[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

说明书

本发明公开了一种煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，它充分利用了微地震波的振幅和频率衰减特性，它包括步骤1、放标定炮并布置检波器，记录信号；步骤2、提取信号振幅和质心频率；步骤3、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。本发明的技术效果是：为煤矿井下水力压裂中微地震有效监测距离提供了可靠数据，给施工过程中布置检波器和移动检波器提供了技术方案。本发明适用于煤矿井下水力压裂微地震监测。

技术领域

本发明属于应用地球物理技术领域，具体涉及一种煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法。

背景技术

微地震监测技术广泛应用于石油、天然气、页岩气、煤层气、二氧化碳封存、采矿等地下工程，其主要目的是监测储层改造的破裂和裂缝扩展行为。煤矿井下瓦斯无疑已经变成一种能源，是天然气的重要组成部分。水力压裂技术可有效增加煤层透气性，促进瓦斯高效抽采。水力压裂技术在煤矿井下的推广，这需要在煤矿井下实施微地震监测。

目前，煤矿井下水力压裂微地震监测多借鉴于油气行业的钻孔内安装检波器的方式，或是借鉴矿震监测的网格式检波器布置方法。钻孔内安装检波器的方式的缺点是：需要在矿井下另外打钻孔，且检波器无法回收。但在煤矿井下，该方式完全可以用已有巷道来替代，而不必另外打钻孔。对于矿震中常用的网格式检波器布置方法，因为矿震能量大，传播距离远，网格式检波器布置方法用于监测矿震是可行的。但是，由于过分追求网格式使得检波器距离震源点较远，煤矿井下水力压裂破裂所产生的微地震能量较小，传播距离有限，该方法不适合井下水力压裂微地震监测。

实施煤矿井下微地震监测之前通常要放标定炮，标定炮仅用于测量波速，没有充分利用爆破产生微地震波的振幅和频率衰减特性，导致实际监测过程中很多安放的检波器无法监测到微地震信号，浪费了检波器。在煤矿井下水力压裂的微地震监测中，没有一种实用的技术手段来确定的检波器布置距离，给微地震监测的施工造成了困难和浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，它能够确定微地震有效监测距离，准确布置检波器。

本发明的构思是：本发明通过绘制微地震波“振幅+频率”衰减组合图，再结合水力压裂参数，确定有效微地震监测距离，实现检波器的准确布置，在现有煤矿井下水力压裂微地震监测施工过程中，指导处理如何确定检波器距离、是否需要移动检波器等技术问题。

本发明提供一种煤矿井下水力压裂微地震有效监测距离的确定方法，它包括以下步骤：

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。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1、本发明充分利用了微地震波的振幅和频率衰减特性，能准确确定煤矿井下水力压裂中微地震的监测距离，为施工过程中布置检波器和移动检波器提供了数据。

2、本发明操作简单，易于实施，适用于煤矿井下水力压裂微地震监测。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1是实施案例现场平面图；

图2是图1的右视图；

图3是微地震波“振幅+频率”衰减组合图；

图4和图5是确定有效监测距离的示意图。