煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法
无线电波坑道透视法在煤矿井下水力压裂效果评价中的应用
无线电波坑道透视法在煤矿井下水力压裂效果评价中的应用李好【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2017(041)004【摘要】文中阐述了无线电波坑道透视法评价水力压裂效果的原理、方法,提出了面积法定量评价方法.并以重庆松藻煤矿3211S工作面水力压裂前后的无线电波坑道透视探测资料为例,深入开展了压裂前、压裂后的无线电波衰减系数等值线成果图对比分析研究,并采用面积法定量评价了3211S工作面水力压裂效果,经矿方提供的巷道揭露断层地质资料验证了面积法定量评价水压裂效果方法的可靠性、准确性.该评价方法能有效指导二次补充水力压裂孔的合理布置,能优化同煤层的顺层水力压裂施工设计方案,节约大量设计、施工成本,能产生较好的经济和社会效益.无线电波坑道透视法具有物探方法成熟、操作简单、仪器轻便、探测结果精度高等优点,该评价方法值得在煤矿井下回采工作面水力压裂施工中大力推广应用.%This paper describes the principle and method about using radio wave tunnel penetration method to evaluate fracturing effect,and presents area method for quantitative evaluation.In the case of sounding data of 3211S working surface of the Songzao coal mine,the author developed comparative research on radio wave attenuation coefficient contour maps before and after fracture.Area quantitative evaluation method put forward in this paper was used for quantitative evaluation of fracturing effect of 3211S working surface.In addition,fault geological data exposed by tunnel verified the reliability and accuracy of using area quantitative evaluationmethod.This evaluation method can effectively guide reasonable layout of two supplementary hydraulic fracturing holes,and optimize construction design scheme of coal seams hydraulic fracturing.Moreover,it can save a lot of design and construction cost,and produce good economic and social benefits.Radio wave tunnel penetration method has many advantages,such as maturity of geophysical method, simplicity of operator,portable instrument,and high accuracy of detection results.This method has been used to evaluate fracturing effect of mining faces of the same coal seam in underground coal mine and obtained good results.Hence it is worthy of popularization and application.【总页数】7页(P741-747)【作者】李好【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039【正文语种】中文【中图分类】TP631.4【相关文献】1.坑道无线电波透视法在探测井下陷落柱中的应用 [J], 张戬2.矿井小构造与瓦斯的坑道无线电波透视法应用分析 [J], 岳洪波;李东会3.无线电波坑道透视法在煤矿地质中的应用 [J], 李文锋4.无线电波坑道透视技术在煤矿井下陷落柱探测中的应用 [J], 杜木民5.无线电波坑道透视法在煤炭生产中的研究应用 [J], 王振虎韩文忠郭龙齐振洪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析水力压裂技术是一种通过注入高压水剂以及固体颗粒，将岩石破碎并形成裂缝的技术。
它主要用于提高油气和水资源的开采效果，优化采矿工程。
本文将对水力压裂技术在采矿工程中的应用以及效果进行分析。
首先，水力压裂技术在油气开采中的应用是十分广泛的。
通过将高压水剂注入油气储层，可有效地把岩石破碎，并形成裂缝网络。
这些裂缝能够提供更大的储层表面积，从而增加开采区域的有效渗透面积。
此外，水力压裂技术还能改善储层连通性，提高油气的采集效率。
通过合理的施工设计和操作方式，可以实现裂缝的指向性扩展，进一步提高采收率。
其次，水力压裂技术在水资源开采中也发挥了重要作用。
在富水储层中，水力压裂技术能够有效地提高开采率和注水率，实现更加稳定的水资源供应。
通过水力压裂，可增加储层渗透率，加大水井的产能。
此外，水力压裂技术还可应用于地下水资源的开采，提高井水量，满足农田灌溉、城市供水等需求。
水力压裂技术在采矿工程中的应用效果也是显著的。
首先，它能够大幅度提高采收率。
通过水力压裂，可以将原本无法开采的储层有效开发，并提高采取比。
这不仅能够增加产量，还能够提高采矿效益。
其次，水力压裂技术能够增加开采井的产能，提高油气或水的产量。
这对于地下资源开采公司来说，将是一项重要的利润增长点。
此外，水力压裂技术还能够改善储层的物理性质，提高油气或水的流动性，进一步提高开采效果。
然而，水力压裂技术在应用过程中也存在一些问题。
首先，水力压裂施工成本较高，涉及到固体颗粒和高压水剂的注入，需要专业的设备和技术人员，这增加了成本投入。
其次，施工过程对环境的影响较大，可能导致水资源的浪费、地下水表面化、地震等现象。
因此，在应用水力压裂技术时，需要制定相应的环保措施，以减少环境影响。
综上所述，水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果是非常显著的。
它能够提高油气储层的采收率，增加水资源的开采量，改善采矿工程效果。
然而，在应用过程中也需要注意环境保护和成本控制等问题。
水力压裂法
或许所有的美国人都在受益于“水力压裂法”，尽管半数以上的人可能没有听说过这个名词。
在今时今日，美国各级政府、企业对页岩油产业的发展寄予了厚望。
美国页岩油资源极其丰富，在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州，被锁在页岩之中的油存量达上万亿桶以上，而正是凭借“水力压裂法”，以前根本不可能企及的大量页岩油正在被开采。
这种技术方法，在测量时首先取一段基岩裸露的钻孔，用封隔器将上下两端密封起来；然后注入液体，加压直到孔壁破裂，随之记录压力随时间的变化，并用印模器或井下电视观测破裂方位。
根据记录的破裂压力、关泵压力和破裂方位，利用相应的公式算出原地应力的大小和方向。
该方法于20世纪50年代就被科学家在理论上进行论证，60年代加以完善，在分析了压裂液渗入的影响后，开始作出大量野外和室内实验工作。
由于水力压裂法操作简便，且无须水力压裂法知道岩石的弹性参量，而得到广泛应用。
由于页岩油在美国的战略资源地位和自身需求，美国已进行很多水力压裂法地应力测量，德国、日本和中国现在也已相继开展此项工作。
资料显示，目前利用此法已能在5000米深处进行测量。
[1]页岩气开发过程中所采用的水力压裂法要加入化学物质，在每次压裂完成后，要对水进行获取和重新利用。
水力压裂法向来存在争议，但是这种页岩气开采技术在争议中却得到迅速发展。
当越来越多水体污染案例同水力压裂法相关联时，美国众议院能源和商业委员会出手了。
2010年7月19日，能源和商业委员会主席亨利·韦克斯曼联手该机构下属的能源和环境小组组长爱德华·马基联名致信给美国10个主要页岩气开发商，要求它们提交水力压裂法应用全程中涉及到的化学物质细节。
8月6日，限期“交卷”。
这个要求出台的背景是，全球天然气需求旺盛，美国引领页岩气开发技术并努力让页岩气开采遍地开花。
/a4_50_59_01300000955595129844599646376_jpg.html?prd=zhengwenye_ left_neirong_tupian美国宾夕法尼亚州一页岩气开采现场取水处当前，美国页岩气开采的热门地点是纽约州和宾夕法尼亚州，这两个地方也是美国马塞卢斯页岩（Marcellus shale）的集中区域。
水力压裂效果评价技术应用
lg p
Ⅰ
Ⅲ Ⅱ
Ⅳ
lg t Ⅰ：较小的正斜率(0.125~0.2)，与PKN模型一致， 裂缝正常延伸，表明裂缝在高度方向受阻。 Ⅲ：斜率≥ 1，裂缝端部受阻，缝内砂堵或端部脱砂。
2、典型的施工压力分析
lg p
Ⅰ
Ⅲ Ⅱ
Ⅳ
lg t
Ⅳ：斜率〈 0，缝高增加、压开多条裂缝、或遭遇大 规模裂缝体系。
2、典型的施工压力分析
3、由施工压力确定裂缝几何参数
基本思想： 二维模型： 缝长、缝宽、连续性方程联立，调整参
数使计算压力与实际施工压力较为接近。 三维模型：拟合计算时间较长，压力拟合
确定参数（PT软件）。
拟合原理
实测压力数据 Testing _ Pi
拟合递减数据 Simu _ Pi, j
根据设定参数，计算机自动求解一系列在不同裂缝几何尺
第一部分 压裂压力分析
分析的数据：施工(泵注期间)或停泵后井底或井口 压力与时间的变化关系曲线 基本思想：裂缝起裂和延伸等均与施工压力有关 净压力：井底压力与闭合压力之差
第一部分 压裂压力分析
一、闭合压力确定方法 二、泵注期间的压力分析 三、压裂压力递减分析 四、微裂缝储层滤失问题
一、闭合压力（Pc）确定方法
Vi=qitp
存储
Vfp→w,hf,L
Vfp
由上述方程可得到，施工过程中净压力方程：
PKN
KGD
e
p net
(
E
2
n1
Kq
n i
)
e
L h 3n1
f
p net
(
E
2
n1
Kq n i
煤矿地下水探测可用的主要物探方法及施工过程
煤矿地下水探测可用的主要物探方法及施工过程
物探技术是对煤矿地下水进行探测它有两种手段：一是电类法。
电类法主要是对开采煤炭工作附近的积水进行探测，一般具体的操作是直电流法和瞬面电层法；二是地震法。
它主要是探测煤矿开采附近的地质环境，一般会使用坑透、地质勘测仪和瑞利波等工具。
物探技术的优点是成本低、操作简单、勘测范围广和勘测速度快。
但它又存在物探结果多解化的劣势，所以只能将它用作初步的水害勘探工作。
煤矿井下水力压裂增透抽采技术
深孔预裂爆破技术。残爆带来的安全隐患难以解决。 高压水力割缝技术。单一水力割缝增透技术工程量大，难以达到
大面积增加煤层透气性的目的。
水力挤出、水力冲孔、水力冲刷。位于应力集中带以外的卸压
带，适用于软煤，通过松动煤体卸压增透。
煤层注水。类似于水力压裂，但注水压力和注水量有限，没有
5-20
2-14
3-13 2-13
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5
5
6
6
7
4.4
7
揭煤预测钻孔布置图
四、水力压裂增产技术应用
逢春煤矿380N3抬高石门水力压裂抽采效果
揭煤步骤 N3石门M8煤层 N2石门M8煤层 N3石门M7煤层 N2石门M7煤层 N3石门M6煤层 N2石门M6煤层
松藻矿三水平二区+5主石门水力压裂
抽采浓度（%）
15
10 5
0 0
压裂
未压裂
20
40
60
80 100
抽采天数（d）
累计抽采量（m3）
25000 20000 15000 10000 5000
0 0
压裂
未压裂
20 40 60 80 100 抽采天数（d）
抽采纯量（m3/min）
0.25 0.2
0.15 0.1
3
5-1
5-2
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煤层气井隔水压裂技术及其适用范围研究
煤层气井隔水压裂技术及其适用范围研究煤层气井隔水压裂技术是一种通过注水压裂作业，将煤层气井产层与水层有效隔离，实现均衡开发的技术手段。
该技术适用于具有一定水矿化度的煤层气井，可以有效解决矿井瓦斯突出、水喷涌等安全隐患，并提高煤层气产能。
煤层气井常常伴随着地下水问题，包括水突、涌水等现象，给煤层气开发带来了很多安全隐患。
隔水压裂技术是将注水压力传递到煤层中，形成裂缝，增加气体的渗透能力和产能。
同时，通过控制注水压力和流量，使煤层气井与水层之间形成有效的隔离层，避免水的干扰，提高煤层气产能。
隔水压裂技术的适用范围主要由煤层条件和水层条件所决定。
首先，适宜进行隔水压裂的煤层应该是具有一定的煤厚、煤性和煤层气资源潜力的煤层。
其次，煤层中的含水层应该是煤层埋藏较深、煤层气产出较高且水矿化度适中的含水层。
最后，煤层与水层之间应该有一定的厚度和岩性差异，以便形成良好的压裂效果和隔离层。
隔水压裂技术的具体操作过程如下：首先，在煤层井筒内注入一定量的水，增加井筒内的压力；然后，在井筒中注入一定流量和压力的水，将压力传递到煤层中，形成裂缝；接着，停止注水，保持一定时间，使裂缝稳定；最后，通过压力释放和煤流的清洗，将井壁上的碎屑去除，保证煤层气的产能。
隔水压裂技术的应用优点主要体现在以下几个方面：一是可以有效解决矿井瓦斯突出、水喷涌等安全隐患，保障煤层气井的安全稳定开发；二是可以提高煤层气产能，增加煤层气的开采效果和经济效益；三是可以节约水资源，减少水的使用量，提高水的利用效率；四是可以减少煤层气井维护和管理的工作量，提高煤矿生产的效率和质量。
总之，隔水压裂技术是一种重要的煤层气井开发技术，通过将注水压力传递到煤层中，形成裂缝，增加煤层气产能，并将煤层气井与水层有效隔离，解决了水突、涌水等安全隐患，提高了煤层气井的开采效果和经济效益。
该技术适用于一定水矿化度的煤层气井，并且需要满足一定的煤层和水层条件。
通过研究和应用，可以进一步提高煤层气开发的安全性和效益性。
龙马煤矿井下水力压裂试验方案
杉松岗矿业集团靖宇龙马矿业有限公司208综采工作面井下水力压裂试验方案靖宇龙马矿业有限公司二〇一六年八月目录第一章概况 0第一节技术概况 0第二节项目试验目的 0第三节技术路线 (1)第二章矿井概况 (2)第一节矿井位置、范围 (2)第二节地形地貌与气候 (4)第三节地质构造 (5)第四节煤层赋存状况 (10)第五节矿井通风及瓦斯情况 (11)第三章压裂施工程序设计 (12)第一节压裂施工地点概况 (12)第二节施工原则 (12)第三节压裂钻孔设计 (13)第四节泵注参数 (16)第五节压裂工序 (18)第六节压裂泵摆放和管路敷设 (18)第七节效果考察 (19)第四章压裂装备 (20)第五章安全防护技术措施 (202)第一节压裂施工安全防护技术措施 (21)第二节避灾路线 (23)第六章需要配套的设备及材料 (24)第一章概况第一节技术概况煤矿井下水力压裂增透技术，是河南省煤层气开发利用有限公司自主研发的一项煤矿瓦斯综合治理技术。
技术基本原理：煤体是一种多孔介质，具有丰富的原生裂隙。
该技术就是利用专业成套压裂装备和施工工艺，通过钻孔，将压裂液注入煤层中，利用压裂液的不可压缩性，在煤层各级裂隙弱面内对壁面进行支撑，使各级裂隙弱面发生张开、扩展和延伸，形成一个相互交织的多裂隙连通网络。
正是由于这种裂隙连通网络的形成，致使煤层透气性增加；同时实现煤体整体卸压、降低煤层瓦斯压力、煤体吸附瓦斯快速解吸；达到提高钻孔抽采效率的目的。
另外，高压压裂液侵入煤体，煤体水分含量增加、塑性增强，减少生产作业中的产尘量。
贵州中祥工程管理有限公司为河南省煤层气开发利用有限公司的全资子公司，专业为省煤层气公司开展井下瓦斯治理技术服务（煤岩巷施工、钻孔施工、井下水力压裂工程施工、设备销售）、煤矿瓦斯参数测试分析（瓦斯压力、瓦斯含量、煤质参数等）、煤层气地面井工程施工等业务。
已在西南地区、山西等省市地区开展煤矿井下水力压裂和煤矿井下瓦斯综合治理等项目。
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煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法
一、引言
煤矿是我国重要的能源产业，但随着煤层逐渐走向深部和井下采矿难度的增大，煤层开采压力逐渐增大，导致采矿井下瓦斯涌出、露天塌陷等安全问题也随之而来。
为降低这些风险，提高煤矿采煤效率，煤矿井下水力压裂成为一项被广泛应用的技术手段。
本文将着重探讨煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的探测评价方法。
二、煤矿井下水力压裂的原理及流程
（1）水力压裂的原理
水力压裂是指通过高压水流将矿层中的岩层破碎，形成微裂缝，从而增加煤层的渗透性，以提高煤矿井下瓦斯抽采效果、降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯涌出量。
（2）水力压裂流程
水力压裂流程一般分为前处理、施工和评价三个阶段。
前处理阶段包括对矿层进行勘探及地质勘查工作，重要的是确保井下水源的充足，确定水力压裂施工的适宜时期。
施工阶段是通过井下压裂机器设备、高压水泵等设备将压裂液推送到矿层中，形成裂缝。
评价阶段是通过井下观测装置对压裂施工后的效果进行实时监测和评价，以确定压裂增渗的效果和范围是否符合预期。
三、煤矿井下水力压裂增渗效果的评价方法
（1）井下观测装置的选择
井下观测装置对于评价水力压裂增渗效果起着至关重要的作用。
常用的井下观测装置包括压力传感器、渗透流速测定仪、水泵流量计、瓦斯抽放管、煤层瓦斯检测器等。
（2）指标的定量评价
在评价水力压裂增渗效果时，可以采用以下指标进行定量评价：
a. 渗透率指标：用于评价煤层岩层破碎后的渗透性能，可通过实时监测煤层的渗透率来评估压裂效果。
b. 应力指标：用于评价煤层岩层破裂后的应力变化情况，可以通过井下压力传感器监测来获取。
c. 瓦斯涌出量指标：用于评价瓦斯抽采效果，可通过煤层瓦斯检测器进行监测。
d. 压裂液浓度指标：评价压裂液的浓度和使用量，可通过水泵流量计进行监测。
e. 压裂液回收率指标：用于评价井下压裂液的回收情况，可通过压裂液回收设备进行监测。
四、煤矿井下水力压裂增渗效果的有效范围探测评价方法
（1）多点观测法
在评价水力压裂增渗效果的有效范围时，可以采用多点观测法。
即在工作面两侧、上下各选取几个观测点，通过井下观测装置对不同位置的渗透率、压力、瓦斯涌出量等指标进行监测和比较，以确定增渗效果的有效范围。
（2）数值模拟法
数值模拟法是一种常用的评价煤矿井下水力压裂增渗效果有效范围的方法。
通过建立三维数值模型，模拟井下压裂施工的过程和煤层岩层破裂的效果，以及压裂液的扩散和运移，进而确定压裂增渗效果的有效范围。
五、个人观点与理解
水力压裂技术在煤矿行业的应用有着重要的意义。
通过对煤层进行水力压裂处理，可以有效提高煤层的渗透性，降低煤矿井下的瓦斯涌出量，提高瓦斯抽采效果，同时也为煤层开采提供了良好的条件。
在评价压裂增渗效果及有效范围时，需要综合考虑多种指标，采用多种评价方法，以全面、准确地评估水力压裂的效果。
六、总结
本文着重探讨了煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的评价方法。
通过井下观测装置的选择和定量评价指标的应用，可以对水力压裂的效果进行细致、准确的评估。
通过多点观测法和数值模拟法，可以揭示压裂增渗效果的有效范围。
水力压裂技术的应用对于提高煤矿井下的瓦斯抽采效果和降低瓦斯涌出量具有重要的意义。
相信随着相关技
术的不断进步和完善，水力压裂技术在煤矿行业的应用将会更加广泛，为煤矿行业的可持续发展提供坚实的支撑。
七、文末
通过对煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的探讨，相信读者对于
水力压裂技术的原理、流程和评价方法有了更深入的了解。
煤矿行业
在应用水力压裂技术时，需要根据具体的矿层条件，选择合适的压裂液、施工参数等，以达到预期的增渗效果。
井下观测装置的选择和评
价方法的应用，也是评估压裂增渗效果和有效范围的关键步骤。
在未
来的发展中，水力压裂技术将继续发挥重要作用，为煤矿行业的可持
续发展作出积极贡献。