坚硬顶板区域压裂多源监测方法及装置与流程

本发明涉及地质勘探，尤其涉及一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法及装置。

背景技术：

1、水力压裂技术，作为一种环保且高效的卸压弱化手段，近年来在煤矿岩层的应用发展迅猛。在这一领域，裂缝的扩展监测和压裂效果的评估是关键环节。目前，微震监测法是监测水力压裂裂缝动态扩展的主要方法。然而，由于矿区中各种岩石破裂的干扰信号，快速而准确地识别裂缝的展开方向和几何尺寸仍面临挑战。此外，现有的压裂效果评价体系尚未完全成熟，导致对压裂设计方案优化的反馈不够及时，无法全面而精确地衡量压裂的实际效果。

2、因此，如何更有效进行裂缝监测已经成为业界亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法及装置，用以解决现有技术中如何更有效进行裂缝监测的缺陷。

2、本发明提供一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法，包括：

3、根据地面三分量检波器采集的微震波形记录确定震源方位；

4、对分布式光纤采集的微震事件波形在震源方位上进行二维定位获得发震平面距离和深度；

5、根据所述震源方位、所述发震平面距离和深度共同确定震源的三维空间位置；

6、通过电磁法，根据所述三维空间位置进行压裂液体扩散范围分析，得到压裂液体扩散范围。根据本发明提供的一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法，所述通过电磁法，根据所述三维空间位置进行压裂液体扩散范围分析，得到压裂液体扩散范围，包括：

7、根据所述三维空间位置进行电磁接收器和电磁发射器阵列的布置；

8、通过激发和探测深度匹配的电磁波能量，以监测压裂液体在岩石中的扩散情况；

9、动态测量流体注入之前、过程中或之后散射场的变化量，以及压裂前后电磁场的变化量；

10、根据所述散射场的变化量以及电磁场的变化量进行反演分析，得到压裂液体扩散范围。

11、根据本发明提供的一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法，所述对分布式光纤采集的微震事件波形在震源方位上进行二维定位获得发震平面距离和深度，包括：

12、根据地面三分量检波器记录的微震事件波形数据确定震源方位；

13、根据分布式光纤采集的微震事件波形数据，在所述震源方位上进行二维定位，以获得发震平面距离和深度。

14、根据本发明提供的一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法，所述根据地面三分量检波器记录的微震事件波形数据确定震源方位，包括：

15、地面三分量检波器捕捉坚硬顶板区域微震事件的三个正交方向的波形数据；

16、利用波形数据中的时间差和预设波速模型，计算出震源的预估震源方位；

17、根据地震定位算法，结合所述预估震源方位确定震源方位。

18、本发明还提供一种坚硬顶板区域压裂多源监测装置，包括：

19、第一确定模块，用于根据地面三分量检波器采集的微震波形记录确定震源方位；

20、第二确定模块，用于对分布式光纤采集的微震事件波形在震源方位上进行二维定位获得发震平面距离和深度；

21、第三确定模块，用于根据所述震源方位、所述发震平面距离和深度共同确定震源的三维空间位置；

22、监测模块，用于通过电磁法，根据所述三维空间位置进行压裂液体扩散范围分析，得到压裂液体扩散范围。

23、根据本申请实施例提供的坚硬顶板区域压裂多源监测装置，所述装置还用于：

24、根据所述三维空间位置进行电磁接收器和电磁发射器阵列的布置；

25、通过激发和探测深度匹配的电磁波能量，以监测压裂液体在岩石中的扩散情况；

26、动态测量流体注入之前、过程中或之后散射场的变化量，以及压裂前后电磁场的变化量；

27、根据所述散射场的变化量以及电磁场的变化量进行反演分析，得到压裂液体扩散范围。

28、根据本申请实施例提供的坚硬顶板区域压裂多源监测装置，所述装置还用于：

29、根据地面三分量检波器记录的微震事件波形数据确定震源方位；

30、根据分布式光纤采集的微震事件波形数据，在所述震源方位上进行二维定位，以获得发震平面距离和深度。

31、根据本申请实施例提供的坚硬顶板区域压裂多源监测装置，所述装置还用于：

32、地面三分量检波器捕捉坚硬顶板区域微震事件的三个正交方向的波形数据；

33、利用波形数据中的时间差和预设波速模型，计算出震源的预估震源方位；

34、根据地震定位算法，结合所述预估震源方位确定震源方位。

35、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述坚硬顶板区域压裂多源监测方法。

36、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述坚硬顶板区域压裂多源监测方法。

37、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述坚硬顶板区域压裂多源监测方法。

38、本发明提供的坚硬顶板区域压裂多源监测方法及装置，通过检波器能够捕捉到地震波在三个正交方向，即两个水平方向和一个垂直方向的振动，提供全面的波形数据，将从三分量检波器和das系统获得的数据进行整合，以提高定位的准确性，提供了震源在三维空间中的精确位置，这对于理解裂缝的分布和扩展至关重要。并且，通过电磁法监测，能够分析和确定压裂液体在裂缝网络中的扩散范围，通过多源监测方法提高压裂效果评价的准确性，并能快速进行动态反馈，不断优化压裂设计，指导现场压裂作业。

技术特征：

1.一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的坚硬顶板区域压裂多源监测方法，其特征在于，所述通过电磁法，根据所述三维空间位置进行压裂液体扩散范围分析，得到压裂液体扩散范围，包括：

3.根据权利要求1所述的坚硬顶板区域压裂多源监测方法，其特征在于，所述对分布式光纤采集的微震事件波形在震源方位上进行二维定位获得发震平面距离和深度，包括：

4.根据权利要求3所述的坚硬顶板区域压裂多源监测方法，其特征在于，所述根据地面三分量检波器记录的微震事件波形数据确定震源方位，包括：

5.一种坚硬顶板区域压裂多源监测装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的坚硬顶板区域压裂多源监测装置，其特征在于，所述装置还用于：

7.根据权利要求5所述的坚硬顶板区域压裂多源监测装置，其特征在于，所述装置还用于：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述坚硬顶板区域压裂多源监测方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述坚硬顶板区域压裂多源监测方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述坚硬顶板区域压裂多源监测方法。

技术总结
本发明提供一种坚硬顶板区域压裂多源监测方法及装置，涉及地质勘探技术领域，包括：根据地面三分量检波器采集的微震波形记录确定震源方位；对分布式光纤采集的微震事件波形在震源方位上进行二维定位获得发震平面距离和深度；根据所述震源方位、所述发震平面距离和深度三个参数共同确定震源的三维空间位置；通过电磁法，根据所述三维空间位置进行压裂液体扩散范围分析，得到压裂液体扩散范围。最终，通过微地震、分布式光纤传感、电磁法多源监测实现坚硬顶板水力压裂作业期间压裂液扩散和改造范围的准确监测及评价。

技术研发人员：王鹏,冯彦军,孙晓冬,郑仰发,赵凯凯,林朋皓,尚晓光,程世忠
受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28