[发明专利]一种煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法

权利要求书

1.一种煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、放标定炮并布置检波器，记录信号；

步骤2、从每个检波器所采集的标定炮微地震波形信号中，提取振幅和质心频率；

步骤3、以检波器与标定炮的距离x为横坐标、振幅的平方A²为纵坐标，绘制振幅衰减曲线；

步骤4、绘制频率等值线；

步骤5、确定微地震有效监测距离。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，其特征是，在步骤1中，放标定炮并布置检波器包括以下步骤：

步骤11)、在预压裂储层附近的顶板岩层巷道选定标定炮放炮点；在底板岩层巷道等间距布置多个检波器，各检波器与放炮点的距离依次增大；

步骤12)、连接检波器与微地震信号采集仪，连接微地震采集仪与计算机，打开微地震监测软件进行试采集，确保信号采集工作正常；

步骤13)、依照正规放炮流程装好标定炮，通过装药量计算爆炸能量E_b，确认放炮环境安全并实施放炮，记录放炮时间，同时采集放炮微地震信号。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，其特征是，在步骤2中，对每个检波器所采集的标定炮微地震波形信号，以波形信号峰值作为振幅；再利用快速傅里叶变换将时域波形信号转化为频域信号，对频域信号积分后求平均值，所求的平均值作为质心频率。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，其特征是，在步骤3中，绘制振幅衰减曲线包括以下步骤：

步骤31)、以检波器与标定炮的距离x为横坐标，以振幅的平方A²为纵坐标，将步骤2所提取的信号振幅数据标在x-A²坐标系上，得到各信号振幅数据点；步骤32)、利用公A²＝A_b²e^-x/q拟合步骤31)所述信号振幅数据点，得振幅衰减曲线Q，q为衰减系数；A_b²为拟合的标定炮初始振幅；计算标定炮爆炸能量E_b与A_b²的比值n＝E_b/A_b²。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，其特征是，在步骤4中，绘制频率等值线是：连接坐标原点和各信号振幅数据点，并延长，得对应各信号的频率等值线；由振幅衰减曲线Q和各信号的频率等值线构成预压裂储层区域微地震波“振幅+频率”衰减组合图。

6.根据权利要求5所述的煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，其特征是，在步骤5中，确定微地震有效监测距离包括以下步骤：

步骤51)、计算储层水力压裂破裂能量E_HF：E_HF＝10qP_max,其中q为水力压裂压裂液注入流速，单位为m³/h，P_max为最大注水压力，单位为MPa，E_HF的单位为J；

步骤52)、计算水力压裂破裂微地震初始振幅A_HF²，A_HF²＝E_HF/n；

步骤53)、由微地震监测软件确定最大背景噪音振幅，将最大背景噪音振幅设置为数据采集的振幅阈值Th；

步骤54)、查看所用检波器频响上限F_s；

步骤55)、在微地震波“振幅+频率”衰减组合图中，标出水力压裂破裂微地震初始振幅A_HF²、数据采集的振幅阈值Th²和检波器频响上限F_s；

步骤56)、找出检波器频响上限F_s与振幅衰减曲线Q的焦点A,找出水力压裂破裂微地震初始振幅A_HF²与振幅衰减曲线Q的焦点B,找出振幅阈值Th²与振幅衰减曲线Q的焦点C；

步骤57)、取x₁＝max(x_A，x_B)，其中，x_A为A点对应横坐标，x_B为B点对应横坐标，取C点对应横轴坐标x₂，x₁与x₂之差就是预压裂储层区域的微地震有效监测距离。