[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

本發明公開了一種煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，它充分利用了微地震波的振幅和頻率衰減特性，它包括步驟1、放標定炮并布置檢波器，記錄信號；步驟2、提取信號振幅和質心頻率；步驟3、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。本發明的技術效果是：為煤礦井下水力壓裂中微地震有效監測距離提供了可靠數據，給施工過程中布置檢波器和移動檢波器提供了技術方案。本發明適用于煤礦井下水力壓裂微地震監測。

技術領域

本發明屬于應用地球物理技術領域，具體涉及一種煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法。

背景技術

微地震監測技術廣泛應用于石油、天然氣、頁巖氣、煤層氣、二氧化碳封存、采礦等地下工程，其主要目的是監測儲層改造的破裂和裂縫擴展行為。煤礦井下瓦斯無疑已經變成一種能源，是天然氣的重要組成部分。水力壓裂技術可有效增加煤層透氣性，促進瓦斯高效抽采。水力壓裂技術在煤礦井下的推廣，這需要在煤礦井下實施微地震監測。

目前，煤礦井下水力壓裂微地震監測多借鑒于油氣行業的鉆孔內安裝檢波器的方式，或是借鑒礦震監測的網格式檢波器布置方法。鉆孔內安裝檢波器的方式的缺點是：需要在礦井下另外打鉆孔，且檢波器無法回收。但在煤礦井下，該方式完全可以用已有巷道來替代，而不必另外打鉆孔。對于礦震中常用的網格式檢波器布置方法，因為礦震能量大，傳播距離遠，網格式檢波器布置方法用于監測礦震是可行的。但是，由于過分追求網格式使得檢波器距離震源點較遠，煤礦井下水力壓裂破裂所產生的微地震能量較小，傳播距離有限，該方法不適合井下水力壓裂微地震監測。

實施煤礦井下微地震監測之前通常要放標定炮，標定炮僅用于測量波速，沒有充分利用爆破產生微地震波的振幅和頻率衰減特性，導致實際監測過程中很多安放的檢波器無法監測到微地震信號，浪費了檢波器。在煤礦井下水力壓裂的微地震監測中，沒有一種實用的技術手段來確定的檢波器布置距離，給微地震監測的施工造成了困難和浪費。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明所要解決的技術問題就是提供一種煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，它能夠確定微地震有效監測距離，準確布置檢波器。

本發明的構思是：本發明通過繪制微地震波“振幅+頻率”衰減組合圖，再結合水力壓裂參數，確定有效微地震監測距離，實現檢波器的準確布置，在現有煤礦井下水力壓裂微地震監測施工過程中，指導處理如何確定檢波器距離、是否需要移動檢波器等技術問題。

本發明提供一種煤礦井下水力壓裂微地震有效監測距離的確定方法，它包括以下步驟：

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。

本發明與現有技術相比，具有以下的優點：

1、本發明充分利用了微地震波的振幅和頻率衰減特性，能準確確定煤礦井下水力壓裂中微地震的監測距離，為施工過程中布置檢波器和移動檢波器提供了數據。

2、本發明操作簡單，易于實施，適用于煤礦井下水力壓裂微地震監測。

附圖說明

本發明的附圖說明如下：

圖1是實施案例現場平面圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是微地震波“振幅+頻率”衰減組合圖；

圖4和圖5是確定有效監測距離的示意圖。