[发明专利]一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法

权利要求书

1.一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、煤层气压裂过程准备

收集项目区内原有井资料，确定测试井选择原则；压裂工作准备包括压裂设备、辅助装置、压裂原材料、压裂管柱；

S2、微地震监测过程准备

微地震监测准备包括三分量检波器、微震数据采集仪、供电设备、无线传输设备；

S3、压裂作业

采用速钻桥塞分段压裂技术进行压裂作业，将水利泵送将电缆连接的快钻桥塞与射孔枪联作钻具下至预定位置，座封并释放桥塞后，上提多级射孔装置至射孔位置进行射孔，然后将钻具提至井口，采用大排量光套管注入压裂施工；重复上述步骤S3，完成多个层段的作业；

三分量检波器置于监测井靠近压裂井一侧，并用水泥封堵，保证三分量检波器与基岩耦合；

S4、有效事件提取及速度模型建立

压裂工作后，利用微地震信号振幅大持续时间短，噪声信号振幅小持续时间长的原理，设定长时窗和短时窗，分别计算长时窗和短时窗的平均能量，通过长时窗平均能量与短时窗平均能量之比，快速识别微地震事件；

利用采集到的P波数据、S波数据，建立初始速度模型，通过射孔信息对三分量检波器方向进行校正，从而对速度模型修正，确定微地震事件的空间位置；

S5、微地震事件检测

通过软件系统将微地震事件的空间展布、裂缝刻画及SRV体积计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：步骤S1中，测试井选取原则为：先选择压裂井，在压裂井5m范围内选取测试井；若是压裂井周围只有一个监测井，采取单井监测方式；若是压裂井周围有多个监测井，并且压裂井周围岩性无明显变化时，采取多井监测方式。

3.根据权利要求1所述的一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：微地震监测过程与煤层气压裂过程为同步进行。

4.根据权利要求1所述的一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：压裂作业过程在施工时，要避免同井交叉作业，同时在监测井1km范围内不允许有施工作业。

5.根据权利要求1所述的一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：步骤S2中，三分量检波器的特点包括采样率大于1000SPS，可采集的震级下限大于-3级，可采集信号频带宽度为1-150HZ，灵敏度大于100V/m/s；微震数据采集仪分辨率为40A/D；供电设备用于对微震数据采集仪和无线传输设备供电。

6.根据权利要求1所述的一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：步骤S2中，所述三分量检波器的设置深度与压裂目的层的深度相同。

7.根据权利要求1所述的一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：步骤S4中，长时窗能量平均能量计算如下：

其中，X(i)(i＝1,2,3…N)表示长时窗内数据，N表示长时窗样本数；

短时窗平均能量计算公式如下：

其中，Y(i)(i＝1,2,3…M)表示长时窗内数据，M表示长时窗样本数；

8.根据权利要求1所述的一种基于微地震井中监测的煤层气压裂监测方法，其特征在于：步骤S4中，若是对微地震事件精度要求较低，则可以仅通过P波数据建立速度模型，具体方法如下：

其中，t₁,t₂…t_n分别为检波器记录到微震的时间，t₀为发震时刻，v_p为p波速度，(x₁,y₁)(x₂,y₂)(x_n,y_n)分别为检波器坐标，z为地震源深度；

若是对微地震事件精度要求较高，则通过P波数据和S波数据进行分析，选取压裂时产生能量大的事件，通过滤波处理自动拾取P波、S波初至，利用P波的极化信息，P波、S波的时差联合确定微地震事件的位置；微地震震源位置与三分量检波器之间的距离如下：

其中，x_mq,y_mq,z_mq分别为微地震震源位置的坐标，x_pn,y_pn,z_pn分别为三分量检波器的坐标；

在检波器处接收到的P波、S波时差ΔT_mn，计算如下：

ΔT_mn＝d_mn/v_s-d_mn/v_p

其中，Vs,Vp分别为S波和P波的平均速度，整理后如下：