一种井下水力压裂影响区域考察方法

摘要

本发明公开的一种井下水力压裂影响区域考察方法，在压裂孔两端的同一水平线上分别依次施工监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四，压裂孔与监测孔一间距8m，监测孔一与监测孔二间距6m，监测孔二与监测孔三间距4m，监测孔三与监测孔四间距2m；将与数据采集器连接的温度检测传感器放入分别放入监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四中，在水力压裂开始之前10min，开启电脑主机和数据采集器检测监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四的初始温度；将热水灌入水箱内，对压裂孔进行水力压裂，同时，热水注入到煤层内，引起煤层温度的变化，通过检测监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四的温度变化实现对井下水力压裂影响区域效果的考察，其操作简单、监测准确、效果明显，具有广泛的实用性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下水力压裂影响区域考察方法，属于煤矿井下区域防突领域，尤其适用于煤层水力压裂影响区域的效果考察领域。

背景技术

我国煤矿地质条件复杂，高瓦斯煤层占50％-70％，而高瓦斯低透气性煤层又占其中的70％左右。而且，高瓦斯低透气性煤层赋存特征是微孔隙性、低渗透率和高吸附性，导致在开采过程中往往伴随着大量瓦斯涌出，特别是随着煤炭生产的高效集约化和开采深度的增加，瓦斯涌出量越来越大，瓦斯爆炸和瓦斯突出危险的威胁越来越严重。

近年来的实践证明，水力压裂能够对煤体起到良好的卸压增透作用，大大提高瓦斯抽采效率，达到一定的抽采及防突效果。然而，目前水力压裂的效果考察仅停留在非常传统的手段，在压裂孔附近布置瓦斯抽采钻孔，考察钻屑量、含水量等传统指标及考察瓦斯抽采效果，这些参数无法实现水力压裂影响区域(防突区域)的监测和考察，往往导致水力压裂应用盲目，费时费力，产生时间和材料的严重浪费，同时，水力压裂影响区域未知使后期瓦斯抽采产生很大的困难。现有的考察水力压裂影响区域的方法仅为应力监测，监测水力压裂工作面煤体的应力状态，但是工作面应力与采动过程以及周期来压有关，因此监测应力并不能有效、准确、全面反映水力压裂的影响。因此，急需对井下水力压裂影响区域考察方法进行研究，实现准确、全面的水力压裂影响区域考察，满足煤矿井下钻孔瓦斯抽采设计的要求。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对井下水力压裂影响区域效果考察的不足之处，提供一种操作方便、工艺简单、区域考察准确、效果明显的井下水力压裂影响区域考察方法。

技术方案：

本发明一种井下水力压裂影响区域考察方法，包括在巷帮上向煤层施工压裂孔，将压裂管送入钻孔内，同时采用密封材料对钻孔进行密封，压裂管通过阀门与高压胶管一连接，高压胶管一的另一端与压裂泵连接，压裂泵的另一端通过高压胶管二与水箱连接，高压胶管一上设置有压力表，其特征在于包括如下步骤：

a.在压裂孔两端的同一水平线上分别依次施工监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四，压裂孔与监测孔一间距8m，监测孔一与监测孔二间距6m，监测孔二与监测孔三间距4m，监测孔三与监测孔四间距2m；

b.将温度检测传感器分别通过引线与数据采集器连接，数据采集器通过光纤与电脑主机连接；

c.分别向监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四内放入温度检测传感器；

d.在水力压裂开始之前10min，开启电脑主机和数据采集器检测监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四内的初始温度；

e.将热水灌入水箱内，打开压裂泵，对压裂孔进行水力压裂，同时，电脑主机和数据采集器检测监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四的温度变化，热水注入到煤层内，引起煤层温度的变化，通过检测监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四的温度变化实现对井下水力压裂影响区域效果的考察。

所述热水温度为70～80℃。所述监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四孔径为20～30mm，孔长度与压裂孔长度相同。

有益效果：由于采用了上述技术方案，通过热水注入到煤层内，引起煤层温度的变化，检测监测孔一、监测孔二、监测孔三和监测孔四的温度变化实现对井下水力压裂影响区域效果的考察，上述技术方案不受井下煤体物理力学性质、煤岩裂隙结构、工作面应力、采动应力及周期来压影响，能够准确、有效、全面地进行水力压裂影响区域的考察，其操作简单、监测准确、效果明显，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的一种井下水力压裂影响区域考察方法钻孔布置图。

图2是本发明的一种井下水力压裂影响区域考察方法实施例示意图。

图中：1—压裂孔，2—监测孔一，3—监测孔二，4—监测孔三，5—监测孔四，6—煤层，7—温度检测传感器，8—压裂管，9—水箱，10—压裂泵，11—热水，12—高压胶管二，13—高压胶管一，14—压力表，15—阀门，16—密封材料，17—数据采集器，18—引线，19—光纤，20—电脑主机。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步的描述：

图1和图2所示一种井下水力压裂影响区域考察方法，包括在巷帮上向煤层6施工压裂孔1，将压裂管8送入钻孔1内，同时采用密封材料16对钻孔1进行密封，压裂管8通过阀门15与高压胶管一13连接，高压胶管一13的另一端与压裂泵10连接，压裂泵10的另一端通过高压胶管二12与水箱9连接，高压胶管一13上设置有压力表14。首先，在压裂孔1两端的同一水平线上分别依次施工监测孔一2、监测孔二3、监测孔三4和监测孔四5，压裂孔1与监测孔一2间距8m，监测孔一2与监测孔二3间距6m，监测孔二3与监测孔三(4)间距4m，监测孔三4与监测孔四5间距2m；将温度检测传感器7分别通过引线18与数据采集器17连接，数据采集器17通过光纤19与电脑主机20连接；分别向监测孔一2、监测孔二3、监测孔三4和监测孔四5内放入温度检测传感器7；在水力压裂开始之前10min，开启电脑主机20和数据采集器17检测监测孔一2、监测孔二3、监测孔三4和监测孔四5内的初始温度；将热水11灌入水箱9内，打开压裂泵10，对压裂孔1进行水力压裂，同时，电脑主机20和数据采集器17检测监测孔一2、监测孔二3、监测孔三4和监测孔四5的温度变化，热水11注入到煤层6内，引起煤层6温度的变化，通过检测监测孔一2、监测孔二3、监测孔三4和监测孔四5的温度变化实现对井下水力压裂影响区域效果的考察。所述热水11温度为70～80℃。所述监测孔一2、监测孔二3、监测孔三4和监测孔四5孔径为20～30mm，孔长度与压裂孔1长度相同。以上实施方式不受井下煤体物理力学性质、煤岩裂隙结构、工作面应力、采动应力及周期来压影响，能够准确、有效、全面地进行水力压裂影响区域的考察，其操作简单、监测准确、效果明显，具有广泛的实用性。