CN104374589B - 一种准确测定气相压裂扰动范围的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，通过分别观测和研究气相压裂孔在打钻时、压裂时和自然排放时扰动记录孔的压力波动变化、封孔一段时间后扰动记录孔的压力波动变化、对压裂孔进行注氮测压时扰动记录孔的压力波动变化和压裂孔的渗透率变化，来消除其它因素的影响，从而测试分析出气相压裂扰动的范围。该方法能有效测得气相压裂扰动范围，为压裂孔间距布置和压裂孔数量等提供可靠依据。

Description

一种准确测定气相压裂扰动范围的方法
技术领域
本发明涉及一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，属于煤炭开采技术领域。
背景技术
目前井下瓦斯抽采主要是顺层瓦斯抽采技术，这在降低煤层瓦斯含量，防治煤与瓦斯突出中发挥着重要作用。本煤层瓦斯抽采钻孔的布置主要由抽采半径来决定，气相压裂可以有效增加煤层透气性，扩大钻孔的抽采半径，缩短预抽时间。气相压裂扰动范围的确定对于瓦斯抽采工作起着至关重要的作用。扰动范围确定过大，抽采钻孔之间会形成空白带，抽采难以达标，给安全生产带来隐患；扰动范围确定过小，压裂钻孔布置密集，增大了钻孔施工量，增加了不必要的成本。
但目前尚没有关于准确分析计算气相压裂扰动范围的方法，由于煤的各向异性，简单的在相同的开孔高度测试扰动范围并不精确。在巷帮上部也布置扰动记录孔。最后以巷帮上部，被压裂孔有效扰动的，处于最边缘的扰动记录孔与压裂孔在煤层倾向方向上的投影距离作为扰动范围。
发明内容
本发明提供了一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，其特征在于，该方法具有以下步骤：
(1)、在需要气相压裂区域的巷道煤壁上，围绕压裂孔布置4个沿煤层走向向上偏2度的扰动记录孔S1、S2、S3、S4，孔S1为在距巷帮上部0.5m处，距压裂孔位置左侧6m处开的孔，孔S2的开孔高度为1.5m，位于压裂孔左侧3m处，孔S3为在距巷帮上部0.5m处，距压裂孔位置右侧3m处开的孔，孔S4的开孔高度1.5m，位于压裂孔右侧6m处；
(2)、用4分管下到扰动记录孔内40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安装电子压力计和压力表，并记录时刻；
(3)、施工压裂孔S0，并记录打孔时刻及退钻时刻；
(4)、对压裂孔进行压裂，记录压裂时刻、压裂杆数及爆破压力，解封时记录时刻，并将压裂孔自然放置24h；
(5)、用4分管下到压裂孔内40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安装电子压力计及压力表，并记录时刻；
(6)、待压裂孔压力稳定后，拆下压力表，进行补偿性气体注入，稳定、慢速、持续注入一定时间，然后停止注入，记录施工工序对应的时刻；
(7)、待S0压力稳定24h后，拆除孔S0、S1、S2、S3、S4的压力表及电子压力计，用电子压力计配套软件读取分析数据，由压力恢复曲线可以直观的读取压裂后煤层瓦斯压力变化情况，分析压降曲线数据可以计算出压裂后煤层的渗透率；
(8)对数据进行汇总分析：若扰动范围在3-6m之间，则在该区域不受影响的巷道煤壁上另外布置钻孔，对应为S0`、S1`、S2`、S3`、S4`，钻孔开孔高度和相对位置不变，S1`、S2`、S3`、S4`相对S0`距离分别为5m、4m、4m、5m，再依次进行步骤(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作业；
若扰动范围在0-3米之间，则S1`、S2`、S3`、S4`相对S0`距离分别为2m、1m、1m、2m，再依次进行步骤(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作业，最后得出较为准确的扰动范围。
进一步，作为优选，所述的步骤(6)中，进行补偿性气体注入时，注入气体的压力为1MPa。
进一步，作为优选，所述的步骤(6)中，进行补偿性气体注入时，注入气体的持续时间为8h。
本发明提供的一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，在需要气相压裂区域的巷道煤壁上，围绕气相压裂孔布置4个扰动记录孔，考虑到煤的各向异性，其中在煤层倾向上，与气相压裂孔开孔高度相同，左右两侧相距为3m和6m布置两个扰动记录孔，在巷帮上部开孔，距离气相压裂孔为3m和6m布置在左右两侧，利用逼近法，扰动范围的左右区间各减1m，再布置钻孔，最后以巷帮上部，被压裂孔有效扰动的，边缘扰动记录孔与压裂孔在煤层倾向方向上的距离作为扰动范围，本发明适用于测试井下煤层气相压裂扰动范围，该方法有效测得气相压裂扰动范围，为压裂孔间距和压裂孔数量布置等提供可靠依据。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种准确测定气相压裂扰动范围的方法的平面图；
图2是该准确测定气相压裂扰动范围的方法的剖面图；
图3是该准确测定气相压裂扰动范围的方法中的逼近法平面图一；
图4是该准确测定气相压裂扰动范围的方法中的逼近法平面图二；
图5是确定扰动范围平面图；
图中：S0气相压裂孔，S1、S2、S3、S4为扰动记录孔，a巷帮
b封孔段，c煤层，d边缘扰动记录孔，S扰动范围
具体实施方式
本发明提供了一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，该方法具有以下步骤：
(1)、在需要气相压裂区域的巷道煤壁上，围绕压裂孔布置4个沿煤层走向向上偏2度的扰动记录孔S1、S2、S3、S4，孔S1为在距巷帮上部0.5m处，距压裂孔位置左侧6m处开的孔，孔S2的开孔高度为1.5m，位于压裂孔左侧3m处，孔S3为在距巷帮上部0.5m处，距压裂孔位置右侧3m处开的孔，孔S4的开孔高度1.5m，位于压裂孔右侧6m处；
(2)、用4分管下到扰动记录孔内40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安装电子压力计和压力表，并记录时刻；
(3)、施工压裂孔S0，并记录打孔时刻及退钻时刻；
(4)、对压裂孔进行压裂，记录压裂时刻、压裂杆数及爆破压力，解封时记录时刻，并将压裂孔自然放置24h；
(5)、用4分管下到压裂孔内40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安装电子压力计及压力表，并记录时刻；
(6)、待压裂孔压力稳定后，拆下压力表，进行补偿性气体注入，稳定、慢速、持续注入一定时间，然后停止注入，记录施工工序对应的时刻；
(7)、待S0压力稳定24h后，拆除孔S0、S1、S2、S3、S4的压力表及电子压力计，用电子压力计配套软件读取分析数据，由压力恢复曲线可以直观的读取压裂后煤层瓦斯压力变化情况，分析压降曲线数据可以计算出压裂后煤层的渗透率；
(8)对数据进行汇总分析：若扰动范围在3-6m之间，则在该区域不受影响的巷道煤壁上另外布置钻孔，对应为S0`、S1`、S2`、S3`、S4`，钻孔开孔高度和相对位置不变，S1`、S2`、S3`、S4`相对S0`距离分别为5m、4m、4m、5m，再依次进行步骤(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作业；
若扰动范围在0-3米之间，在该区域不受影响的巷道煤壁上另外布置钻孔，对应为S0`、S1`、S2`、S3`、S4`，钻孔开孔高度和相对位置不变，则S1`、S2`、S3`、S4`相对S0`距离分别为2m、1m、1m、2m，再依次进行步骤(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作业，最后得出较为准确的扰动范围。
在本实施例中，所述的步骤(6)中，进行补偿性气体注入时，注入气体的压力为1MPa，注入气体的持续时间为8h。
本发明提供的一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，适用于测试井下煤层气相压裂扰动范围，该方法能有效测得气相压裂扰动范围，为压裂孔间距和压裂孔数量布置等提供可靠依据。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (3)

1.一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，其特征在于，该方法具有以下步骤：
(1)、在需要气相压裂区域的巷道煤壁上，围绕压裂孔布置4个沿煤层走向向上偏2度的扰动记录孔S1、S2、S3、S4，孔S1为在距巷帮上部0.5m处，距压裂孔位置左侧6m处开的孔，孔S2的开孔高度为1.5m，位于压裂孔左侧3m处，孔S3为在距巷帮上部0.5m处，距压裂孔位置右侧3m处开的孔，孔S4的开孔高度1.5m，位于压裂孔右侧6m处；
(2)、用4分管下到扰动记录孔内40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安装电子压力计和压力表，并记录时刻；
(3)、施工压裂孔，并记录打孔时刻及退钻时刻；
(4)、对压裂孔进行压裂，记录压裂时刻、压裂杆数及爆破压力，解封时记录时刻，并将压裂孔自然放置24h；
(5)、用4分管下到压裂孔内40m并封孔，封孔深度30m，水泥凝固后安装电子压力计及压力表，并记录时刻；
(6)、待压裂孔压力稳定后，拆下压力表，进行补偿性气体注入，稳定、慢速、持续注入一定时间，然后停止注入，记录施工工序对应的时刻；
(7)、待S0压力稳定24h后，拆除孔S0、S1、S2、S3、S4的压力表及电子压力计，用电子压力计配套软件读取分析数据，由压力恢复曲线可以直观的读取压裂后煤层瓦斯压力变化情况，分析压降曲线数据可以计算出压裂后煤层的渗透率；
(8)对数据进行汇总分析：若扰动范围在3-6m之间，则在该区域不受影响的巷道煤壁上另外布置钻孔，对应为S0`、S1`、S2`、S3`、S4`，钻孔开孔高度和相对位置不变，S1`、S2`、S3`、S4`相对S0`距离分别为5m、4m、4m、5m，再依次进行步骤(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作业；
若扰动范围在0-3米之间，在该区域不受影响的巷道煤壁上另外布置钻孔，对应为S0`、S1`、S2`、S3`、S4`，钻孔开孔高度和相对位置不变，则S1`、S2`、S3`、 S4` 相对S0`距离分别为2m、1m、1m、2m，再依次进行步骤(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)作业，最后得出较为准确的扰动范围。
2.根据权利要求1所述的一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，其特征在于，所述的步骤(6)中，进行补偿性气体注入时，注入气体的压力为1MPa。
3.根据权利要求1所述的一种准确测定气相压裂扰动范围的方法，其特征在于，所述的步骤(6)中，进行补偿性气体注入时，注入气体的持续时间为8h。
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