一种煤层压裂后效果检验方法与流程

本发明涉及煤层压裂效果检验领域，具体而言，涉及一种煤层压裂后效果检验方法。

背景技术：

1、国内高突矿井中低透气性煤层的比例超过90％，目前的现状是“打得进、抽不出”，若实现高效抽采，还需实施一定的增渗措施。但地面井压裂后效果检验方法仍然缺失，对于压裂范围考察、压裂后区域划分、压裂后煤层基础参数测定方法的研究较少，无法对压裂后瓦斯抽采效果进行检验，急需一种煤层压裂效果检验方法。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种煤层压裂后效果检验方法，旨在改善上述背景技术中的问题。

2、本发明实施例提供了一种煤层压裂后效果检验方法，包括以下步骤：

3、s1.通过数值模拟方法初步划定压裂后抽采有效区及抽采达标区，在理论上初步确定抽采达标范围；

4、s2.建立抽采达标范围的可视化评价系统，对确定的抽采达标范围进行可视化显示，完成瓦斯抽采达标范围的评价分析；

5、s3.通过地面井取样方法取划分各个区域内煤样，并对各个区域内煤样测定瓦斯含量、瓦斯压力的基础参数，为压裂效果检验提供理论依据；

6、s4.在工作面开采前再次通过深孔取样装置取不同区域煤样测定煤样基础参数，最终对压裂区域完成效果检验。

7、在一种具体的实施方案中，所述s2中建立的抽采达标范围的可视化评价系统包括监控管理模块、计算评价模块和数据可视化集成模块，所述监控管理模块用于对抽采达标范围进行监控，所述计算评价模块用于存储钻孔有效控制范围、钻孔布孔均匀程度评价、瓦斯抽采效果评判指标、瓦斯抽采效果达标评判指标，所述数据可视化集成模块用于预先存储有区域抽采过程中可能存在的问题及解决方法的调控管理命令。

8、在一种具体的实施方案中，所述监控管理模块包括数据采集单元和数据存储单元，所述数据采集单元与所述数据存储单元连接，所述数据存储单元与所述计算评价模块连接，所述计算评价模块与所述数据可视化集成模块连接。

9、在一种具体的实施方案中，所述数据采集单元包括瓦斯浓度传感器、负压传感器、流量传感器和温度传感器，所述数据存储单元为nas数据存储服务器。

10、在一种具体的实施方案中，所述s3中对各个区域内煤样进行测定瓦斯含量的方法具体包括以下步骤：

11、s3011.预先采集待测各个区域的煤样，测得该各个区域的瓦斯含量修正系数q0；

12、s3012.现场取样，测定所取样品的瓦斯含量系数a和煤结构系数i；

13、s3013.将瓦斯含量系数a和煤结构系数i代入如下的计算模型进行运算，求得煤层瓦斯含量w：

14、

15、式中：w为煤层瓦斯含量，q0为瓦斯含量修正系数，a为瓦斯含量系数，i为煤结构系数，m和x0为回归系数，其中m的取值范围为16-22，x0的取值范围为2-5。

16、在一种具体的实施方案中，所述s3012中具体还包括以下步骤：测定样品在多个时间段内的瓦斯解吸量qt，根据下式回归求得瓦斯含量系数a和煤结构系数i：

17、qt＝ati；

18、式中，t为样品的暴露时间，qt为时间t后的一个时间段内的瓦斯解吸量，a为瓦斯含量系数，i为煤结构系数。

19、在一种具体的实施方案中，所述s3011中修正系数q0的测得方法如下：在矿井温度下，用高压容量法测定煤样的常压吸附量2次以上，取平均值，得修正系数q0。

20、在一种具体的实施方案中，所述s3中对各个区域内煤样进行测定瓦斯压力的方法具体包括以下步骤：

21、s3021.收集各个区域的煤层钻孔瓦斯涌出规律数据，处理得到样本数据；

22、s3022.根据煤层瓦斯赋存条件、地质环境及抽采工艺情况从样本数据中筛选合适的反演煤层瓦斯压力的样本，组成样本库；

23、s3023.通过训练及测试得到反演煤层瓦斯压力的bp神经网络；

24、s3024.现场打钻测得煤层瓦斯浓度与总流量，将其相乘得到不同时间的钻孔瓦斯涌出量，绘出钻孔瓦斯涌出量随时间的变化规律曲线；

25、s3025.对曲线进行函数拟合，获得拟合参数，处理之后得到一个输入样本，将其归一化后输入到训练好的反演煤层瓦斯压力的bp神经网络中，经过运算得到煤层的瓦斯压力。

26、在一种具体的实施方案中，所述s3中对各个区域内煤样进行测定瓦斯压力的方法中包括以下装置：进气管、测量室、黄泥封孔口、导气管、流量传感器、瓦斯浓度传感器、传感器探头、真空泵、出气管、信号调理电路、a/d转换器、pc机；所述进气管、黄泥封孔口、导气管设置在测量室内，所述流量传感器连接导气管、真空泵和瓦斯浓度传感器，所述出气管安装在真空泵上，所述信号调理电路连接流量传感器和瓦斯浓度传感器，所述a/d转换器连接信号调理电路，所述pc机连接a/d转换器。

27、在一种具体的实施方案中，所述流量传感器通过导气胶皮管连接导气管和瓦斯浓度传感器，且所述信号调理电路包括信号放大电路和滤波电路。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果：

29、本发明通过该方法可从理论及实际上检验地面井压裂范围及压裂效果，形成清晰的矿井压裂后抽采有效区及抽采达标区，对工作面的开采提供了理论依据，达到安全抽采的目的，同时也为后续煤层压裂点选择提供依据。

技术特征：

1.一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述s2中建立的抽采达标范围的可视化评价系统包括监控管理模块、计算评价模块和数据可视化集成模块，所述监控管理模块用于对抽采达标范围进行监控，所述计算评价模块用于存储钻孔有效控制范围、钻孔布孔均匀程度评价、瓦斯抽采效果评判指标、瓦斯抽采效果达标评判指标，所述数据可视化集成模块用于预先存储有区域抽采过程中可能存在的问题及解决方法的调控管理命令。

3.根据权利要求2所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述监控管理模块包括数据采集单元和数据存储单元，所述数据采集单元与所述数据存储单元连接，所述数据存储单元与所述计算评价模块连接，所述计算评价模块与所述数据可视化集成模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述数据采集单元包括瓦斯浓度传感器、负压传感器、流量传感器和温度传感器，所述数据存储单元为nas数据存储服务器。

5.根据权利要求1所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述s3中对各个区域内煤样进行测定瓦斯含量的方法具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述s3012中具体还包括以下步骤：测定样品在多个时间段内的瓦斯解吸量qt，根据下式回归求得瓦斯含量系数a和煤结构系数i：

7.根据权利要求6所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述s3011中修正系数q0的测得方法如下：在矿井温度下，用高压容量法测定煤样的常压吸附量2次以上，取平均值，得修正系数q0。

8.根据权利要求1所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述s3中对各个区域内煤样进行测定瓦斯压力的方法具体包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述s3中对各个区域内煤样进行测定瓦斯压力的方法中包括以下装置：进气管、测量室、黄泥封孔口、导气管、流量传感器、瓦斯浓度传感器、传感器探头、真空泵、出气管、信号调理电路、a/d转换器、pc机；所述进气管、黄泥封孔口、导气管设置在测量室内，所述流量传感器连接导气管、真空泵和瓦斯浓度传感器，所述出气管安装在真空泵上，所述信号调理电路连接流量传感器和瓦斯浓度传感器，所述a/d转换器连接信号调理电路，所述pc机连接a/d转换器。

10.根据权利要求9所述的一种煤层压裂后效果检验方法，其特征在于，所述流量传感器通过导气胶皮管连接导气管和瓦斯浓度传感器，且所述信号调理电路包括信号放大电路和滤波电路。

技术总结
本发明提供了一种煤层压裂后效果检验方法，属于煤层压裂效果检验技术领域。包括以下步骤：S1.通过数值模拟方法初步划定压裂后抽采有效区及抽采达标区，在理论上初步确定抽采达标范围；S2.建立抽采达标范围的可视化评价系统，对确定的抽采达标范围进行可视化显示，完成瓦斯抽采达标范围的评价分析；S3.通过地面井取样方法取划分各个区域内煤样，并对各个区域内煤样测定瓦斯含量、瓦斯压力的基础参数，为压裂效果检验提供理论依据。通过该方法可从理论及实际上检验地面井压裂范围及压裂效果，形成清晰的矿井压裂后抽采有效区及抽采达标区，对工作面的开采提供了理论依据，达到安全抽采的目的，同时也为后续煤层压裂点选择提供依据。

技术研发人员：纪文涛,耿宁,许文彪,杨桢,刘旺军,王然
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14