當(dāng)前煤層水力壓裂影響范圍的探測方法多存在實施復(fù)雜、工程量大、成本高及準(zhǔn)確率偏低的問題,難以滿足高效指導(dǎo)壓裂施工方案優(yōu)化和質(zhì)量控制的需求,且常規(guī)電磁波透視探測中單一頻率數(shù)據(jù)分析可能導(dǎo)致探測分辨率和準(zhǔn)確性偏低。針對上述問題,提出了一種基于多頻同步電磁波層析成像（CT）技術(shù)的煤層水力壓裂范圍探測方法,該方法基于電磁波透視法原理,一次探測可獲取多個頻率的數(shù)據(jù),從不同分辨率綜合分析壓裂效果,提升探測準(zhǔn)確性和效率。以某瓦斯突出礦井的M₆煤層為研究對象進行了煤層水力壓裂范圍探測試驗,研究了0.3,0.5,1.5MHz三種不同頻率電磁波對煤層水力壓裂的響應(yīng)特征,分析了水力壓裂的影響范圍和效果。結(jié)果表明:水力壓裂后,壓裂區(qū)主要表現(xiàn)為電磁波場強高衰減特征,電磁波衰減系數(shù)明顯增大,衰減系數(shù)區(qū)間變寬,水力壓裂導(dǎo)致壓裂區(qū)和非壓裂區(qū)對電磁波的能量吸收差距變大,據(jù)此可對煤層壓裂范圍進行劃分;0.3,0.5MHz電磁波探測的異常區(qū)基本呈現(xiàn)片狀分布,而1.5MHz電磁波對水力壓裂區(qū)的響應(yīng)更靈敏,呈縱向條帶狀分布,衰減幅度更明顯,橫向分辨率較好;注水量與電磁波場強衰減系數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)變化,衰減系數(shù)隨注... 

【文章來源】：工礦自動化. 2020,46(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

多頻電磁波同步探測工作原理

重慶某煤礦S1641對拉工作面開采M6煤層，平均煤層厚度為0.85m，平均煤（巖）層傾角為12°。煤層瓦斯含量為18.54m3/t，煤層具有煤與瓦斯突出危險，瓦斯突出現(xiàn)象與地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)性較強，瓦斯突出現(xiàn)象多發(fā)生在羊叉灘背斜軸部。為提高抽采效率和保障回采安全，該礦采用順煤層中壓注水壓裂技術(shù)治理瓦斯。本次試驗的北工作面寬度為136.3m，回采總長度為1 000～1 017m，目標(biāo)區(qū)為靠近S1641北工作面開切眼的A區(qū)。壓裂鉆孔布置如圖2所示，其中h表示斷層的斷距。在北回風(fēng)巷朝向工作面煤層共布置8個壓裂鉆孔（編號為1號—8號），1號鉆孔距離S1641北工作面開切眼40.6m，鉆孔間距為39m，施工方位為180°，施工傾角為+3°，注水層位均為M6煤層，注水參數(shù)見表1，鉆孔在煤層中開孔并沿煤層水平鉆進。高壓泵采用3ZSB-158/18型，額定壓力為35 MPa，額定流量為80L/min。3.2 測點布置

從圖3—圖5的3個頻率探測結(jié)果及表2可看出，煤層被壓裂、裂隙充水后主要表現(xiàn)為衰減系數(shù)增大，據(jù)此可對煤層壓裂范圍進行劃分。這里的衰減系數(shù)為相對值，隨探測頻率增高，衰減系數(shù)有一定程度增大。壓裂范圍的電磁波衰減系數(shù)普遍分布在該頻率衰減系數(shù)的平均值附近，異常閾值和平均值的波動小于0.02dB/m。壓裂前定義異常劃分閾值，壓裂后用同一閾值進行判斷，將衰減系數(shù)高于該閾值的區(qū)域劃為異常區(qū)，再進行對比分析。圖4 0.5MHz電磁波衰減系數(shù)等值線


本文編號：2992291