[發(fā)明專(zhuān)利]一種井下定向孔單頻諧波探測(cè)方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210457421.1
• 申請(qǐng)日: 2022-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114737963A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉磊;范濤;趙兆;張鵬;房哲;安又新;郭建磊;李宇騰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B49/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B49/00;G01R23/16
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王孝明

本發(fā)明提供了一種井下定向孔單頻諧波探測(cè)方法及其應(yīng)用，該方法在發(fā)射鉆孔進(jìn)行壓裂?注漿施工前后，分別進(jìn)行一次諧波信號(hào)采集；采用四倍頻率諧波算法，從采集到的數(shù)據(jù)中提取平均諧波信號(hào)振幅值；對(duì)平均諧波信號(hào)振幅值進(jìn)行處理后，獲得壓裂?注漿施工前后吸收衰減系數(shù)差值。利用壓裂?注漿施工前后吸收衰減系數(shù)差值，能夠間接推測(cè)出裂隙分布范圍和漿液擴(kuò)散范圍，根據(jù)裂隙分布范圍和漿液擴(kuò)散范圍，能夠獲知壓裂?注漿施工的效果。該方法采用四倍頻率諧波算法從采集到的數(shù)據(jù)中提取平均諧波信號(hào)振幅值，大大提高了信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)精度。將該方法用于注漿施工中或壓裂施工中，能夠?yàn)閮?yōu)化壓裂?注漿施工的工藝提供依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于透視探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及定向鉆孔中的探測(cè)，具體涉及一種井下定向孔單頻諧波探測(cè)方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

煤礦工作面開(kāi)采前，需要對(duì)工作面開(kāi)采過(guò)程中的安全隱患加以排除，水患災(zāi)害、瓦斯突出是對(duì)采煤工程最大的兩種威脅因素。隨著治理手段的提高，定向鉆在煤礦的運(yùn)用場(chǎng)合越來(lái)越多，定向鉆以其高效的進(jìn)尺和精準(zhǔn)的軌跡，在災(zāi)害治理中有著突出的優(yōu)勢(shì)。

目前，定向鉆的施工工藝包括煤層壓裂施工和底板注漿施工，即壓裂-注漿施工。該壓裂-注漿施工的工藝路線為：先將定向鉆作用于高瓦斯工作面，采用水力壓裂方式增加和擴(kuò)大煤層裂隙延伸范圍，能夠使得原本閉合裂隙重新打開(kāi)，擴(kuò)大原生裂隙的長(zhǎng)度和寬度，為煤層氣預(yù)抽提供更好的條件，提升煤層氣抽采效率，降低開(kāi)采時(shí)瓦斯?jié)舛?，保障回采安全。再采取底板注漿方式對(duì)煤層底板進(jìn)行加固，封堵原有裂隙，對(duì)導(dǎo)水通道和裂隙進(jìn)行注漿后，回采過(guò)程中，煤礦底板破碎導(dǎo)致突水的風(fēng)險(xiǎn)大大降低，充分保證了采掘安全。

目前定向鉆的壓裂-注漿施工的工藝成熟，壓裂-注漿技術(shù)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，但目前對(duì)于壓裂-注漿施工的效果還缺乏相應(yīng)的檢測(cè)手段。

諧波在不同介質(zhì)中的衰減速度存在較大差異，當(dāng)巖石中存在裂隙時(shí)，裂隙一般被水填充，諧波在水中的衰減速度大大增加，總體而言，裂隙的存在導(dǎo)致電磁波在傳播過(guò)程中衰減加快，當(dāng)采取注漿施工后，裂隙被水泥漿液填充，凝固后其電屬性與周?chē)鷰r石接近，諧波的衰減速度將大大減小；對(duì)于水力壓裂工程而言，巖石中增加裂隙并被水填充，諧波衰減速度增加。無(wú)論是注漿工程還是水力壓裂工程，施工前后，鉆孔之間的諧波衰減程度均有較大改變。由上述分析可知，采用諧波檢測(cè)壓裂-注漿施工的效果具有一定的可行性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種井下定向孔單頻諧波探測(cè)方法及其應(yīng)用，解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏壓裂-注漿施工的效果的檢測(cè)手段的技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種井下定向孔單頻諧波探測(cè)方法，在發(fā)射鉆孔進(jìn)行壓裂-注漿施工前后，分別進(jìn)行一次諧波信號(hào)采集；采用四倍頻率諧波算法，從采集到的數(shù)據(jù)中提取平均諧波信號(hào)振幅值；對(duì)所述的平均諧波信號(hào)振幅值進(jìn)行處理后，獲得壓裂-注漿施工前后吸收衰減系數(shù)差值。

本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

該方法具體包括如下步驟：

步驟一，沖洗定向鉆孔；

步驟二，確定發(fā)射鉆孔和接收鉆孔，設(shè)計(jì)發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)的位置；

步驟三，進(jìn)行施工前的諧波信號(hào)采集；

步驟3.1，進(jìn)行時(shí)間同步；

步驟3.2，進(jìn)行鉆桿鉆進(jìn)的諧波信號(hào)采集；

步驟3.3，進(jìn)行鉆桿退出的回移諧波信號(hào)采集；

步驟四，提取平均諧波信號(hào)振幅值

完成步驟三中的施工前的諧波信號(hào)采集后，采用四倍頻率諧波算法，從施工前的諧波信號(hào)數(shù)據(jù)中提取平均諧波信號(hào)振幅值