一种煤炭地下气化过程中涌水量预测方法、装置及设备与流程

本技术涉及煤炭地下气化，具体而言，涉及一种煤炭地下气化过程中涌水量预测方法、装置及设备。

背景技术：

1、钻井涌水量的精确计算与煤矿安全生产关系重大，一直以来，钻井涌水量的计算倍受各大煤矿的重视。由于气化采煤生产工艺的复杂性，生产部门对地下建设情况的可控性不高，加之气化区水文地质参数难于准确确定，使地下气化生产过程中的涌水量计算成为一个十分复杂的问题。

2、目前，一般通过大井法、比拟法以及灰色系统法等方法预测涌水量，但是大井法忽略了顶板忽略了顶板和周围地层的复杂性，不能很好地适应非稳定流的情况，且假设条件与实际工况可能存在较大差异；比拟法依赖于相似钻井的涌水量数据，如果地质条件差异较大则预测结果不可靠；灰色系统法预测精度受限于数据的数量和质量。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种煤炭地下气化过程中涌水量预测方法、装置及设备，用以解决了现有技术存在的上述问题，可准确的预测煤炭地下气化过程中的涌水量。

2、第一方面，提供了一种煤炭地下气化过程中涌水量预测方法，该方法可以包括：

3、获取预先构建的煤炭地下气化生产钻井的二维地质模型，以及目标区域的水文地质概念模型和地层分析数据；其中，所述目标区域为由煤炭地下气化生产钻井以及所述煤炭地下气化生产钻井周围区域组成的区域；

4、对所述二维地质模型进行应力位移模拟，得到应力位移模拟结果；

5、对所述应力位移模拟结果进行分析，得到第一地质参数；

6、基于所述第一地质参数和地层分析数据，确定第二地质参数；

7、利用所述第一地质参数和所述第二地质参数，对所述水文地质概念模型进行优化，得到优化后的水文地质概念模型；

8、基于配置的参数对所述优化后的水文地质概念模型进行地下水渗流场模拟分析，得到煤炭地下气化生产钻井的涌水量预测结果。

9、在一个可选的实现中，所述二维地质模型的构建方法，包括：

10、在所述煤炭地下气化生产钻井所在区域选取一口井为标准井；

11、获取所述煤炭地下气化生产钻井的岩性柱状图和纵波时差曲线，以及所述标准井的横波时差曲线和纵波时差曲线；

12、基于所述煤炭地下气化生产钻井的纵波时差曲线、所述标准井的横波时差曲线以及纵波时差曲线进行横波预测，得到所述煤炭地下气化生产钻井的横波时差曲线；

13、基于所述煤炭地下气化生产钻井的横波时差曲线和纵波时差曲线，确定所述煤炭地下气化生产钻井的动态岩石力学参数；

14、对所述动态岩石力学参数进行动静参数转换，得到所述煤炭地下气化生产钻井的静态岩石力学参数；

15、基于所述岩性柱状图和所述静态岩石力学参数，构建所述煤炭地下气化生产钻井的二维地质模型。

16、在一个可选的实现中，对所述应力位移模拟结果进行分析，得到第一地质参数，包括：

17、对所述应力位移模拟结果进行分析，得到导水裂隙带的发育高度和变形区域的形状；

18、将所述导水裂隙带的发育高度和所述变形区域的形状，作为第一地质参数。

19、在一个可选的实现中，所述地层分析数据包括：目标区域的含水层的渗透系数、总水头高度、沉积相平面图、隔水边界以及渗透性边界。

20、在一个可选的实现中，基于所述第一地质参数和地层分析数据，确定第二地质参数，包括：

21、基于所述沉积相平面图，对所述目标区域的渗透系数进行分区，得到纵向渗透系数和横向渗透系数；

22、基于所述第一地质参数，对所述纵向渗透系数进行修正，得到修正后的纵向渗透系数；

23、基于所述沉积相平面图，确定所述目标区域的边界条件；

24、基于所述总水头高度和所述修正后的纵向渗透系数，确定目标区域的汇源项；

25、将所述边界条件和所述汇源项，确定为所述目标区域的第二地质参数。

26、在一个可选的实现中，所述水文地质概念模型的构建方法，包括：

27、获取所述目标区域的含水层特征、隔水层特征以及目标区域的地质构造特征；

28、基于所述含水层特征、隔水层特征以及目标区域的地质构造特征，构建得到目标区域的水文地质概念模型。

29、在一个可选的实现中，所述配置的参数包括：多个抽水量；

30、基于配置的参数，对所述优化后的水文地质概念模型进行地下水渗流场模拟分析，包括：

31、针对任一抽水量，基于所述抽水量对所述优化后的水文地质概念模型进行地下水渗流场模拟分析，得到所述抽水量对应的目标区域的水位；

32、若任一抽水量对应的目标区域的水位低于所述目标区域的含水层的底板，则将所述抽水量作为煤炭地下气化生产钻井的涌水量预测结果。

33、第二方面，提供了一种煤炭地下气化过程中涌水量预测装置，该装置可以包括：

34、获取单元，用于获取预先构建的煤炭地下气化生产钻井的二维地质模型，以及目标区域的水文地质概念模型和地层分析数据；其中，所述目标区域为由煤炭地下气化生产钻井以及所述煤炭地下气化生产钻井周围区域组成的区域；

35、模拟单元，用于对所述二维地质模型进行应力位移模拟，得到应力位移模拟结果；

36、分析单元，用于对所述应力位移模拟结果进行分析，得到第一地质参数；基于所述第一地质参数和地层分析数据，确定第二地质参数；

37、优化单元，用于利用所述第一地质参数和所述第二地质参数，对所述水文地质概念模型进行优化，得到优化后的水文地质概念模型；

38、预测单元，用于基于配置的参数对所述优化后的水文地质概念模型进行地下水渗流场模拟分析，得到煤炭地下气化生产钻井的涌水量预测结果。

39、第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

40、存储器，用于存放计算机程序；

41、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。

42、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。

43、本技术通过构建地质模型与水文地质概念模型，并分别进行应力位移模拟和地下水渗流场模拟，从而快速且准确的预测煤炭地下气化过程中的涌水量。

44、本技术采用基于comsol的数值模拟方法对不同燃烧时长下的导水裂隙带发育高度，最终确定导水裂隙带发育最大高度以及变形区域的形状，并基于此精准调整目标区域的水文地质概念模型的纵向渗透系数分区；根据地层分析数据以及沉积相数据，确定水文地质概念模型的边界条件及汇源项，并基于水文地质概念模型进行地下水渗流场模拟，准确预测煤炭地下气化过程涌水量；并基于预测结果判断涌水量是否会影响煤炭地下气化过程，基于判断结果与预测结果进行精准的煤炭地下气化控制，提高煤炭地下气化过程的稳定性和安全性。