一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统及方法技术方案

本发明专利技术属于非常规储层油气井技术领域，公开了一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统及方法，非常规储层油气井的水力压裂改造系统包括：压力检测模块、深度检测模块、数据传输模块、中央控制模块、驱动模块、灌入模块、油气储存模块、生产分析模块、评价模块、显示模块。本发明专利技术通过生产分析模块提高了生产数据(尤其是日产量)间断、波动较大的油气井的生产数据解释精度，提高了产量和压力历史拟合效果，大大提高了解释精度，降低了多解性；同时，通过评价模块根据影响因素的选取、评价体系的建立、权重计算以及指标和评价标准的设置，有效地对油气井套管的可靠性进行评价，可以得出客观有效的评价结果。

【技术实现步骤摘要】
一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统及方法
本专利技术属于非常规储层油气井
，尤其涉及一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统及方法。
技术介绍
目前，油气井是人类勘探与开发地下石油与天然气资源必不可少的信息和物质通道。油气井工程，是围绕油气井的建设、测量与防护而实施的资金和技术密集型工程，主要包括油气勘探开发钻井与完井工程、油气井测量与测试工程，以及油气井防护与修复工程等，是油气勘探开发的基本环节。油气井工程学科的建设与发展，不仅对石油与天然气工业具有不可或缺的重要作用，而且还对地热、可燃冰、煤层气及固体矿产资源的勘探与开发，以及对地球科学研究、环境检测与治理、现代城市基础设施建设等，都具有重要意义。然而，现有非常规储层油气井的水力压裂改造方法对油气井生产数据分析具有很强的不确定性和多解性；同时，没有有效地关于油气井套管安全的评价方法，无法针对性的提出油气田井筒失效的防护与修复措施，无法保证注采关系的完善与协调。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有非常规储层油气井的水力压裂改造方法对油气井生产数据分析具有很强的不确定性和多解性；同时，没有有效地关于油气井套管安全的评价方法，无法针对性的提出油气田井筒失效的防护与修复措施，无法保证注采关系的完善与协调。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统包括：压力检测模块、深度检测模块、数据传输模块、中央控制模块、驱动模块、灌入模块、油气储存模块、生产分析模块、评价模块、显示模块；压力检测模块，与数据传输模块连接，用于通过压力传感器检测油层岩石的破裂压力数据；深度检测模块，与数据传输模块连接，用于通过深度探测器探测油气井深度数据；数据传输模块，与压力检测模块、深度检测模块、中央控制模块连接，用于通过传输设备将检测的压力、深度数据传输到中央控制模块；中央控制模块，与数据传输模块、驱动模块、灌入模块、油气储存模块、生产分析模块、评价模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；驱动模块，与中央控制模块连接，用于通过高压泵提供灌入压裂液驱动力；灌入模块，与中央控制模块连接，用于通过井筒向油层灌入具有较高粘度的压裂液；油气储存模块，与中央控制模块连接，用于通过气罐收集存储油气；生产分析模块，与中央控制模块连接，用于通过分析程序对油气井生产数据进行分析；评价模块，与中央控制模块连接，用于通过评价程序对油气井套管可靠性进行评价；显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的压力、深度数据及分析结果、评价结果。所述压力检测模块包括有多个分布在不同位置的压力检测单元，所述压力检测单元包括：采样子单元，用于实时检测压力并形成反映压力值的采样数据；数据处理子单元，用于接收采样数据并用于输出中间数据，中间数据包括依次包括触发信号、占空字段以及对应的所述采样数据；增益子单元，用于接收并读取所述采样数据并输出通讯数据，所述增益单元读取所述触发信号时，将增益信号叠加至所述中间数据中的占空字段以形成所述通讯数据；输出子单元，用于将所述通讯数据输出至通讯总线。进一步，所述深度检测模块包括：水准检测单元，用于通过水准仪对深度检测设备的水平性进行检测；超声波传感单元，用于产生并向限定范围发射超声波，捕获来自物体的反射超声波，并输入给深度图像模块；深度图像单元，用于接收反射超声波，并生成关于该反射超声波范围内的深度图像，并输入给数据控制模块；数据处理单元，用于接收所述深度图像，并对所述深度图像中的身体部分或全身进行识别定位，并转换为能被识别的数据传输到中央控制模块。进一步，所述超声波传感单元包括：脉冲震荡器，用于产生断续脉冲，并传送给发送换能器；发送换能器，用于接收来自脉冲震荡器的断续脉冲，并转换成超声波，并发射有一定范围限制的窄波束；接收换能器，用于接收来自物体的反射超声波，并转换为电信号传输给深度图像模块。进一步，所述深度图像单元包括：深度重构子单元，用于接收由反射超声波转换得到的电信号，根据深度重构规则对该电信号包含的图像信息实时进行深度重构，生成关于该反射超声波范围的深度图像。本专利技术的另一目的在于提供一种非常规储层油气井的水力压裂改造方法，具体包括以下步骤：步骤一，通过压力检测模块利用压力传感器检测油层岩石的破裂压力数据；通过深度检测模块利用深度探测器探测油气井深度数据；步骤二，通过数据传输模块利用传输设备将检测的压力、深度数据传输到中央控制模块；步骤三，中央控制模块通过驱动模块利用高压泵提供灌入压裂液驱动力；步骤四，通过灌入模块利用井筒向油层灌入具有较高粘度的压裂液；通过油气储存模块利用气罐收集存储油气；步骤五，通过生产分析模块利用分析程序对油气井生产数据进行分析；通过评价模块利用评价程序对油气井套管可靠性进行评价；步骤六，通过显示模块利用显示器显示检测的压力、深度数据及分析结果、评价结果。进一步，所述生产分析模块分析方法如下：(1)通过分析程序根据原始地层压力、井底流压和日产量构建待分析井的产量规整化压力函数或产量规整化拟压力函数；(2)根据所述产量规整化压力函数或产量规整化拟压力函数，基于累产量确定双对数图版绘制函数，根据所述双对数图版绘制函数绘制产量规整化压力双对数图版或产量规整化拟压力双对数图版；(3)根据获取到的产量规整化压力双对数图版或产量规整化拟压力双对数图版中的实测数据对所述产量规整化压力双对数图版或产量规整化拟压力双对数图版进行拟合，并根据双对数图版拟合结果以及产量与压力历史拟合结果确定出待分析井的相关参数。进一步，所述步骤(1)中，如果所述待分析井为油井，则根据如下表达式构建所述产量规整化压力函数：如果所述待分析井为气井，则根据如下表达式计算所述产量规整化拟压力函数：其中，RNP表示产量规整化压力或产量规整化拟压力，pi表示原始地层压力，pwf表示井底压力，t表示时间，q表示产量，ψi表示气井原始地层拟压力，ψwf表示气井井底拟压力。进一步，所述步骤(2)中，根据所述产量规整化压力函数确定产量规整化压力导数函数，根据所述产量规整化压力函数和产量规整化压力导数函数构建所述产量规整化压力双对数图版；或，根据所述产量规整化压力函数确定产量规整化压力积分函数，并根据所述产量规整化压力积分函数确定产量规整化压力积分导数函数，根据所述产量规整化压力积分函数和产量规整化压力积分导数函数构建所述产量规整化压力双对数图版；或，根据所述产量规整化压力函数确定产量规整化压力导数函数和产量规整化压力积分函数，并根据所述产量规整化压力积分函数确定产量规整化压力积分导数函数，根据所述产量规整化压力函数、产量规整化压力导数函本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统，其特征在于，所述非常规储层油气井的水力压裂改造系统包括：/n压力检测模块、深度检测模块、数据传输模块、中央控制模块、驱动模块、灌入模块、油气储存模块、生产分析模块、评价模块、显示模块；/n压力检测模块，与数据传输模块连接，用于通过压力传感器检测油层岩石的破裂压力数据；/n深度检测模块，与数据传输模块连接，用于通过深度探测器探测油气井深度数据；/n数据传输模块，与压力检测模块、深度检测模块、中央控制模块连接，用于通过传输设备将检测的压力、深度数据传输到中央控制模块；/n中央控制模块，与数据传输模块、驱动模块、灌入模块、油气储存模块、生产分析模块、评价模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；/n驱动模块，与中央控制模块连接，用于通过高压泵提供灌入压裂液驱动力；/n灌入模块，与中央控制模块连接，用于通过井筒向油层灌入具有较高粘度的压裂液；/n油气储存模块，与中央控制模块连接，用于通过气罐收集存储油气；/n生产分析模块，与中央控制模块连接，用于通过分析程序对油气井生产数据进行分析；/n评价模块，与中央控制模块连接，用于通过评价程序对油气井套管可靠性进行评价；/n显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的压力、深度数据及分析结果、评价结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种非常规储层油气井的水力压裂改造系统，其特征在于，所述非常规储层油气井的水力压裂改造系统包括：
压力检测模块、深度检测模块、数据传输模块、中央控制模块、驱动模块、灌入模块、油气储存模块、生产分析模块、评价模块、显示模块；
压力检测模块，与数据传输模块连接，用于通过压力传感器检测油层岩石的破裂压力数据；
深度检测模块，与数据传输模块连接，用于通过深度探测器探测油气井深度数据；
数据传输模块，与压力检测模块、深度检测模块、中央控制模块连接，用于通过传输设备将检测的压力、深度数据传输到中央控制模块；
中央控制模块，与数据传输模块、驱动模块、灌入模块、油气储存模块、生产分析模块、评价模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；
驱动模块，与中央控制模块连接，用于通过高压泵提供灌入压裂液驱动力；
灌入模块，与中央控制模块连接，用于通过井筒向油层灌入具有较高粘度的压裂液；
油气储存模块，与中央控制模块连接，用于通过气罐收集存储油气；
生产分析模块，与中央控制模块连接，用于通过分析程序对油气井生产数据进行分析；
评价模块，与中央控制模块连接，用于通过评价程序对油气井套管可靠性进行评价；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的压力、深度数据及分析结果、评价结果。


2.如权利要求1所述的非常规储层油气井的水力压裂改造系统，其特征在于，所述压力检测模块包括有多个分布在不同位置的压力检测单元，所述压力检测单元包括：
采样子单元，用于实时检测压力并形成反映压力值的采样数据；
数据处理子单元，用于接收采样数据并用于输出中间数据，中间数据包括依次包括触发信号、占空字段以及对应的所述采样数据；
增益子单元，用于接收并读取所述采样数据并输出通讯数据，所述增益单元读取所述触发信号时，将增益信号叠加至所述中间数据中的占空字段以形成所述通讯数据；
输出子单元，用于将所述通讯数据输出至通讯总线。


3.如权利要求1所述的非常规储层油气井的水力压裂改造系统，其特征在于，所述深度检测模块包括：
水准检测单元，用于通过水准仪对深度检测设备的水平性进行检测；
超声波传感单元，用于产生并向限定范围发射超声波，捕获来自物体的反射超声波，并输入给深度图像模块；
深度图像单元，用于接收反射超声波，并生成关于该反射超声波范围内的深度图像，并输入给数据控制模块；
数据处理单元，用于接收所述深度图像，并对所述深度图像中的身体部分或全身进行识别定位，并转换为能被识别的数据传输到中央控制模块。


4.如权利要求3所述的非常规储层油气井的水力压裂改造系统，其特征在于，所述超声波传感单元包括：
脉冲震荡器，用于产生断续脉冲，并传送给发送换能器；
发送换能器，用于接收来自脉冲震荡器的断续脉冲，并转换成超声波，并发射有一定范围限制的窄波束；
接收换能器，用于接收来自物体的反射超声波，并转换为电信号传输给深度图像模块；
所述深度图像单元包括：
深度重构子单元，用于接收由反射超声波转换得到的电信号，根据深度重构规则对该电信号包含的图像信息实时进行深度重构，生成关于该反射超声波范围的深度图像。


5.一种基于如权利要求1-4任意一项所述的非常规储层油气井的水力压裂改造系统的非常规储层油气井的水力压裂改造方法，其特征在于，所述非常规储层油气井的水力压裂改造方法包括以下步骤：
步骤一，通过压力检测模块利用压力传感器检测油层岩石的破裂压力数据；通过深度检测模块利用深度探测器探测油气井深度数据；
步骤二，通过数据传输模块利用传输设备将检测的压力、深度数据传输到中央控制模块；
步骤三，中央控制模块通过驱动模块利用高压泵提供灌入压裂液驱动力；
步骤四，通过灌入模块利用井筒向油层灌入具有较高粘度的压裂液；通过油气储存模块利用气罐收集存储油气；
步骤五，通过生...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘名名，王璐，金鑫，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51