[發明專利]一種主動源微震監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201810005291.1
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108226995B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王波;尹學林;楊正剛
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/28
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

1.一種主動源微震監測裝置，包括監測井Ⅰ（1）、壓裂井（2）、監測井Ⅱ（3），其特征在于：所述監測井Ⅰ（1）和監測井Ⅱ（3）分別設在壓裂井（2）的兩側，在監測井Ⅰ（1）的一側設有地震儀（4），監測井Ⅱ（3）的一側設有電火花儀（5）；所述監測井Ⅰ（1）與壓裂井（2）之間、壓裂井（2）與監測井Ⅱ（3）之間均設有地表檢波器（6），地表檢波器（6）通過監測連接電纜（9）與地震儀（4）連接；所述監測井Ⅰ（1）和監測井Ⅱ（3）內設有井下檢波器串（7），井下檢波器串（7）通過監測連接電纜（9）與地震儀（4）連接；所述電火花儀（5）上設有電火花電纜（10），電火花電纜（10）的一端連接有電火花探頭（11），電火花探頭（11）位于壓裂井（2）內；

該主動源微震監測裝置的檢測方法，包括以下步驟：

①準備設備：開挖監測井Ⅰ（1）、壓裂井（2）、監測井Ⅱ（3），準備壓裂車（14）、地震儀（4）、電火花儀（5）、接收檢波器、電火花探頭（11）和壓裂液注入管（13）；

②布置檢測系統：在監測井Ⅰ（1）和監測井Ⅱ（3）的一側分別布置地震儀（4）和電火花儀（5），壓裂井（2）內設置壓裂造縫區段（12），將電火花探頭（11）連接在電火花儀（5）上，把電火花探頭（11）放置在壓裂井（2）的壓裂造縫區段（12）處，并采用地表、井下、地表與井下聯系布置的3種方式，布置接收檢波器；地表的地表檢波器（6）呈環形布置在壓裂井（2）的周圍，形成環形層，間距環形層10~20m，再布置一個呈環形排列地表檢波器（6）的環形層，環形層不少于3層，井下的井下檢波器串（7）分別放置在監測井Ⅰ（1）和監測井Ⅱ（3）中，井下檢波器串（7）的高度與壓裂造縫區段（12）底邊的位置高度相等，地表檢波器（6）和井下檢波器串（7）均與地震儀（4）連接，形成地表與井下聯系布置；

③連接設備：地震儀（4）和電火花儀（5）之間用同步線（8）連接，電火花探頭（11）與電火花儀（5）之間用電火花電纜（10）連接，井下檢波器串（7）通過監測連接電纜（9）與地震儀（4）連接；

④進行模擬微震：用電火花儀（5）進行微震，分別進行由大到小的10個級別的模擬，并用地震儀（4）記錄地震波形，用地表檢波器（6）和井下檢波器串（7）記錄能量；

⑤進行壓裂施工：完成模擬后，將電火花儀（5）換為壓裂車（14），進行壓裂施工，使用壓裂液注入管（13）對壓裂造縫區段（12）的兩端進行壓裂封堵塞，在壓力施工進行加壓、穩壓和泄壓期間，地震儀（4）、地表檢波器（6）、井下檢波器串（7）保持連續檢測、采集；

⑥微震數據分析處理：把記錄下來的數據拷貝到計算機內，對地震波形進行濾波處理，通過波形互相關、初至時間對比方法，劃分識別微震事件，讀取每個微震事件在地震儀（4）上的縱橫波初至時間和振幅，采用同一微震事件到各個地表檢波器（6）、井下檢波器串（7）的縱橫波走時差，用反演公式進行最小微震源定位；

⑦確定每個微震事件的裂縫級別：剔除壓裂成縫范圍以外的微震事件，根據主動電火花震源率定的能量震級，確定每個微震事件的裂縫級別。

2.如權利要求1所述的主動源微震監測裝置，其特征在于：所述地表檢波器（6）為地表三分量檢波器，井下檢波器串（7）為井下三分量檢波器。

3.如權利要求1所述的主動源微震監測裝置，其特征在于：所述監測井Ⅰ（1）和監測井Ⅱ（3）分別等距設置在壓裂井（2）的兩側。

4.如權利要求1所述的主動源微震監測裝置，其特征在于：所述地震儀（4）的道數不少于72道。

5.如權利要求1所述的主動源微震監測裝置，其特征在于：所述地表檢波器（6）呈環形布置在距離壓裂井（2）的20cm處，形成環形層，間距環形層10~20m，再布置一個呈環形排列的地表檢波器（6）的環形層。