专利名称：煤灰确定煤层强度技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤层气钻井中的井壁稳定技术领域，具体涉及煤灰确定煤层气储层强 度技术。
背景技术：
煤是由植物遗体转变成的一种极不均质的有机岩石，通常煤岩中存在有两组近于 垂直的割理，割理是在成煤的不同时期中，各种自然力作用下煤层所造成的裂开现象。主要 裂隙组面割理发育较完善，延伸可达数百米，端割理组发育在面割理之间，沟通了面割理。 除割理外，煤层还常发育有节理、次级节理等裂隙。这些裂隙相互交叉切割，形成了复杂的 裂隙系统。由于割理和节理裂隙的作用，煤体被切割成为一个个不连续的近似斜方体的小 块，破坏了煤层的完整性。由于煤层结构的特殊性，煤岩中各种裂隙的发育，导致其力学性质具有不连续 性、非均质性、各向异性和渗透性——井壁稳定性研究异常复杂。煤层机械强度低，裂缝和 割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用。因而煤层段井壁极不稳定，在钻井过程中极 易发生井壁坍塌、井漏和卡钻甚至埋掉井眼等井下事故。从力学角度来讲，煤层的特殊构造对井眼坍塌的影响可以归结到两个方面，一是 井壁煤岩受到的应力，二是煤岩的强度。井壁稳定性也就是研究井周岩石状态是否稳定还 是已经破坏，煤层强度的预测是解决煤层气钻井稳定性评价问题的关键技术。目前国内外 在煤层强度的预测大都是关于煤矿巷道井壁裂隙人工地质条件普查后的强度预测，但煤层 气钻井煤层取芯困难，该法不适应煤层钻井的强度预测。煤灰确定煤层强度技术的应用能 实现对钻遇的煤层强度进行实时预测。
发明内容
本发明的目的是提供煤层气钻井过程中对煤层强度的随钻预测方法，利用该方法 可以简单、便捷、快速的预测煤层气储层的强度，预测效果好。利用上述目的，本发明采用如下技术方案煤灰确定煤储层强度技术，该技术的应用方法包括步骤(1)根据煤岩工业分析实验来获取煤岩的挥发分、灰分数据；(2)根据挥发分判断该井钻遇煤层所属的煤级；(3)根据煤级选择煤岩灰分与强度的经验公式，代入灰分数据，求取煤岩岩块强 度；(4)结合GSI值，应用Hoek-Brown强度经验公式，则得出煤层岩体强度。其中，煤岩工业分析采用国标《煤的工业分析方法(GB/T212-2008)》。其中，煤级的划分标准见国标《中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)》。其中，该方法中煤岩灰分与强度经验公式为
权利要求
1.煤灰确定煤层强度技术，其特征在于，该方法包括以下步骤根据煤岩工业分析实验来获取煤岩的挥发分、灰分数据；根据挥发分含量判断该井钻遇煤层所属的煤级；根据煤级选择煤岩灰分与强度的经验公式，代入灰分数据，求取煤岩岩块强度；结合GSI值，应用Hoek-Brown强度经验公式，则得出煤层岩体强度。
2.如权利要求1所述的煤灰确定煤层强度技术，其特征在于，该方法中获取煤层的强 度是对煤层气钻井上返的岩屑进行工业分析预测煤岩岩块强度，从而间接确定的。
3.如权利要求1或2所述的煤灰确定煤层强度技术，其特征在于，该方法中煤岩岩屑的 灰分、挥发分的确定是基于国标《煤的工业分析方法(GB/T212-2008)》开展的。该法中煤级 划分是基于国标《中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)》确定的。
4.如权利要求1所述的煤灰确定煤层强度技术，其特征在于，该方法煤岩岩块强度的 确定是基于大量室内试验后统计的结果，其经验公式拟合程度较高。由式(1)获取所述煤 岩灰分与强度
5.如权利要求1所述的煤灰确定煤层强度技术，其特征在于，该方法煤层强度的确定 是基于Hoek-Brown强度经验公式，由岩块确定岩体的方法计算得出
全文摘要
本发明涉及煤灰确定煤层强度技术，一种适用于煤层气钻井中的井壁稳定技术领域。该方法包括以下步骤将录井获取的煤岩岩屑分类、清洗、烘干、粉碎后按国标进行煤的工业分析，确定灰分和挥发分比重；根据挥发分值判断煤岩的煤级；根据煤级选择对应的灰分与强度关系经验公式，计算煤岩岩块强度；结合GSI值应用Hoek-Brown岩体强度经验公式，求出煤储层强度。该方法在Hoek-Brown岩体强度经验公式的基础上，结合现场实际提出，适用于煤层气钻井井壁稳定预测对煤层强度参数获取的需求，且预测方法简单、效果好。
文档编号E21B49/00GK102102514SQ20101058499
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者孙清华, 宋立辉, 杨恒林, 田中兰, 申瑞臣, 蔚宝华, 谭强, 邓金根 申请人:中国石油大学(北京)