煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法技术

本发明专利技术涉及矿山压力及岩层控制技术领域，尤其涉及一种煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，包括步骤一、布置压裂孔；在布置好的压裂孔周围布置多个监测孔，在监测孔内分别布置若干拾震器；多个监测孔在同一平面的投影呈环形排列；步骤二、将所有的拾震器的信号线接入同一个监测站；步骤三、进行压裂作业，在每一压裂孔的压裂过程中采集微震信息；步骤四、基于微震信息反演围岩中每个微震事件的空间位置。使用本发明专利技术提供的煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，可以获取水力压裂钻孔周围的微震信息，从而能够得到水力压裂作业过程中的微震事件的分布规律，进而获得压裂裂缝扩展规律。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法
本专利技术涉及矿山压力及岩层控制
，尤其涉及一种煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法。
技术介绍
水力压裂技术最先应用于油气开采领域，用来改造油气储层性质，已经逐步成为油气田开发的一项重要技术手段。水力压裂的裂缝的扩展受应力环境、原生裂缝、岩层结构、压裂参数等诸多因素的影响，其扩展规律无法通过理论计算或数值模拟计算等方式来准确获得。因此，很多情况下水力压裂的实际作业效果和岩层的控制效果无法显现，并难以找到影响原因。近年来，煤矿开采领域引入了水力压裂技术，来解决生产中遇到的难题。由于水力压裂技术的安全性和便捷性，目前煤矿井下正越来越多地使用水力压裂技术进行坚硬顶板的预裂和弱化。井下水力压裂主要作业地点在巷道中，通过向顶板中打设垂向或斜向上的钻孔并在孔内进行压裂作业来实现对顶板的压裂和整体结构及强度的弱化。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本专利技术提供一种煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，包括：步骤一、布置压裂孔；在布置好的压裂孔周围布置多个监测孔，在监测孔内分别布置若干拾震器；多个监测孔在同一平面的投影呈环形排列；步骤二、将所有的拾震器的信号线接入同一个监测站，以保证数据的时间同步；步骤三、进行压裂作业，在每一压裂孔的压裂过程中采集微震信息；步骤四、根据所述微震信息反演围岩中每个微震事件的空间位置。在一个实施例中，所述步骤一还包括在所述在布置好的压裂孔周围布置多个监测孔之前，根据压裂孔的深度和监测密度确定监测孔的深度、数量以及每个监测孔中的拾震器的数量和间距。在一个实施例中，在每个压裂孔周围布置5至6个监测孔，每个监测孔内布置1个拾震器。在一个实施例中，在每个压裂孔周围布置3至4个监测孔，每个监测孔内布置2至3个拾震器。在一个实施例中，所述步骤二还包括采用定点爆破的方式确定岩层的波速。在一个实施例中，所述微震监测方法采用的拾震器为磁电式速度传感器。在一个实施例中，所述微震信息包括不同位置的拾震器监测到的微震波的时间差。在一个实施例中，所述步骤三包括在每一压裂孔的单次压裂过程中采集微震信息。在一个实施例中，所述步骤四包括分析每一压裂孔的单次压裂的过程中采集的微震信息，并分析多个单次压裂之间的相互影响。本专利技术的有益效果是：使用本专利技术提供的煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，可以获取水力压裂钻孔周围的微震信息，从而能够得到水力压裂作业过程中的微震事件的分布规律，进而获得压裂裂缝扩展规律；本专利技术提供的煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法可为煤矿井下水力压裂的参数设计和施工工艺的确定提供依据，还可以作为常规监测手段评价压裂作业的效果和岩层控制效果。附图说明图1是现有技术中压裂孔的纵向剖面图；图2是现有技术中压裂孔的横向剖面图；图3是本专利技术实施例的监测孔的第一个水平投影图；图4是本专利技术实施例的监测孔的第一个纵向剖面图；图5是本专利技术实施例的监测孔的第二个纵向剖面图；图6是本专利技术实施例的监测孔的第三个纵向剖面图；图7是本专利技术实施例的监测孔的第二个水平投影图；图8是本专利技术实施例的监测孔的第四个纵向剖面图；图9是本专利技术实施例的监测孔的第五个纵向剖面图；附图标记说明：1、压裂孔；2、监测孔；3、拾震器；4、顶板；5、工作面；6、巷道；7、煤层。具体实施方式为使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利技术实施例和简化描述，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，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。为了获得压裂过程中裂缝的位置、方位、尺寸等信息，本专利技术采用微震监测系统来进行压裂过程监测。微震监测系统是指通过监测岩体破裂产生的震动或其他物体的震动，对监测对象的破坏状况、安全状况等做出评价，从而为预报和控制灾害提供依据的成套设备。在煤矿开采领域，在井下巷道内施工的直孔水力压裂，单孔水力压裂的流量小、压力小、压裂作用范围小，需要由下向上进行布置监测，监测的成本也需要严格控制。针对水力压裂作用下裂缝的扩展，本专利技术提出了一种煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，以解决围岩中的裂缝扩展情况难以测量和评估的问题，以提高水力压裂工艺参数布置的科学性，提高水力压裂的施工效率。本专利技术提供的煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，包括：步骤一、布置压裂孔1；在布置好的压裂孔1周围环向布置多个与压裂孔呈角度的监测孔2，在监测孔2内分别布置若干拾震器3；多个监测孔2在同一平面的投影呈环形间隔排列；步骤二、将监测孔2中所有拾震器3的信号线接入同一个监测站，以保证数据的时间绝对同步性；步骤三、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，其特征在于，包括：/n步骤一、布置压裂孔；在布置好的压裂孔周围布置多个监测孔，在监测孔内分别布置若干拾震器；多个监测孔在同一平面的投影呈环形排列；/n步骤二、将所有的拾震器的信号线接入同一个监测站，以保证数据的时间同步；/n步骤三、进行压裂作业，在每一压裂孔的压裂过程中采集微震信息；/n步骤四、根据所述微震信息反演围岩中每个微震事件的空间位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，其特征在于，包括：
步骤一、布置压裂孔；在布置好的压裂孔周围布置多个监测孔，在监测孔内分别布置若干拾震器；多个监测孔在同一平面的投影呈环形排列；
步骤二、将所有的拾震器的信号线接入同一个监测站，以保证数据的时间同步；
步骤三、进行压裂作业，在每一压裂孔的压裂过程中采集微震信息；
步骤四、根据所述微震信息反演围岩中每个微震事件的空间位置。


2.根据权利要求1所述的煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，其特征在于，所述步骤一还包括在所述在布置好的压裂孔周围布置多个监测孔之前，根据压裂孔的深度和监测密度确定监测孔的深度、数量以及每个监测孔中的拾震器的数量和间距。


3.根据权利要求1所述的煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震监测方法，其特征在于，在每个压裂孔周围布置5至6个监测孔，每个监测孔内布置1个拾震器。


4.根据权利要求1所述的煤矿井下水力压裂裂缝扩展规律的微震...

【专利技术属性】
技术研发人员：林健，褚晓威，李文洲，孟宪志，石垚，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11