[發明專利]一種煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法

有效

• 申請號: 202010024613.4
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111257927B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李全貴;姜志忠;胡千庭;凌發平;吳燕清;許洋鋮;宋明洋;胡良平;張躍兵;劉樂
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/20;G01V1/16;G01V1/30
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 唐開平

1.一種煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1、放標定炮并布置檢波器，記錄信號；

步驟2、從每個檢波器所采集的標定炮微地震波形信號中，提取振幅和質心頻率；

步驟3、以檢波器與標定炮的距離x為橫坐標、振幅的平方A²為縱坐標，繪制振幅衰減曲線；

步驟4、繪制頻率等值線；

步驟5、確定微地震有效監測距離。

2.根據權利要求1所述的煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，其特征是，在步驟1中，放標定炮并布置檢波器包括以下步驟：

步驟11)、在預壓裂儲層附近的頂板巖層巷道選定標定炮放炮點；在底板巖層巷道等間距布置多個檢波器，各檢波器與放炮點的距離依次增大；

步驟12)、連接檢波器與微地震信號采集儀，連接微地震采集儀與計算機，打開微地震監測軟件進行試采集，確保信號采集工作正常；

步驟13)、依照正規放炮流程裝好標定炮，通過裝藥量計算爆炸能量E_b，確認放炮環境安全并實施放炮，記錄放炮時間，同時采集放炮微地震信號。

3.根據權利要求2所述的煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，其特征是，在步驟2中，對每個檢波器所采集的標定炮微地震波形信號，以波形信號峰值作為振幅；再利用快速傅里葉變換將時域波形信號轉化為頻域信號，對頻域信號積分后求平均值，所求的平均值作為質心頻率。

4.根據權利要求3所述的煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，其特征是，在步驟3中，繪制振幅衰減曲線包括以下步驟：

步驟31)、以檢波器與標定炮的距離x為橫坐標，以振幅的平方A²為縱坐標，將步驟2所提取的信號振幅數據標在x-A²坐標系上，得到各信號振幅數據點；步驟32)、利用公A²＝A_b²e^-x/q擬合步驟31)所述信號振幅數據點，得振幅衰減曲線Q，q為衰減系數；A_b²為擬合的標定炮初始振幅；計算標定炮爆炸能量E_b與A_b²的比值n＝E_b/A_b²。

5.根據權利要求4所述的煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，其特征是，在步驟4中，繪制頻率等值線是：連接坐標原點和各信號振幅數據點，并延長，得對應各信號的頻率等值線；由振幅衰減曲線Q和各信號的頻率等值線構成預壓裂儲層區域微地震波“振幅+頻率”衰減組合圖。

6.根據權利要求5所述的煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，其特征是，在步驟5中，確定微地震有效監測距離包括以下步驟：

步驟51)、計算儲層水力壓裂破裂能量E_HF：E_HF＝10qP_max,其中q為水力壓裂壓裂液注入流速，單位為m³/h，P_max為最大注水壓力，單位為MPa，E_HF的單位為J；

步驟52)、計算水力壓裂破裂微地震初始振幅A_HF²，A_HF²＝E_HF/n；

步驟53)、由微地震監測軟件確定最大背景噪音振幅，將最大背景噪音振幅設置為數據采集的振幅閾值Th；

步驟54)、查看所用檢波器頻響上限F_s；

步驟55)、在微地震波“振幅+頻率”衰減組合圖中，標出水力壓裂破裂微地震初始振幅A_HF²、數據采集的振幅閾值Th²和檢波器頻響上限F_s；

步驟56)、找出檢波器頻響上限F_s與振幅衰減曲線Q的焦點A,找出水力壓裂破裂微地震初始振幅A_HF²與振幅衰減曲線Q的焦點B,找出振幅閾值Th²與振幅衰減曲線Q的焦點C；

步驟57)、取x₁＝max(x_A，x_B)，其中，x_A為A點對應橫坐標，x_B為B點對應橫坐標，取C點對應橫軸坐標x₂，x₁與x₂之差就是預壓裂儲層區域的微地震有效監測距離。