[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

本發明公開了一種基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法，包括壓裂鉆孔和定向壓裂裂隙軌跡；還包括如下步驟：步驟一，模擬出輔助圓弧；步驟二，模擬出輔助直線；步驟三，壓裂鉆孔中心線以一定角度間隔的旋轉，與輔助圓弧形成輔助圓交點；步驟四，壓裂鉆孔孔口與輔助圓交點相連，構成窺視鉆孔的鉆孔路徑，且鉆孔路徑分別與輔助直線相交；步驟五，形成窺視孔；步驟六，對裂隙發育效果進行標準評價。優勢在于，通過本發明中記載的方法，可以有效的解決目前水力壓裂軌跡評價中存在的問題，同時本方法成本低廉，檢測效率高；同時，相比較傳統的檢測手段具有直接觀測軌跡的優點。

技術領域

本發明涉及水力壓裂領域，具體涉及一種基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法。

背景技術

定向水力壓裂技術是指在鉆孔內預先開槽，利用高壓水致裂巖層、產生定向裂縫的方法。近年來，我國煤礦生產大力發展定向水力壓裂技術，在堅硬巖層切頂卸壓、沖擊地壓預防、瓦斯增透等方向應用廣泛。

煤礦井下定向水力壓裂技術主要用于工作面的回采巷道、開切眼、回撤通道的頂板定向預裂。施工流程包含打孔、切槽、壓裂等，施工技術已經較為成熟。用于評價壓裂效果的方法包括應力測量法、微震監測法等，可以反映壓裂范圍和壓裂后應力變化規律。但這些監測系統設備組成復雜，監測設備易被擾動，無法識別信號源是否來自水力壓裂，造成監測精度不高、無法直接觀測水力壓裂軌跡等難題。基于此，本發明提供一種基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡評價方法，成本低廉、易于操作，且能直觀的觀測水力壓裂軌跡擴展范圍。

發明內容

為了解決目前水力壓裂軌跡檢測困難等問題，本發明提供一種基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種基于鉆孔窺視儀的水力壓裂軌跡確定方法，包括：

預先根據設計方案在煤層的巷道施工壓裂鉆孔，以及通過對壓裂鉆孔的切槽、封孔、壓裂等定向水力壓裂步驟，形成定向壓裂裂隙軌跡，壓裂鉆孔的壓裂鉆孔中心線與水平面的夾角α，壓裂鉆孔內的定向切槽點距離壓裂鉆孔孔口的長度L；

還包括如下步驟：

步驟一，以壓裂鉆孔孔口為中心，模擬出半徑為1.2L的輔助圓弧；

步驟二，在壓裂鉆孔內的定向切槽點上模擬出與壓裂鉆孔中心線垂直的輔助直線；

步驟三，在輔助直線上方的壓裂巖層內，壓裂鉆孔中心線以角度θ間隔的旋轉，且與輔助圓弧相交構成第一輔助圓交點、第二輔助圓交點、第三輔助圓交點和第四輔助圓交點；

步驟四，壓裂鉆孔孔口分別與第一輔助圓交點、第二輔助圓交點、第三輔助圓交點和第四輔助圓交點相連，構成第一窺視鉆孔、第二窺視鉆孔、第三窺視鉆孔和第四窺視鉆孔的鉆孔路徑，且鉆孔路徑分別與輔助直線相交于第一輔助線交點、第二輔助線交點、第三輔助線交點和第四輔助線交點；

步驟五，對第一窺視鉆孔、第二窺視鉆孔、第三窺視鉆孔和第四窺視鉆孔分別進行鉆孔施工，形成窺視孔；

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

再對第三窺視鉆孔和第四窺視鉆孔的裂隙發育進行觀測，并根據標準評價。

進一步地，所述角度θ等于或小于壓裂鉆孔中心線與水平面的夾角α的1/3。

進一步地，所述窺視鉆孔之間的施工間隔是0.3～0.5m。

進一步地，步驟六所述評價標準包括：

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