一种煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法与流程

本发明属于煤炭开采技术领域，具体涉及一种对油气井的检验方法。

背景技术：

油气井，是为了勘探与开发石油与天然气资源所开挖的信息和物质通道。油气井打好后，下入套管，套管与井壁间用水泥封固。岩层于套管之间的应力会导致套管损坏，进而影响开采数据的采集和采矿安全。

另一方面，损坏的废弃油气井，导致油气层内的石油、天然气通过废弃井筒进入煤矿井下巷道，造成井下突水、人员中毒、燃烧爆炸等事故的发生；废弃油气井通井后，井筒将地面与煤矿井下联通，地表水体、大气降水通过废弃油气井导入煤矿井下。这些问题都是造成重叠地区煤矿重大火灾、爆炸、有毒有害气体和水害等事故隐患的最直接原因之一，因此，需要对废弃油气井进行及时、准确的预测，提高煤炭资源利用率，确保煤炭和石油工业的安全环保。

技术实现要素：

基于本领域存在的不足之处，本发明的目的是提供一种煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法，包括操作：

检测原油顶空气、煤矿井下气样、煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样中的甲烷的碳同位素，将原油顶空气的碳同位素和煤矿井下气样或煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样中的甲烷的碳同位素进行对比；

若煤矿井下气样或煤炭中解析气样检测到和原油顶空气的气样相同碳同位素的甲烷，即可验证出油气井套管已经遭到破坏。

其中，用于对比的煤矿井下气样或煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样，其甲烷含量须大于1％。

用于检测的煤矿井下新揭露的煤炭，一揭露出就立即取样密封，以免煤炭与空气反应。

更进一步地，所述的油气井破坏的检验方法，包括步骤：

s1：在所述的煤炭开采区域的井田范围内收集油气井中的原油，

s2：抽取采出的原油的顶空气进行气体组分分析和碳同位素分析；

s3：采集煤矿井下气样，对气样进行气体组分分析和碳同位素分析；

s4：采集煤矿井下新鲜揭露的煤样，进行加热解析气体，并进行气体组分分析和碳同位素分析；

s5：对比原油的顶空气、煤矿井下气样、煤加热解析气体三种气样的气体组分和碳同位素，若煤矿井下气样或煤加热解析气体检测到和原油顶空气的气样相同的碳同位素的甲烷，即可验证出油气井套管已经遭到破坏。

其中，步骤s1中，在所述的煤炭开采区域的井田范围内在井田范围内收集3-6口油气井中的原油。取3个以上的油气井，取平均值，提高了测量的准确性。

其中，步骤s3中，所述煤矿井下气样，为井下采空区、采煤工作面顺槽、采煤工作面的气样中的一种或多种。

为防止产生误差，取甲烷含量最高的气样。

其中，所述煤矿井下气样，选择煤矿井下采空区、采煤工作面顺槽、采煤工作面的气样中甲烷含量最大的气样用于对比。

其中，对比原油的顶空气、煤矿井下、煤矿井下新揭露的煤加热解析气体三种气样的气体组分和碳同位素，若原油顶空气中甲烷碳同位素重于-55‰，为油型气；煤矿井下气样的甲烷碳同位素轻于-80‰，为生物气；则判断油气井套管正常。

本发明的有益效果为：

本发明提出的对煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法，基于碳同位素的检测和比对，具有检测精度高、操作快速的优势。本方法可以在没有其他迹象出现时即判断油气井是否破坏，大大提高了煤炭开采区域的安全程度。

附图说明

图1为碳同位素专业对比图。

具体实施方式

以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。

本发明提出一种煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法，包括：

检测并对比原油顶空气、煤矿井下气样、煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样的碳同位素；若井下气样检测到和原油顶空气的气样相同的气体，即可验证出油气井套管已经遭到破坏。

以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。本领域技术人员应当知晓，以下实施例用来说明书本发明，但不应理解为对本发明的限定。

试验例

为了摸索油气井套管已经遭到破坏的气样表现，本发明人比较了原油顶空气、煤矿井下气样、煤矿井下采空区内气样、煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样的成分，发现各气样的成分没有显著区别，另外，哪个气样都没有独有的气体成分；因此选择同样的成分、比较其中的碳同位素。

经过化验，得知各气样都含有ch4，选择甲烷为对比气体，其中碳同位素可以体现形成年代。

井下气样、煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样中，如果甲烷含量不够，则不能准确地进行碳同位素测定。通过试验比较，确定甲烷含量在1％以上的气样可用于碳同位素测定。

煤矿井下气样，包括煤矿井下采空区、采煤工作面顺槽、采煤工作面和新揭露的煤样解析气的气样。选取其中甲烷含量最大的气样。因为煤矿井下是正常通风的，工作面顺槽和采煤工作面的气样甲烷浓度太低，只能化验出气体组分，但是无法进行同位素测定，最后选取的是煤矿井下采空区中的气样。

实施例1：

一种煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法，包括：

1、收集所选煤矿的地质资料、水文类型划分报告。

2、在监测煤矿井田范围内收集井田范围内的油气井中的原油。在不同的区域内收集4-6口井采出的原油(4-6个样品取平均值)。

3、抽取原油顶空气进行气体组分分析和碳同位素分析。

4、采集井下采空区、采煤工作面顺槽、采煤工作面等地方的气样。并对气样进行气体组分分析和碳同位素分析。

5、采集煤矿井下新鲜揭露的煤样，进行加热解析气体。收集气体，并进行气体组分分析和碳同位素分析。

6、通过对比上述三种气样的气体组分和碳同位素，得出原油顶空气中甲烷的同位素和井下气样、煤炭中解析气样的碳同位素不同。通过实验，得出原油顶空气中甲烷碳同位素重于-55‰，为油型气。采空区天然气甲烷碳同位素轻于-80‰，已经超出图版(碳同位素专业对比图)为生物气。参见图1。

具体本实施例针对的煤炭开采区，煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样中甲烷含量不够1％。因此用井下采空区的气样进行对比。图1中，原油顶空气(o1-1是原油顶空气的一个平行样)和井下采空区(p3-2)分属不同类型，则判定油气井套管正常。

7、因此只要在井下检测到和原油中解析出的气体中相同碳同位素的甲烷气样，即可验证出油气井套管已经遭到破坏。

本领域技术人员应当知晓，以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法，包括操作：检测并对比原油顶空气、煤矿井下气样、煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样中的甲烷的碳同位素；若煤矿井下气样或煤矿井下新揭露的煤炭中解析气样检测到和原油顶空气的气样中相同的碳同位素的甲烷，即可验证出油气井套管已经遭到破坏。本发明提出的对煤炭开采区域的油气井破坏的检验方法，基于碳同位素的检测和比对，具有检测精度高、操作快速的优势。本方法可以在没有其他迹象出现时即判断油气井是否破坏，大大提高了煤炭开采区域的安全程度。

技术研发人员：李辉;何力;宋文健;王伯生;秦继荣;吴凤东;李雅阁;靳峰;汤春绚;王建超
受保护的技术使用者：中国地方煤矿有限公司
技术研发日：2018.12.27
技术公布日：2019.04.19