一个示踪气体注入井； 注入井井身直径为89mm，且各示踪气体注入井与地面抽采井的距离为50m;
[0021] 2)注入井井底密封
[0022]将示踪气体注入井井底段位密封，以保证各煤层注入的示踪气体顺煤层流动，避 免示踪气体向致密区6流动，封井压力为原位煤层压力;封井技术为水泥塞封井，注入井完 井后栗入高强度水泥实现井底密封，水泥塞厚度为100mm;
[0023] 3)注入双示踪气体
[0024] 将六氟化硫与氦气这两种示踪气体分别注入到不同煤层深度的注入井内，且注入 的两种示踪气体具有相同的温度、压力与体积;且两种双示踪气体的温度与该煤层的温度 相同，两种双示踪气体的压力与该煤层的压力相同；
[0025] 4)注入井井口密封
[0026] 双示踪气体分别注入至各煤层后，立即将注入井井口段位密封，以保持示踪气体 在各煤层内的自由流动而不泄露，封井压力保持为原位地层压力;封井技术为水泥塞封井， 井口部位封井作业时间不能超过l〇min，且示踪气体注入完成后仍能保证一定的注入井井 身强度；
[0027] 5)地面抽采井抽取混合气体
[0028] 使用气体采集仪在地面抽采井井口位置抽取流经井下煤层群的混合气体，保持混 合气体的原有压力，并将混合气体样快速输送至实验室完成测试；
[0029] 6)测试混合气体比例
[0030] 采用气相色谱仪测试混合气体样中气体的成分与每种成分的含量，并计算各示踪 气体与混合气体样的体积百分比。由于各煤层的孔隙率及三维空间分布是固定的，所以根 据示踪气体百分比关系即可确定井下煤层群瓦斯气体含量来源与流场分布。
[0031] 以煤层数量为2作为例子，将相同体积量的示踪气体SF6与示踪气体He以近似地层 温度与压力分别注入到两煤层中的注入井中，然后迅速实现注入井井口段位的密封。双示 踪气体SF6与He在各自煤层内以一定的速率自由流动，但双示踪气体与煤层内瓦斯几乎不 发生置换。从地面抽采井内抽取煤层群内混合气体样的量为W，并将含有示踪气体SF6与He 的混合气体采集至气体采集仪中，且保持混合气体的原有温度与压力。采用气相色谱仪测 试混合气体样中的气体成分为SF6、He与瓦斯(CH4)，且其含量比率分别m，n及1-m-n。由于井 下煤层群各煤层内的厚度与气体流动特性是不变的，因此各示踪气体占混合气体的比例即 是煤层瓦斯来源含量。综上所述，测试得到煤层a内瓦斯含量为
，煤层b 内瓦斯含量为
[0032] 本实施例井内煤层群瓦斯含量来源及气流流场分布双示踪测试井不仅能够快速 高效准确的测量煤层群内各煤层的瓦斯含量，且只需要一口地面抽采井配合多口示踪气体 注入井协同工作，大大节省了钻井成本，具有良好的市场潜力与应用前景。
[0033] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本 实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范 围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井，其特征在于:包括示踪气 体注入井和地面抽采井，所述地面抽采井的数量为一个，且地面抽采井的深度贯穿煤层群 厚度，同时地面抽采井为垂直井;所述示踪气体注入井的数量与煤层数量-对应，及每个 煤层中具有一个示踪气体注入井;且各示踪气体注入井到地面抽采井中心线的距离相同； 所述示踪气体注入井的井底段位通过井底水泥塞密封，所述井底水泥塞位于煤层底面 接触的地层内；所述示踪气体注入井的井口段位通过井口水泥塞密封，所述井口水泥塞位 于与煤层顶面接触的地层内。2. 根据权利要求1所述的煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井，其特征 在于:所述各示踪气体注入井与地面抽采井的距离为50m。3. 根据权利要求1所述的煤层群抽采瓦斯来源及气体流场分布双示踪测试井，其特征 在于:所述井底水泥塞和井口水泥塞的厚度大于或等于100mm。
【文档编号】E21B47/11GK205689203SQ201620676094
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月30日 公开号201620676094.9, CN 201620676094, CN 205689203 U, CN 205689203U, CN-U-205689203, CN201620676094, CN201620676094.9, CN205689203 U, CN205689203U
【发明人】梁运培, 何将福, 王晗, 魏进涛, 刘行
【申请人】重庆大学