一种煤层水力压裂影响半径考察方法

摘要

本发明属于煤层水力压裂技术领域。涉及一种煤层水力压裂影响半径考察方法，在煤层压裂孔的两侧设置若干个按设定间距布置的考察孔，通过观察煤层压裂时高压水从压裂孔进入考察孔的情况，即通过考察孔中是否渗透有高压水来判定压裂的影响半径。本发明中的煤层水力压裂影响半径考察方法，是一种现场可辨直观有效的压裂影响半径考察方法，通过出水考察孔与压裂孔的间距直观有效的判断压裂影响半径，不需要煤层参数测定，方法操作简单，易于实施。同时考察孔中的置孔口装置可以实现通过关闭闸阀进行保压，自动放水器可以实现水、气分离，分离出来的瓦斯气进入负压抽采管路系统，防止瓦斯超限。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿水力压裂领域，尤其涉及一种煤层水力压裂影响半径考察方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的的不断增加，煤层渗透性随之降低，为了提高瓦斯抽采效率，煤矿井下水力化增透措施应用越来越广泛，其中水力压裂通过高压水膨胀破碎煤体，裂缝裂隙被延伸扩展，形成裂隙网，具有增透范围大，效果等优点。

煤层开展水力压裂后的压裂影响半径考察圈定了压裂的增透范围，压裂影响范围内代表瓦斯高效抽采区，直接影响有效抽采半径的确定，钻孔有效抽采影响半径的选择，应以能将一定距离处的煤体瓦斯含量抽至安全值以下为准，钻孔参数布置以及抽采效果评判在很大程度上主要依据于钻孔抽采半径的大小。当钻孔间距过大时，在各钻孔之间容易形成抽采空白带；当钻孔间距过小时，不仅会导致钻孔工程量增大，增加瓦斯治理成本，因此压裂影响半径的考察为有效抽采半径提供理论依据及考察基础，是水力压裂后增渗效果评判的关键。

现有技术通过数值模拟试验，计算裂纹发育及应力变化的方向和范围，为现验考察压裂效果，提供依据。或者通过水力压裂后瓦斯参数测定，例如瓦斯含量、含水率、透气性系数等判断压裂有效影响范围，但是这种方法需要大量取样才能验证数据可靠性，而且压裂前后瓦斯参数对比确定压裂影响范围并不直观。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于解决上述问题，提出一种煤层水力压裂影响半径考察方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层水力压裂影响半径考察方法，在煤层压裂孔的两侧设置若干个按设定间距布置的考察孔，通过观察煤层压裂时高压水从压裂孔进入考察孔的情况，即通过观察各考察孔中是否渗透有高压水来判定压裂的影响半径。

进一步，压裂时，所述考察孔按照与压裂孔的距离逐渐递增的方式进行布置，且与压裂孔的距离越远的相邻的考察孔之间的间隔越小。

进一步，压裂时，在考察孔内安装筛管，孔口用水泥砂浆封孔；筛管底部的孔外钢管连接孔口装置，孔口装置上设置有压力表、孔口闸阀，孔口闸阀通过软管连接自动放水器，自动放水器顶部用软管连接负压抽采管路，所有孔口闸阀在压裂开始前均处于打开状态；当距离压裂孔间距较近的考察孔出水后，关闭出水的考察孔的孔口闸阀，继续压裂，重复该操作，直到观察到没有出水的考察孔为止。

进一步，压裂时，当高压水从压裂孔压入考察孔时，考察孔内的高压水通过孔口装置进入自动放水器进行水气分离，驱赶出来的瓦斯则被负压抽采管路抽走，防止瓦斯超限。

进一步，压裂时，将压裂工具串依次下放到压裂孔内，下放顺序为孔底封隔器、串联钢管、压裂筛管、串联钢管、孔口封隔器，然后通过高压水将孔底封隔器与孔口封隔器膨胀坐封后，筛管出水对煤层进行压裂。

本发明的有益效果在于：

本发明中的煤层水力压裂影响半径考察方法，是一种现场可辨直观有效的压裂影响半径考察方法，通过出水考察孔与压裂孔的间距直观有效的判断压裂影响半径，不需要煤层参数测定，方法操作简单，易于实施。同时考察孔中的置孔口装置可以实现通过关闭闸阀进行保压，自动放水器可以实现水、气分离，分离出来的瓦斯气进入负压抽采管路系统，防止瓦斯超限。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明中实施例1的煤层水力压裂影响半径考察方法结构示意图。

附图标记：第一考察孔1、第二考察孔2、第三考察孔3、压裂孔4、孔底封隔器5、孔口封隔器6、压裂筛管7、考察孔封孔段8、考察孔筛管9、孔口压力表13、孔口闸阀14、连接软管15、自动放水器16、抽采管路闸阀17、抽采管路计量装置18。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，为一种煤层水力压裂影响半径考察方法，在煤层压裂孔的两侧设置若干个按设定间距布置的考察孔，通过观察煤层压裂时高压水从压裂孔进入考察孔的情况，即通过考察孔中是否渗透有高压水来判定压裂的影响半径。

以施工三个考察孔为例，具体实施步骤如下：

步骤1，设计压裂钻孔、考察钻孔施工参数，在压裂孔4两侧不同间距布置第一考察孔1、第二考察孔2、第三考察孔3，间距分别为：压裂孔4与第一考察孔1间距为L1，压裂孔4与第二考察孔2间距为L2，第一考察孔1与第三考察孔3间距为L3，且满足L2>L1，且L1+L3>L2；

步骤2，在考察孔孔内下放筛管，孔口用水泥砂浆封孔，孔外钢管连接孔口装置，孔口装置上设置有孔口压力表13、孔口闸阀14，孔口闸阀14通过连接软管15连接自动放水器16，自动放水器16顶部用软管连接负压抽采管路，负压抽采管路上安装有抽采管路闸阀17、抽采管路计量装置18，所有孔口闸阀在压裂开始前处于打开状态。

步骤3，将压裂工具串依次下放到压裂孔内，下放顺序为孔底封隔器5、串联钢管、压裂筛管7、串联钢管、孔口封隔器6，然后通过高压水将孔底封隔器5与孔口封隔器6膨胀坐封后，压裂筛管7出水对煤层进行压裂。

步骤4，高压水从压裂孔压入考察孔，高压水通过孔口装置进入自动放水器16进行水、气分离，驱赶出来的瓦斯则被负压抽采管路抽走，防止瓦斯超限。

步骤5，当距离压裂孔间距较近的第一考察孔1出水后，关闭第一考察孔1的孔口闸阀，继续压裂，第二考察孔2出水后，同样关闭第二考察孔2的孔口闸阀继续压裂，直到没有出水的考察孔为止。通过考察孔的出水情况，即压裂孔与最远考察孔的间距，直观的判断压裂影响半径。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。