煤层气压裂效果检测：钻孔瞬变电磁方法研究

"基于钻孔瞬变电磁的煤层气压裂效果检测方法" 本文主要探讨了一种基于钻孔瞬变电磁技术（Borehole Transient Electromagnetic Method，BTEM）来检测煤层气水力压裂效果的新方法。煤层气水力压裂是提高煤层气采收率的关键技术，但其效果的准确评估一直是个挑战。传统的监测手段如钻孔水压测量和介质含水性检测存在成本高、效率低、结果不直观等问题。为此，研究者提出了一种在压裂孔内进行的动态源动接收瞬变电磁探测方法。 这种方法的核心在于使用一组固定相对位置的极小发射线圈和接收探头，它们在钻孔中沿着钻孔轴线逐点移动，进行三分量（三个正交方向）的观测，以高精度探测钻孔径向的微小低阻地质异常体，这些异常体往往与压裂产生的裂缝网络有关。研究中通过物理模拟试验优化了收发装置的参数，包括发射线圈和接收线圈的匝数、线径、发射电流强度，以及磁芯长度等，以找到最佳的探测配置。 在数据处理方面，文章对比了垂直分量观测曲线与常规矿井瞬变电磁曲线，提出了一套预处理技术和数据处理方法。针对水平分量数据，由于受到探头姿态变化的影响，研究中引入了趋势面提取技术来校正这些影响，并成功提取出纯异常场。通过对异常场形态和幅值的分析，可以确定异常体的中心方位角，从而实现压裂裂缝的定位。 此外，文章还讨论了如何利用Suffer和Voxler软件进行三维立体成像，这有助于直观理解压裂裂缝的分布和连通性。对于特殊的压裂裂缝，这种三维可视化技术显得尤为重要，因为它能够更精确地评估压裂效果和优化压裂设计。 此研究不仅对煤层气开采的地质监测提供了新的解决方案，而且对于提高水力压裂的效果评估效率和准确性具有重要意义。该方法的推广应用将有助于煤矿企业更好地理解和控制水力压裂过程，从而提升煤层气资源的开采效率和环境保护。