[發明專利]一種基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法

有效

• 申請號: 202010150233.5
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111322049B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王襄禹;張飛騰;伊文港;柏建彪;吳文達;王共元
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B7/04;E21B47/002;E21B49/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 陸志斌

1.一種基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法，其特征在于：包括，

預先根據設計方案在煤層的巷道施工壓裂鉆孔(1)，以及通過對壓裂鉆孔(1)的切槽、封孔和定向水力壓裂形成定向壓裂裂隙軌跡(4)；壓裂鉆孔(1)的壓裂鉆孔中心線(2)與水平面的夾角α；壓裂鉆孔(1)內的定向切槽點(3)距離壓裂鉆孔孔口(5)的長度L；

還包括如下步驟：

步驟一，以壓裂鉆孔孔口(5)為中心，模擬出半徑為1.2L的輔助圓弧(6)；

步驟二，在壓裂鉆孔(1)內的定向切槽點(3)上模擬出與壓裂鉆孔中心線(2)垂直的輔助直線(7)；

步驟三，在輔助直線(7)上方的壓裂巖層內，壓裂鉆孔中心線(2)以角度θ間隔旋轉，且與輔助圓弧(6)相交構成第一輔助圓交點(C1)、第二輔助圓交點(C2)、第三輔助圓交點(C3)和第四輔助圓交點(C4)；

步驟四，壓裂鉆孔孔口(5)分別與第一輔助圓交點(C1)、第二輔助圓交點(C2)、第三輔助圓交點(C3)和第四輔助圓交點(C4)相連，構成第一窺視鉆孔(K1)、第二窺視鉆孔(K2)、第三窺視鉆孔(K3)和第四窺視鉆孔(K4)的鉆孔路徑，且鉆孔路徑分別與輔助直線(7)相交于第一輔助線交點(N1)、第二輔助線交點(N2)、第三輔助線交點(N3)和第四輔助線交點(N4)；

步驟五，對第一窺視鉆孔(K1)、第二窺視鉆孔(K2)、第三窺視鉆孔(K3)和第四窺視鉆孔(K4)分別進行鉆孔施工，形成窺視孔；

步驟六，利用鉆孔窺視儀依次對第一窺視鉆孔(K1)和第二窺視鉆孔(K2)的裂隙發育進行觀測，并根據標準評價；

再對第三窺視鉆孔(K3)和第四窺視鉆孔(K4)的裂隙發育進行觀測，并根據標準評價。

2.根據權利要求1所述的基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法，其特征在于：所述角度θ等于或小于壓裂鉆孔中心線(2)與水平面的夾角α的1/3。

3.根據權利要求1所述的基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法，其特征在于：所述窺視鉆孔之間的施工間隔是0.3～0.5m。

4.根據權利要求1所述的基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法，其特征在于：步驟六所述評價的標準包括：

分析第一輔助線交點(N1)、第二輔助線交點(N2)沿著相應窺視孔軸向前后0.3m處是否有水力裂隙；

若第一窺視鉆孔(K1)和第二窺視鉆孔(K2)孔內無裂隙發育，評價結果是：定向水力壓裂無效果，軌跡擴展范圍很小；

若第一窺視鉆孔(K1)和第二窺視鉆孔(K2)僅有一個孔內有裂隙發育或是裂隙呈非對稱分布，評價結果是：定向水力壓裂效果差，軌跡擴展范圍較小；

若裂隙呈對稱分布，則定向水力壓裂有效果，需要進一步分析距離壓裂鉆孔孔口較遠的第三輔助線交點(N3)和第四輔助線交點(N4)沿著相應窺視孔軸向前后前后0.5m處是否有水力裂隙發育；

若第三窺視鉆孔(K3)和第四窺視鉆孔(K4)兩孔內相應位置均無裂隙發育，評價結果是：定向水力壓裂效果一般，軌跡擴展范圍適中；

若第三窺視鉆孔(K3)和第四窺視鉆孔(K4)僅有一個孔內相應位置存在裂隙發育，評價結果是：定向水力壓裂效果較好，軌跡擴展范圍較大；

若第三窺視鉆孔(K3)和第四窺視鉆孔(K4)兩個孔內相應位置均存在裂隙發育，評價結果是：定向水力壓裂效果很好，軌跡貫穿壓裂巖層，能夠有效實現定向壓裂。