[发明专利]一种基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法

说明书

本发明公开了一种基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法，包括：确定水力压裂实施区域，在该区域布置水力压裂系统和震动传感器；在实施水力压裂前，监测煤体破裂过程产生的震动波信号，得到煤层水力压裂前的波速场；利用水力压裂系统对煤体进行水力压裂，并在此过程中连续监测煤体破裂过程产生的震动波信号，得到煤层水力压裂后的波速场；将煤层水力压裂后的波速场与水力压裂前的波速场进行比对，得到煤层水力压裂前后的波速变化量；根据煤层水力压裂前后的波速场变化情况，确定煤层区域水力消突影响范围。本发明降低了水力压裂影响范围的评价成本和评价时间，解决了现有技术测试点多、测试范围小的问题。

技术领域

本发明涉及煤层消突措施影响范围与实施效果评价技术领域，特别涉及一种基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加，地应力和瓦斯含量呈逐渐增大的趋势，突出危险性增强，严重威胁着煤炭资源的安全开采。

水力压裂是常用的卸压增透措施，对高应力低透气性煤层的消突具有较好的适用性。影响范围评价是水力压裂技术应用重要的环节，准确的评价可以优化压裂孔布置方案，提高水力压裂效果，并避免压裂盲区。

然而，目前对于水力压裂影响范围测试与评价主要是通过钻孔法进行的，评价范围较小，难以实现工作面甚至采区尺度的水力压裂影响范围的全面评价。

发明内容

本发明提供了一种基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法，以解决现有的水力压裂影响范围测试与评价方法评价范围较小，难以实现工作面甚至采区尺度的水力压裂影响范围的全面评价的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法，所述基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法包括：

确定水力压裂实施区域，在所述水力压裂实施区域内布置水力压裂系统和震动传感器；其中，所述震动传感器通过电缆与位于井上的微震监测主机相连接；

在实施水力压裂前，通过所述震动传感器和微震监测主机监测所述水力压裂实施区域内的煤体破裂过程产生的震动波信号，得到煤层水力压裂前的波速场；

利用所述水力压裂系统对所述水力压裂实施区域内的煤体进行水力压裂，并在水力压裂过程中，通过所述震动传感器和微震监测主机连续监测所述水力压裂实施区域内的煤体破裂过程产生的震动波信号，得到煤层水力压裂后的波速场；

将煤层水力压裂后的波速场与水力压裂前的波速场进行比对，得到所述水力压裂实施区域的煤层水力压裂前后的波速变化量；

基于所述波速变化量，根据预设的判别准则，实现对水力压裂影响范围的评价，得到评价结果；其中，所述预设的判别准则为：所述波速变化量小于零的区域为水力压裂有效作用区域，所述波速变化量越小的区域，卸压效果越好。

进一步地，所述确定水力压裂实施区域，在所述水力压裂实施区域内布置水力压裂系统和震动传感器，包括：

根据煤矿采掘接续计划，选择工作面或采区作为水力压裂实施区域；

在所述水力压裂实施区域的煤层中钻出压裂孔，在所述压裂孔附近的巷道内布置水力压裂系统；其中，所述水力压裂系统包括压力泵、储水容器以及压裂管，所述压裂管与煤体之间通过封孔器进行封孔；

在所述水力压裂实施区域的巷道内底板上均匀布置八枚震动传感器，并将各所述震动传感器分别通过电缆与位于井上的微震监测主机相连接。

进一步地，所述在实施水力压裂前，通过所述震动传感器和微震监测主机监测所述水力压裂实施区域内的煤体破裂过程产生的震动波信号，得到煤层水力压裂前的波速场，包括：