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Coal Mining Technology︱352︱华东科技微震监测技术在煤矿井下的应用探讨微震监测技术在煤矿井下的应用探讨王付坤（天地（常州）自动化股份有限公司，江苏 常州 213000）【摘 要】随着科技的发展，微震监测技术经过近些年的发展已经逐步趋于成熟，在地下工程中取得了较为广泛的应用，特别是对于地下矿井中煤炭的生产提供了极大的安全保障。
文章首先详细介绍了微震监测技术的应用原理，并对微震监测技术在煤矿井下的发展应用进行了阐述，同时通过对高精度防爆微震监测系统在井下的测区布置、钻孔参数、检波器安装、监测系统标定、数据采集与处理进行阐述，详细地说明了整个系统在井下的运行情况。
微震监测系统已在多个煤矿取得了较好的应用效果，在一定程度上推动了煤炭安全、高效回采。
【关键词】煤矿；微震监测；应用；探讨引言微震监测技术是由声发射学和地震学发展而来，其基本原理为：地下岩石在受到人为因素或自然因素影响而产生变形或破坏时会产生微震，并发出声波，通过在发生岩石破裂区周围布置多个检波器，实时采集微震数据，数据经过处理后，利用震动定位原理，就可以确定破裂发生的位置，并在三维空间上显示出来。
微震监测技术是在观测、分析生产生活中发生的微小的地震事件的基础上，来监测其对生产生活的影响、效果及地下状态，微震监测技术为研究覆岩空间破裂形态和采动应力场的分布提供了一种很好的手段。
因此，有必要进一步对微震监测技术进行探讨研究，增强煤矿地下作业的安全性。
1 微震监测技术在煤矿井下的应用自1990年开始，微震监测系统在采矿安全领域的研究、应用十分活跃,世界上众多煤矿开始广泛应用。
我国微震监测技术在煤矿的应用始于1998年，山东煤田地质局从澳大利亚引进了微地震监测系统的有关硬件与软件, 并与澳大利亚联邦科学工业研究组织勘探采矿局( CSI RO )合作，于1998年10月20日至1999年2月10日，在兖州矿业集团公司兴隆庄煤矿 4320工作面首次进行“两带”监测的试验研究，对该面垮落带、裂隙带进行监测, 为该矿确定防水或防砂煤柱的最佳高度提供了科学依据。
微地震监测技术矿山微地震监测技术共分为三类：第一类是矿井地震监测系统，用于监测矿震，特点是监测大震级破裂事件，定位精度500米左右，主要采用地震行业的技术和设备；第二类是分布式微地震监测系统，用于监测小型矿震，特点是可监测小震级破裂事件，定位精度50-100米左右。
一般适合采区尺度的震动监测。
第三类是高精度微地震监测系统，用于监测小震级冲击地压和岩层破裂，定位精度达到10米以内，适合采掘工程尺度。
微地震是一种小型的地震（mine tremor or microseismic）。
在地下矿井深部开采过程中发生岩石破裂和地震活动，常常是不可避免的现象。
由开采诱发的地震活动，通常定义为，在开采坑道附近的岩体内因应力场变化导致岩石破坏而引起的那些地震事件(Cook，1976)。
开采坑道周围的总的应力状态．是开采引起的附加应力和岩体内的环境应力的总和。
岩爆是岩石猛烈的破裂，造成开采坑道的破坏(Cook，1976；Ortlepp，1984)，只有那些能够引起矿区附近的地区都受到破坏的地震事件才叫做冲击地压或煤爆、“岩爆”。
对地下开采诱发的地震活动性的研究表明，矿震不一定全都发生在开采的地点，且不同地区的最大震级也不相同，但矿震深度一般对应于开采挖掘的深度。
每年在一些矿区的地震台网能记录到几千个地震事件，只有几个是岩爆。
在由开采引起的地震事件的大的系列里，岩爆只是其中很小的一个分支。
对矿山地震、微地震及冲击地压的观测具有一致性，但应用到实际生产中必须区别对待。
第一个监测地震活动的台网，20年代末期建在上西里西亚(上西里西亚煤盆的德国一侧，现属于波兰)。
台网由四个子台组成，其中一个子台放在Rozbark煤矿的井下，装有Mainka水平向地震仪。
这个台网不断改进，坚持运转直到二战以后(Gibowicz，1963)，直到60年代中期，被安装在地表和地下的现代化地震台站代替。
在南非，于1939年设计并布设了五个机械式地震仪，在地面组成台阵，主要为矿震定位(Gane等，1946)。
井中微地震技术与应用陈泽东物探公司三大队摘要低渗透油田的水力裂缝特征决定了井网的部署、射孔的方位、压裂设计的优化等，对于储层改造起着指导性作用，直接影响着油田开发的好坏。
我们通过掌握这项技术开拓了勘探面向开发的新领域，进一步认识到水力压裂的裂缝延伸的复杂性，明确了压裂裂缝的延伸情况，在指导油田开发中的井网部署、压裂优化设计、压裂后效果评估方面发挥关键作用。
关键词低渗透油气藏水力压裂井中微地震技术应用效果一、前言中国低渗透油气资源十分丰富，目前国内已探明低渗透油田（油藏）共有300个左右，地质储量40×108t,占全部探明储量的24.5%，广泛分布于全国勘探开发的20多个油区，其中储量在1×108t以上的就有11个油区。
因此，对已开发的低渗透油气田如何进一步提高开发效益，对于石油工业的发展有着十分重要的意义。
区块整体压裂改造技术作为低渗透油田高效开采的有效方法，在各个低渗透油田被广泛采用。
因此必须对区块整体压裂改造技术进行系统研究，以期对不同类型的低渗透油藏提出相应的开发模式，以提高开采效益与开发水平。
低渗透油田的水力裂缝特征决定了井网的部署、射孔的方位、压裂设计的优化等，对于储层改造起着指导性作用，直接影响着油田开发的好坏。
但是目前常用的各种测试方法由于受地貌条件、井斜及仪器位置的限制，使得测试结果可信度低。
因此采用目前国际上最先进的井下微地震裂缝测试技术对压裂过程中水力裂缝的特征进行监测与描述，对于提高裂缝测试水平、促进压裂工艺及开发技术进步意义重大。
二、井中微地震技术原理及特点井中微地震技术原理起源于天然地震的监测。
水力压裂井中，由于压力的变化，地层被强制压开一条大的裂缝，沿着这条主裂缝，能量不断的向地层中辐射，形成主裂缝周围地层的张裂或错动，这些张裂和错动可以向外辐射弹性波地震能量，包括压缩波和剪切波，类似于地震勘探中的震源，但其频率相当高，其频率通常从200Hz到2000Hz左右的范围内变化。
306井中微地震监测技术是目前研发的一种先进的施工技术，其主要的目的在于观测、分析在石油开采过程中所存在的微地震情况，从而可以全面的掌握生产活动的响应、效果以及地下状态。
1 井中微地震监测技术原理井中微地震监测的应用基础就是摩尔-库伦理论和断裂力学，还有其他的一些基础理论作为支持。
较之试井解释、成像侧井等多种技术手段来讲，井中微侧地震技术可以更加准确的获取裂缝监测的具体参数，并且经济效果更加的明显，当前我国的很多大型油田都开始应用该技术，取得了良好的效果。
2 施工选井原则及数据处理2.1 施工选井原则（1）监测井的中靶与压裂井的中靶之间的距离不能超过500m；（2）选井的过程中尽量选择内径124.26的套井，且不会存在任何的异常反应；（3）井体的整个部分倾斜度不能超过30°；（4）监测目的层的周边位置中的500m范围内不能同时进行注水等工作，1000m范围内不能实施钻井操作；（5）同井场的交叉作业的方式尽量避免出现；（6）如果井下流体影响作用较大，可以在检测孔上方部分的5~10 m 处打桥塞。
2.2 数据处理流程（见图 1）图1 数据处理流程图（1）从地震源的数据信息中可以分析出检波器的各个分量的方向；（2）根据压裂过程中所产生的较大能量情况，通过滤波来自动获取P 波、S 波初至；（3）利用 P 波的极化信息，P 波和 S 波的时差来最终确定微地震事件的具体位置；（4）人工方式对 P 波和 S 波的初至时间进行全面的精细化分析。
3 井中微地震监测技术的应用3.1 确定储层应力方向，了解地质情况水力压裂过程中所产生的裂缝会同时受到地层三个方向应力的制约，裂缝在延伸的方向中主要受到了应力主方向的平行，并且与最小应力垂直。
在实践应用的过程中，可以获取更加准确的微地震监测数据，从而可以更好的对整个产建区进行合理的布置，以达到最优化的设计效果。
3.2 储层压裂效果评价3.2.1 压裂效果评价某井自2011年投入开采生产中，经过了动态验证之后可以发现注水水淹，2016年7月对整个井进行了堵水定向射孔转向压裂改造措施，从而可以更好的恢复单井的产能指标。
