岩石液氮压裂的监测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种岩石液氮压裂的监测方法和装置，方法包括：获取模拟岩石；其中，模拟岩石上设置有模拟井筒；在模拟岩石的不同部位安装接收器，其中，接收器用于接收声发射信号；向模拟井筒内输入液氮压裂液，以使液氮压裂液能对模拟岩石进行压裂；在模拟岩石压裂的过程中，通过模拟岩石每个部位的接收器获取模拟岩石所产生的声发射信号；根据每个接收器所记录的声发射信号获取模拟岩石所产生的裂缝的空间位置。本申请实施方式提供了一种岩石液氮压裂的监测方法和装置，其能够监测液氮压裂时，岩石所产生的裂缝的空间位置。

Monitoring Method and Device for Rock Liquid Nitrogen Fracturing

The invention provides a monitoring method and device for rock liquid nitrogen fracturing, which includes: acquiring simulated rocks; installing simulated wellbore on simulated rocks; installing receivers at different parts of simulated rocks, where receivers are used to receive acoustic emission signals; inputting liquid nitrogen fracturing fluid into simulated wellbore to enable liquid nitrogen fracturing fluid to fracturing simulated rocks; In the process of rock fracturing simulation, the acoustic emission signals generated by simulated rocks are obtained by simulating the receivers at each part of the rock, and the spatial positions of the cracks generated by simulated rocks are obtained by the acoustic emission signals recorded by each receiver. The embodiment of this application provides a monitoring method and device for rock liquid nitrogen fracturing, which can monitor the space position of cracks generated by rock during liquid nitrogen fracturing.

【技术实现步骤摘要】
岩石液氮压裂的监测方法和装置
本专利技术涉及石油化工
，尤其涉及一种岩石液氮压裂的监测方法和装置。
技术介绍
压裂是指在采油或采气过程中，通过压裂液使油气层形成裂缝的一种方法。压裂时岩石的破裂机制是岩石力学研究的重要内容之一。现有技术中的压裂液一般使用的是水。但是随着石油开采技术的不断发展，液氮、液态二氧化碳等低温流体越来越多地应用到油气层的压裂施工中。采用液氮进行压裂可以增加岩石的裂纹复杂程度、提高油气的采收率。但是现有技术中关于液氮压裂时岩石的破裂机制研究的较少，且还没有能够监测液氮压裂时形成裂缝机制的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施方式提供了一种岩石液氮压裂的监测方法和装置，其能够监测液氮压裂时，岩石所产生的裂缝的空间位置。本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种岩石液氮压裂的监测方法，包括：获取模拟岩石；其中，所述模拟岩石上设置有模拟井筒；在所述模拟岩石的不同部位安装接收器，其中，所述接收器用于接收声发射信号；向所述模拟井筒内输入液氮压裂液，以使所述液氮压裂液能对所述模拟岩石进行压裂；在所述模拟岩石压裂的过程中，通过所述模拟岩石每个部位的所述接收器获取所述模拟岩石所产生的声发射信号；根据每个所述接收器所记录的所述声发射信号获取所述模拟岩石所产生的裂缝的空间位置。作为一种优选的实施方式，步骤获取模拟岩石；其中，所述模拟岩石上设置有模拟井筒；具体包括：制备模具，其中，所述模具内设置有空腔；将所述模拟井筒穿设于所述空腔内；向所述模具与所述模拟井筒之间的空腔内输入水泥浆，以使所述水泥浆能沿所述模拟井筒的外周壁凝固，形成所述模拟岩石；待所述水泥浆凝固后从所述模具内取出所述模拟岩石和所述模拟井筒。作为一种优选的实施方式，所述水泥浆由水泥、石英砂、以及水组成，其中，所述水泥、所述石英砂的质量比为1:1。作为一种优选的实施方式，当所述液氮压裂液从所述模拟岩石中流出时，停止向所述模拟井筒内注入所述液氮压裂液。作为一种优选的实施方式，其包括：用于向所述模拟井筒内注入液氮压裂液的注液系统，所述注液系统包括用于与所述模拟井筒相连通的第一容器、储存有所述液氮压裂液的自增压液氮罐以及高压氮气源，其中，所述自增压液氮罐与所述第一容器的底部相连通，所述高压氮气源与所述第一容器的顶部相连通，所述高压氮气源用于向所述第一容器内的所述液氮压裂液施加注入压力，以使所述液氮压裂液能在所述注入压力下以预定的流速流入所述模拟井筒内。作为一种优选的实施方式，所述高压氮气源包括储气罐、压缩机、具有第一输入端、第二输入端和输出端的增压泵、储存有所述液氮压裂液的氮气罐，其中，所述储气罐的一端与所述压缩机相连通，所述储气罐的另一端与所述增压泵的第一输入端相连通；所述增压泵的第二输入端与所述氮气罐相连通，所述增压泵的输出端与第一容器的顶部相连通，所述压缩机用于向所述储气罐内输入空气；所述增压泵用于对从所述氮气罐中流至所述增压泵内的氮气进行加压，并将加压后的氮气输入至所述第一容器内；所述储气罐中用于为所述增压泵提供增压介质。作为一种优选的实施方式，其包括：放大器和处理器，其中，所述放大器的一端与所述接收器电性连接，所述放大器的另一端与所述处理器电性连接，所述放大器用于对所述声发射信号进行放大以获取放大信号；所述处理器用于对所述放大信号进行降噪处理。作为一种优选的实施方式，所述模拟岩石的表面上开设有用于收容所述接收器的安装孔和用于安装导线的线槽，所述导线的一端与所述接收器电性连接，所述导线的另一端与所述放大器电性连接。作为一种优选的实施方式，步骤在所述模拟岩石的不同部位安装接收器，其中，所述接收器用于接收声发射信号之后，以及步骤向所述模拟井筒内输入液氮压裂液，以使所述液氮压裂液能对所述模拟岩石进行压裂之前，还包括：在所述模拟岩石的外壁上施加围压。作为一种优选的实施方式，步骤在所述模拟岩石的外壁上施加围压之前，还包括：在所述模拟岩石的外壁上涂布润滑剂。作为一种优选的实施方式，所述接收器的外壁上设置有绝热材料。一种岩石液氮压裂的监测装置，其包括：第一获取模块，所述第一获取模块用于获取模拟岩石；其中，所述模拟岩石上设置有模拟井筒；安装模块，所述安装模块用于在所述模拟岩石的不同部位安装接收器，其中，所述接收器用于接收声发射信号；压裂模块，所述压裂模块用于向所述模拟井筒内输入液氮压裂液，以使所述液氮压裂液能对所述模拟岩石进行压裂；第二获取模块，所述第二获取模块用于在所述模拟岩石压裂的过程中，通过所述模拟岩石每个部位的所述接收器获取所述模拟岩石所产生的声发射信号；第三获取模块，所述第三获取模块用于根据每个所述接收器所记录的所述声发射信号获取所述模拟岩石所产生的裂缝的空间位置。作为一种优选的实施方式，其包括：制备模块，所述制备模块用于制备模具，其中，所述模具内设置有空腔；穿设模块，所述穿设模块用于将所述模拟井筒穿设于所述空腔内；输入模块，所述输入模块用于向所述模具与所述模拟井筒之间的空腔内输入水泥浆，以使所述水泥浆能沿所述模拟井筒的外周壁凝固，形成所述模拟岩石；取出模块，所述取出模块用于待所述水泥浆凝固后从所述模具内取出所述模拟岩石和所述模拟井筒。本申请提供的岩石液氮压裂的监测方法和装置有益效果是：本申请实施方式所述的岩石液氮压裂的监测方法和装置通过在模拟岩石的不同部位安装用于接收声发射信号的接收器，每个部位的接受器能在液氮压裂液对模拟岩石进行压裂的过程中，获取模拟岩石所产生的声发射信号，从而能通过各个接收器所获得的同一裂缝所产生的声发射信号的时间差来计算该裂缝的空间位置。从而实现了能够监测液氮压裂时，岩石所产生的裂缝的空间位置。因此，本申请实施方式提供了一种岩石液氮压裂的监测方法和装置，其能够监测液氮压裂时，岩石所产生的裂缝的空间位置。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施方式提供的岩石液氮压裂的监测方法的流程图；图2是本专利技术一个实施方式提供的岩石液氮压裂的监测方法的示意图；图3是本专利技术一个实施方式提供的模拟岩石的结构示意图；图4是本专利技术一个实施方式提供的注液系统的结构示意图；图5是本专利技术一个实施方式提供的岩石液氮压裂的监测装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1、图2。本申请一种实施方式提供的岩石液氮压裂的监测方法，其可以包括：步骤S11：获取模拟岩石21；其中，模拟岩石21上设置有模拟井筒23；步骤S13：在模拟岩石21的不同部位安装接收器25，其中，接收器25用于接收声发射信号；步骤S15：向模拟井筒23内输入液氮压裂液，以使液氮压裂液能对模拟岩石21进行压裂；步骤S17：在模拟岩石21压裂的过程中，通过模拟岩石21每个部位的接收器25获取模拟岩石21所产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石液氮压裂的监测方法，其特征在于，包括：获取模拟岩石；其中，所述模拟岩石上设置有模拟井筒；在所述模拟岩石的不同部位安装接收器，其中，所述接收器用于接收声发射信号；向所述模拟井筒内输入液氮压裂液，以使所述液氮压裂液能对所述模拟岩石进行压裂；在所述模拟岩石压裂的过程中，通过所述模拟岩石每个部位的所述接收器获取所述模拟岩石所产生的声发射信号；根据每个所述接收器所记录的所述声发射信号获取所述模拟岩石所产生的裂缝的空间位置。

【技术特征摘要】
1.一种岩石液氮压裂的监测方法，其特征在于，包括：获取模拟岩石；其中，所述模拟岩石上设置有模拟井筒；在所述模拟岩石的不同部位安装接收器，其中，所述接收器用于接收声发射信号；向所述模拟井筒内输入液氮压裂液，以使所述液氮压裂液能对所述模拟岩石进行压裂；在所述模拟岩石压裂的过程中，通过所述模拟岩石每个部位的所述接收器获取所述模拟岩石所产生的声发射信号；根据每个所述接收器所记录的所述声发射信号获取所述模拟岩石所产生的裂缝的空间位置。2.根据权利要求1所述的岩石液氮压裂的监测方法，其特征在于，步骤获取模拟岩石；其中，所述模拟岩石上设置有模拟井筒；具体包括：制备模具，其中，所述模具内设置有空腔；将所述模拟井筒穿设于所述空腔内；向所述模具与所述模拟井筒之间的空腔内输入水泥浆，以使所述水泥浆能沿所述模拟井筒的外周壁凝固，形成所述模拟岩石；待所述水泥浆凝固后从所述模具内取出所述模拟岩石和所述模拟井筒。3.根据权利要求2所述的岩石液氮压裂的监测方法，其特征在于：所述水泥浆由水泥、石英砂、以及水组成，其中，所述水泥、所述石英砂的质量比为1:1。4.根据权利要求1所述的岩石液氮压裂的监测方法，其特征在于：当所述液氮压裂液从所述模拟岩石中流出时，停止向所述模拟井筒内注入所述液氮压裂液。5.根据权利要求1所述的岩石液氮压裂的监测方法，其特征在于，其包括：用于向所述模拟井筒内注入液氮压裂液的注液系统，所述注液系统包括用于与所述模拟井筒相连通的第一容器、储存有所述液氮压裂液的自增压液氮罐以及高压氮气源，其中，所述自增压液氮罐与所述第一容器的底部相连通，所述高压氮气源与所述第一容器的顶部相连通，所述高压氮气源用于向所述第一容器内的所述液氮压裂液施加注入压力，以使所述液氮压裂液能在所述注入压力下以预定的流速流入所述模拟井筒内。6.根据权利要求5所述的岩石液氮压裂的监测方法，其特征在于：所述高压氮气源包括储气罐、压缩机、具有第一输入端、第二输入端和输出端的增压泵、储存有所述液氮压裂液的氮气罐，其中，所述储气罐的一端与所述压缩机相连通，所述储气罐的另一端与所述增压泵的第一输入端相连通；所述增压泵的第二输入端与所述氮气罐相连通，所述增压泵的输出端与第一容器的顶部相连通，所述压缩机用于向所述储气罐内输入空气；所述增压泵用于对从所述氮气罐中流至所述增压泵内的氮气进行加压，并将加压后的氮气输入至所述第一容器内；所述储气罐中用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广清，陈磊，赵波，蒋永旺，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11