一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，通過(guò)分別觀測(cè)和研究氣相壓裂孔在打鉆時(shí)、壓裂時(shí)和自然排放時(shí)擾動(dòng)記錄孔的壓力波動(dòng)變化、封孔一段時(shí)間后擾動(dòng)記錄孔的壓力波動(dòng)變化、對(duì)壓裂孔進(jìn)行注氮測(cè)壓時(shí)擾動(dòng)記錄孔的壓力波動(dòng)變化和壓裂孔的滲透率變化，來(lái)消除其它因素的影響，從而測(cè)試分析出氣相壓裂擾動(dòng)的范圍。該方法能有效測(cè)得氣相壓裂擾動(dòng)范圍，為壓裂孔間距布置和壓裂孔數(shù)量等提供可靠依據(jù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，屬于煤炭開(kāi)采【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前井下瓦斯抽采主要是順層瓦斯抽采技術(shù)，這在降低煤層瓦斯含量，防治煤與瓦斯突出中發(fā)揮著重要作用。本煤層瓦斯抽采鉆孔的布置主要由抽采半徑來(lái)決定，氣相壓裂可以有效增加煤層透氣性，擴(kuò)大鉆孔的抽采半徑，縮短預(yù)抽時(shí)間。氣相壓裂擾動(dòng)范圍的確定對(duì)于瓦斯抽采工作起著至關(guān)重要的作用。擾動(dòng)范圍確定過(guò)大，抽采鉆孔之間會(huì)形成空白帶，抽采難以達(dá)標(biāo)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患；擾動(dòng)范圍確定過(guò)小，壓裂鉆孔布置密集，增大了鉆孔施工量，增加了不必要的成本。
[0003]但目前尚沒(méi)有關(guān)于準(zhǔn)確分析計(jì)算氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，由于煤的各向異性，簡(jiǎn)單的在相同的開(kāi)孔高度測(cè)試擾動(dòng)范圍并不精確。在巷幫上部也布置擾動(dòng)記錄孔。最后以巷幫上部，被壓裂孔有效擾動(dòng)的，處于最邊緣的擾動(dòng)記錄孔與壓裂孔在煤層傾向方向上的投影距離作為擾動(dòng)范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，其特征在于，該方法具有以下步驟:
[0005](I)、在需要?dú)庀鄩毫褏^(qū)域的巷道煤壁上，圍繞壓裂孔布置4個(gè)沿煤層走向向上偏2度的擾動(dòng)記錄孔Sp S2、S3、S4,孔S1為在距巷幫上部0.5m處，距壓裂孔位置左側(cè)6m處開(kāi)的孔，孔S2的開(kāi)孔高度為1.5m,位于壓裂孔左側(cè)3m處，孔S3為在距巷幫上部0.5m處，距壓裂孔位置右側(cè)3m處開(kāi)的孔，孔S4的開(kāi)孔高度1.5m,位于壓裂孔右側(cè)6m處；
[0006](2)、用4分管下到擾動(dòng)記錄孔內(nèi)40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安裝電子壓力計(jì)和壓力表，并記錄時(shí)刻；
[0007](3)、施工壓裂孔Stl,并記錄打孔時(shí)刻及退鉆時(shí)刻；
[0008](4)、對(duì)壓裂孔進(jìn)行壓裂，記錄壓裂時(shí)刻、壓裂桿數(shù)及爆破壓力，解封時(shí)記錄時(shí)刻，并將壓裂孔自然放置24h;
[0009](5)、用4分管下到壓裂孔內(nèi)40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安裝電子壓力計(jì)及壓力表，并記錄時(shí)刻；
[0010]￠)、待壓裂孔壓力穩(wěn)定后，拆下壓力表，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入，穩(wěn)定、慢速、持續(xù)注入一定時(shí)間，然后停止注入，記錄施工工序?qū)?yīng)的時(shí)刻；
[0011](7)、待S。壓力穩(wěn)定24h后，拆除孔Sc^SrSySrS4的壓力表及電子壓力計(jì),用電子壓力計(jì)配套軟件讀取分析數(shù)據(jù)，由壓力恢復(fù)曲線可以直觀的讀取壓裂后煤層瓦斯壓力變化情況，分析壓降曲線數(shù)據(jù)可以計(jì)算出壓裂后煤層的滲透率；
[0012](8)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析:若擾動(dòng)范圍在3-6m之間，則在該區(qū)域不受影響的巷道煤壁上另外布置鉆孔，對(duì)應(yīng)為Stl' ,S1' ,S2' ,S3'、S4'，鉆孔開(kāi)孔高度和相對(duì)位置不變，S1' ,S2'、S3'、S4'相對(duì)S。'距離分別為5m、4m、4m、5m，再依次進(jìn)行步驟⑴、⑵、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作業(yè)；
[0013]若擾動(dòng)范圍在0-3米之間，則S1'、S2'、S3'、S4'相對(duì)S0'距離分別為2m、lm、lm、2m，再依次進(jìn)行步驟(I)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作業(yè)，最后得出較為準(zhǔn)確的擾動(dòng)范圍。
[0014]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的步驟￠)中，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入時(shí)，注入氣體的壓力為 IMPa。
[0015]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述的步驟￠)中，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入時(shí)，注入氣體的持續(xù)時(shí)間為8h。
[0016]本發(fā)明提供的一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，在需要?dú)庀鄩毫褏^(qū)域的巷道煤壁上，圍繞氣相壓裂孔布置4個(gè)擾動(dòng)記錄孔，考慮到煤的各向異性，其中在煤層傾向上，與氣相壓裂孔開(kāi)孔高度相同，左右兩側(cè)相距為3m和6m布置兩個(gè)擾動(dòng)記錄孔，在巷幫上部開(kāi)孔，距離氣相壓裂孔為3m和6m布置在左右兩側(cè)，利用逼近法，擾動(dòng)范圍的左右區(qū)間各減lm，再布置鉆孔，最后以巷幫上部，被壓裂孔有效擾動(dòng)的，邊緣擾動(dòng)記錄孔與壓裂孔在煤層傾向方向上的距離作為擾動(dòng)范圍，本發(fā)明適用于測(cè)試井下煤層氣相壓裂擾動(dòng)范圍，該方法有效測(cè)得氣相壓裂擾動(dòng)范圍，為壓裂孔間距和壓裂孔數(shù)量布置等提供可靠依據(jù)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法的平面圖；
[0018]圖2是該準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法的剖面圖；
[0019]圖3是該準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法中的逼近法平面圖一；
[0020]圖4是該準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法中的逼近法平面圖二 ；
[0021]圖5是確定擾動(dòng)范圍平面圖；
[0022]圖中=Stl氣相壓裂孔，S1, S2, S3> S4為擾動(dòng)記錄孔，a巷幫
[0023]b封孔段，c煤層，d邊緣擾動(dòng)記錄孔，S擾動(dòng)范圍

【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，該方法具有以下步驟:
[0025](I)、在需要?dú)庀鄩毫褏^(qū)域的巷道煤壁上，圍繞壓裂孔布置4個(gè)沿煤層走向向上偏2度的擾動(dòng)記錄孔Sp S2、S3、S4,孔SI為在距巷幫上部0.5m處，距壓裂孔位置左側(cè)6m處開(kāi)的孔，孔S2的開(kāi)孔高度為1.5m,位于壓裂孔左側(cè)3m處，孔S3為在距巷幫上部0.5m處，距壓裂孔位置右側(cè)3m處開(kāi)的孔，孔S4的開(kāi)孔高度1.5m,位于壓裂孔右側(cè)6m處；
[0026](2)、用4分管下到擾動(dòng)記錄孔內(nèi)40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安裝電子壓力計(jì)和壓力表，并記錄時(shí)刻；
[0027](3)、施工壓裂孔Stl,并記錄打孔時(shí)刻及退鉆時(shí)刻；
[0028](4)、對(duì)壓裂孔進(jìn)行壓裂，記錄壓裂時(shí)刻、壓裂桿數(shù)及爆破壓力，解封時(shí)記錄時(shí)刻，并將壓裂孔自然放置24h;
[0029](5)、用4分管下到壓裂孔內(nèi)40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安裝電子壓力計(jì)及壓力表，并記錄時(shí)刻；
[0030](6)、待壓裂孔壓力穩(wěn)定后，拆下壓力表，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入，穩(wěn)定、慢速、持續(xù)注入一定時(shí)間，然后停止注入，記錄施工工序?qū)?yīng)的時(shí)刻；
[0031](7)、待5。壓力穩(wěn)定2411后，拆除孔5(|、51、52、53、54的壓力表及電子壓力計(jì)，用電子壓力計(jì)配套軟件讀取分析數(shù)據(jù)，由壓力恢復(fù)曲線可以直觀的讀取壓裂后煤層瓦斯壓力變化情況，分析壓降曲線數(shù)據(jù)可以計(jì)算出壓裂后煤層的滲透率；
[0032](8)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析:若擾動(dòng)范圍在3-6m之間，則在該區(qū)域不受影響的巷道煤壁上另外布置鉆孔，對(duì)應(yīng)為Stl' ,S1' ,S2' ,S3'、S4'，鉆孔開(kāi)孔高度和相對(duì)位置不變，S1' ,S2'、S3'、S4'相對(duì)S。'距離分別為5m、4m、4m、5m，再依次進(jìn)行步驟⑴、⑵、(3)、(4)、(5)、(6)、
(7)作業(yè)；
[0033]若擾動(dòng)范圍在0-3米之間，則S1'、S2'、S3'、S4'相對(duì)S0'距離分別為2m、lm、lm、2m，再依次進(jìn)行步驟(I)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作業(yè)，最后得出較為準(zhǔn)確的擾動(dòng)范圍。
[0034]在本實(shí)施例中，所述的步驟￠)中，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入時(shí)，注入氣體的壓力為IMPa，注入氣體的持續(xù)時(shí)間為8h。
[0035]本發(fā)明提供的一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，適用于測(cè)試井下煤層氣相壓裂擾動(dòng)范圍，該方法能有效測(cè)得氣相壓裂擾動(dòng)范圍，為壓裂孔間距和壓裂孔數(shù)量布置等提供可靠依據(jù)。
[0036]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，其特征在于，該方法具有以下步驟: (1)、在需要?dú)庀鄩毫褏^(qū)域的巷道煤壁上，圍繞壓裂孔布置4個(gè)沿煤層走向向上偏2度的擾動(dòng)記錄孔S1、S2、S3、S4，孔S1為在距巷幫上部0.5m處，距壓裂孔位置左側(cè)6m處開(kāi)的孔，孔S2的開(kāi)孔高度為1.5m,位于壓裂孔左側(cè)3m處，孔S3為在距巷幫上部0.5m處，距壓裂孔位置右側(cè)3m處開(kāi)的孔，孔S4的開(kāi)孔高度1.5m,位于壓裂孔右側(cè)6m處； (2)、用4分管下到擾動(dòng)記錄孔內(nèi)40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安裝電子壓力計(jì)和壓力表，并記錄時(shí)刻； (3)、施工壓裂孔Stl,并記錄打孔時(shí)刻及退鉆時(shí)刻； (4)、對(duì)壓裂孔進(jìn)行壓裂，記錄壓裂時(shí)刻、壓裂桿數(shù)及爆破壓力，解封時(shí)記錄時(shí)刻，并將壓裂孔自然放置24h; (5)、用4分管下到壓裂孔內(nèi)40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安裝電子壓力計(jì)及壓力表，并記錄時(shí)刻； (6)、待壓裂孔壓力穩(wěn)定后，拆下壓力表，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入，穩(wěn)定、慢速、持續(xù)注入一定時(shí)間，然后停止注入，記錄施工工序?qū)?yīng)的時(shí)刻； (7)、待S。壓力穩(wěn)定24h后，拆除孔S。、SpS2、S3、S4的壓力表及電子壓力計(jì)，用電子壓力計(jì)配套軟件讀取分析數(shù)據(jù)，由壓力恢復(fù)曲線可以直觀的讀取壓裂后煤層瓦斯壓力變化情況，分析壓降曲線數(shù)據(jù)可以計(jì)算出壓裂后煤層的滲透率； (8)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析:若擾動(dòng)范圍在3-6m之間，則在該區(qū)域不受影響的巷道煤壁上另外布置鉆孔，對(duì)應(yīng)為Stl' ,S1'、S2'、S3'、S4'，鉆孔開(kāi)孔高度和相對(duì)位置不變，S1' ,S2' ,S3'、S4'相對(duì)S0'距離分別為5m、4m、4m、5m，再依次進(jìn)行步驟(I)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作業(yè)； 若擾動(dòng)范圍在0-3米之間，則S1'、S2'、S3'、84'相對(duì)S0'距離分別為2m、lm、lm、2m，再依次進(jìn)行步驟⑴、⑵、⑶、⑷、(5)、(6)、(7)作業(yè)，最后得出較為準(zhǔn)確的擾動(dòng)范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，其特征在于，所述的步驟(6)中，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入時(shí)，注入氣體的壓力為IMPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確測(cè)定氣相壓裂擾動(dòng)范圍的方法，其特征在于，所述的步驟￠)中，進(jìn)行補(bǔ)償性氣體注入時(shí)，注入氣體的持續(xù)時(shí)間為8h。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK104374589SQ201410609046
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】曹運(yùn)興, 王建濤, 孫丙周, 王永生, 杜冬冬, 崔宏偉, 劉艷偉, 吳陽(yáng), 張軍勝, 劉炎杰 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)