一种采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性综合判识方法

摘要

本发明涉及一种采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性综合判识方法，属于煤矿安全领域。该方法包括以下步骤：S1：地面区域危险性判识：首先，对废弃油井的完井资料进行调研分析，确定废弃油井完整情况；然后，对油井地面位置进行勘察，确定废弃油井损伤情况及损伤点位置；或者采集废弃油井内气体进行成分检测分析，确定完井内气体成分，初步判识废弃油井硫化氢灾害的危险性；S2：井下局部危险性判识：对于地面区域危险性判识为对采煤区有危险的废弃油井，采取井下钻探方法进行井下局部危险性判识并确定危险区域。本发明实现了采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性超前判识，提高了灾害治理的针对性。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全领域，涉及矿井硫化氢灾害危险性判识，尤其涉及一种采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性综合判识方法。

背景技术

鄂尔多斯盆地煤炭、石油、天然气等矿产资源十分丰富，但由于地质构造影响，煤炭、石油、天然气等资源共存，浅部煤炭和深部油、气资源开采在立体上投影重叠，导致资源叠加开采造成相互影响。在早期石油井开发后，资源重叠区域遗留的废弃油井不仅给煤矿开采设计增加难度、造成煤炭资源浪费，而且对于油气井临近煤层的开采有重大的安全隐患，采掘巷道一旦接近废弃油井影响区域，存在水、气、油等涌入工作面的重大安全隐患。由于时间久远，废弃油井本身为裸眼井或者完成井因地层变形、油井套管锈蚀、腐蚀等原因，油井套管遭受破坏，油井中大量油气尤其是硫化氢等有毒有害气体逐渐通过废弃油井侵入煤系地层，对井下作业人员的身心健康及矿井安全生产带来严重危害。

硫化氢是油气田开采过程中的主要有毒有害气体，也是煤矿开采中的主要有毒有害气体。硫化氢具有剧毒性，其危害性比较大，尤其是对人体伤害极大。针对煤矿硫化氢灾害的严重威胁，国内外开展了对煤矿硫化氢灾害治理方面的研究，并且实现了对工作面采动期间硫化氢气体涌出的实时监控，但是无法在采掘前对硫化氢灾害危险性及危险区域进行判识，给矿井硫化氢灾害防治带来了较大的盲目性和被动性。如何提供一种有效可行的硫化氢灾害超前判识方法，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性综合判识方法，确定不同类型废弃油井硫化氢灾害的危险性及危险区域，解决采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性超前判识问题，提高灾害治理的针对性，从而有效避免临近废弃油井采掘工作面开采时因硫化氢涌出造成人员伤亡事故，为采煤区临近废弃油井影响区域硫化氢灾害预测评价及治理提供依据。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性综合判识方法，具体包括以下步骤：

S1：地面区域危险性判识，初步判识废弃油井硫化氢灾害的危险性；

首先，对废弃油井的完井资料进行调研分析，确定废弃油井完整情况；然后，对油井地面位置进行勘察，确定废弃油井损伤情况及损伤点位置；或者采集废弃油井内气体进行主要成分检测分析，确定完井内气体主要成分，初步判识废弃油井硫化氢灾害的危险性；

S2：井下局部危险性判识，确定危险区域；

对于地面区域危险性判识为对采煤区有危险的废弃油井，进一步采取井下钻探方法进行井下局部危险性判识并确定危险区域。

进一步，步骤S1中，初步判识废弃油井硫化氢灾害的危险性的结果包括：

1)若废弃油井为裸井，则进一步分析油井是否施工至含油层；若废弃油井已施工至含油层，判定该类油井内硫化氢对采煤区有危险；若废弃油井未施工至含油层，判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险；

2)若废弃油井为完成井(有套管)，则采用有关技术手段进一步探测油井是否有损伤以及损伤点位置(套管是否发生破损以及破损点位置)；若油井无损伤(未发生破损)，判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险；若油井有损伤且损伤点在煤系地层，则判定该类油井内硫化氢对采煤区有危险；若油井有损伤且损伤点在煤系地层以外，则判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险。

进一步，结果1)中，若废弃油井为裸井，通过查阅完井资料或采集废弃油井内气体来分析油井是否施工至含油层。

进一步，结果2)中，若废弃油井为完成井即有套管，则通过对油井地面位置进行勘察，探测油井是否有损伤以及损伤点位置。

进一步，步骤S2中，井下钻探方法为：在采煤区巷道掘进期间，通过在掘进巷道迎头或者巷帮施工钻场，沿工作面掘进方向以及油井中心位置方向同时施工定向长钻孔，钻孔每钻进20～30m设置一个采样点，并采样进行气体主要成分检测分析，根据检测结果判识掘进期间硫化氢危的险性；

根据检测结果，若气体主要成分无硫化氢，判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险；若气体主要成分有硫化氢，判定该类油井内硫化氢对采煤区有危险。

进一步，步骤S2中，危险区域的确定方法为：计算沿工作面掘进方向探测钻孔出现硫化氢气体的各采样点的起始点、终止点分别距油井中心的距离r

本发明的有益效果在于：

(1)目前尚无针对采煤区临近废弃油井影响区域的硫化氢灾害危险性超前判识方法，本发明提供的方法，为灾害预测评价奠定了基础。

(2)本发明能有效提高对采煤区废弃油井影响区域硫化氢灾害治理措施设计的针对性，避免灾害治理的盲目性、被动性，降低了煤矿开采安全风险程度。

(3)本发明通过区域和局部危险性超前判识，可以提前掌握不同废弃油井对采煤区的危险性，并初步确定可能的危险区域，为实现对不同废弃油井硫化氢灾害的分类管控、精益化治理提供了依据。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明综合判识方法的流程图；

图2为危险区域划定示意图，其中(a)为危险区域半径R＝r

附图标记：1-采煤区巷道，2-废弃油井，3-沿工作面掘进方向定向钻孔，4-沿油井中心方向定向钻孔，5-沿工作面掘进方向探测钻孔出现硫化氢气体的起始点，6-沿工作面掘进方向探测钻孔出现硫化氢气体的终止点，7-沿油井中心位置方向探测钻孔出现硫化氢气体的起始点。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图2，图1所示为一种采煤区废弃油井硫化氢灾害危险性综合判识方法，具体包括以下步骤：

S1：地面区域危险性判识，初步判识废弃油井硫化氢灾害的危险性；

首先，对废弃油井的完井资料进行调研分析，确定废弃油井完整情况；然后，对油井地面位置进行勘察，确定废弃油井损伤情况及损伤点位置；或者采集废弃油井内气体进行主要成分检测分析，确定完井内气体主要成分，初步判识废弃油井硫化氢灾害的危险性。

初步判识废弃油井硫化氢灾害的危险性的结果包括：

1)若废弃油井为裸井，通过查阅完井资料或采集废弃油井内气体分析油井是否施工至含油层；若废弃油井已施工至含油层，判定该类油井内硫化氢对采煤区有危险；若废弃油井未施工至含油层，判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险；

2)若废弃油井为完成井(有套管)，则通过对油井地面位置进行勘察，探测油井是否有损伤以及损伤点位置(套管是否发生破损以及破损点位置)；若油井无损伤(未发生破损)，判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险；若油井有损伤且损伤点在煤系地层，则判定该类油井内硫化氢对采煤区有危险；若油井有损伤且损伤点在煤系地层以外，则判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险。

S2：井下局部危险性判识，确定危险区域；

对于地面区域危险性判识为对采煤区有危险的废弃油井，进一步采取井下钻探方法进行井下局部危险性判识并确定危险区域。

井下钻探方法为：在采煤区巷道掘进期间，通过在掘进巷道迎头或者巷帮施工钻场，沿工作面掘进方向以及油井中心位置方向同时施工定向长钻孔，钻孔每钻进20～30m设置一个采样点，并采样进行气体主要成分检测分析，根据检测结果判识掘进期间硫化氢危的险性。根据检测结果，若气体主要成分无硫化氢，判定该类油井内硫化氢对采煤区无危险；若气体主要成分有硫化氢，判定该类油井内硫化氢对采煤区有危险。

危险区域的确定方法为：如图2所示，计算沿工作面掘进方向探测钻孔出现硫化氢气体的各采样点的起始点、终止点分别距油井中心的距离r

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。