一种油气井下实时监测压裂方法、系统及装置制造方法及图纸

一种油气井下实时监测压裂方法、系统及装置，其监测压裂方法包括以下步骤：获取压裂电位数据；对压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，得到优化电位数据；根据优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；根据压裂波及体体积和多个点云坐标，建立三维压裂体积模型。根据本发明专利技术实施例的油气井下实时监测压裂方法，在多个时间周期下获取由多个压裂波及体体积所组成的压裂波及范围，以及多组点云坐标，从而建立具有不断演化的多时刻叠加渐变的三位压裂体积模型，使得在监测压裂施工过程的时间推移中，可定量表征实时的压裂情形，解决了当前难以对压裂做定量评价的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种油气井下实时监测压裂方法、系统及装置


[0001]本专利技术涉及油气压裂施工开采
，特别涉及一种油气井下实时监测压裂方法、系统及装置。

技术介绍

[0002]随着石油天然气开采技术水平的不断提高，各类低渗、致密油气储层逐渐成为油气开采的重要场所。为了能将油气从这些低渗、致密储层中开采出来，常常需要利用人工压裂改造技术在低渗、致密储层中改造形成人工压裂裂缝网络。而压裂过程中需要了解当前压裂效果，从而指导压裂施工，达到更加优化的产气产油成果。故建立这些低渗、致密油气压裂裂缝体积分布成为关键技术问题。这不仅关系着实施压裂井人工压裂改造效果的评价问题，还关系着压后井生产模拟及对应的开采技术政策制定及如何科学、合理实施的问题。
[0003]油气生产过程的储层压裂改造技术已经在世界范围内得到了广泛的推广应用，然而对于当前人工压裂技术，其实施效果体现在通过压裂后单井产量的变化来分析压裂，或者通过地层电位监测来做定性判断，因此当前压裂技术缺乏对地层电位信号的定量分析与利用，难以获取更直观且详细的实时压裂过程。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，提出了一种油气井下实时监测压裂方法，解决了当前压裂技术缺乏对地层电位信号的定量分析与利用，难以获取更直观且详细的实时压裂过程的问题。
[0005]同时，本专利技术还提出了一种油气井下实时监测压裂系统和一种油气井下实时监测压裂装置。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例的油气井下实时监测压裂方法，包括以下步骤：
[0007]获取压裂电位数据，所述压裂电位数据包括多个电位差采集值，多个所述电位差采集值由压裂监测结构采集获得，所述压裂监测结构包括皆布设于油气井所对应地表上的多个信号检测单元，多个所述信号检测单元构成四条测线，四条所述测线包括相互平行设置的第一平行测线、第二平行测线，以及皆与所述第一平行测线垂直的第一垂直测线、第二垂直测线，所述第一平行测线和所述第二平行测线皆沿油气井的水平井段平行布置，每个所述信号检测单元皆用于在信号发射单元发射交流激励信号时采集所述信号检测单元与所述油气井的井筒之间的电位差采集值；
[0008]对所述压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，得到优化电位数据，所述优化电位数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个电位差优化值；
[0009]根据所述优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；
[0010]根据所述压裂波及体体积和多个所述点云坐标，建立三维压裂体积模型。
[0011]根据本专利技术的油气井下实时监测压裂方法，至少具有如下技术效果：利用多个所述信号检测单元来获得压裂电位数据，并经过预处理来实现数据优化，从而提升压裂的缝
长、缝厚等相关物理信息的计算精度；对预处理后的优化电位数据进行计算，以获得点云坐标，从而可实现对三维压裂体积模型的构建。由于压裂电位数据由多个所述信号检测单元在多个时间段下所监测的电位差采集值组成，同时在一个时间段下可获取压裂波及体体积和一组点云坐标，因此在多个时间周期下便可获取由多个压裂波及体体积所组成的压裂波及范围，以及多组点云坐标，从而建立具有不断演化的多时刻叠加渐变的三位压裂体积模型，使得在监测压裂施工过程的时间推移中，可定量表征实时的压裂情形，解决了当前难以对压裂做定量评价的问题。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述对所述压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，包括以下步骤：
[0013]对所述压裂电位数据进行归一化处理，以获得归一化特征参数数据，所述归一化特征参数数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个归一化特征参数值；
[0014]获取背景特征参数数据，所述背景特征参数数据用于表征所述油气井未进行压裂时所述压裂波及体对应的地表上的电场数据，所述背景特征参数数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个背景特征参数值；
[0015]对所述归一化特征参数数据和所述背景特征参数数据进行减法运算，获得背景场消除电位数据，所述背景场消除电位数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个背景场消除电位值；
[0016]获取所述归一化特征参数数据中的最小值，并记作最小归一化特征参数；
[0017]对所述背景场消除电位数据和所述最小归一化特征参数进行减法运算，以消除直流偏移并获得所述优化电位数据。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述背景特征参数数据由以下步骤得到：
[0019]获取油气井下未进行压裂时多个所述信号检测单元所采集的多个电位差初始值；
[0020]对多个所述电位差初始值依次进行归一化处理、中位值滤波处理，以获得背景特征参数数据。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，多个所述点云坐标由以下步骤得到：
[0022]获取所述交流激励信号的电流值、地层中均匀介质的电阻率值、多个油气井下的压裂射孔位置、多个所述信号检测单元离油气井的相对位置；
[0023]根据所述优化电位数据、所述交流激励信号大小、多个所述压裂射孔位置、多个所述信号检测单元离油气井的相对位置、所述地层中均匀介质的电阻率大小，计算油气井下压裂处多个不同位置的缝长、缝长垂直方向夹角、缝长水平方向夹角；
[0024]根据多个所述缝长、多个所述缝长垂直方向夹角、多个所述缝长水平方向夹角，来计算多个所述点云坐标。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，计算所述缝长、所述缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：
[0026][0027][0028][0029]L＝l1+l2，
[0030]其中，U
C
表示所述优化电位数据中任意一所述信号检测单元的坐标为(x,y,z)的所述电位差优化值，(x,y,z)表示所述信号检测单元离油气井的相对位置，I表示所述交流激励信号大小，ρ表示所述地层中均匀介质的电阻率大小。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，利用任意一所述压裂射孔位置的坐标和任意一所述信号检测单元的坐标，并通过多组计算，来获得多个所述缝长水平方向夹角。
[0032]根据本专利技术的一些实施例，计算多个所述点云坐标由以下关系数学模型进行约束：
[0033]x
i
＝L
·
cosθ，y
i
＝L
·
sinθ，H
i
＝L
·
cosα，
[0034]其中，(x
i
,y
i
,H
i
)表示所述点云坐标，L表示缝长，H
i
表示缝厚，θ表示缝长水平方向夹角，α表示缝长垂直方向夹角。
[0035]根据本专利技术的一些实施例，所述压裂波及体体积由以下步骤得到：
[0036]根据所述缝长和所述缝厚，并基于插值算法来获得空间点云体，所述空间点云体包括多个空间点云；
[0037]对所述空间点云体进行平面剖切，获得剖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：获取压裂电位数据，所述压裂电位数据包括多个电位差采集值，多个所述电位差采集值由压裂监测结构采集获得，所述压裂监测结构包括皆布设于油气井所对应地表上的多个信号检测单元，多个所述信号检测单元构成四条测线，四条所述测线包括相互平行设置的第一平行测线、第二平行测线，以及皆与所述第一平行测线垂直的第一垂直测线、第二垂直测线，所述第一平行测线和所述第二平行测线皆沿油气井的水平井段平行布置，每个所述信号检测单元皆用于在信号发射单元(100)发射交流激励信号时采集所述信号检测单元与所述油气井的井筒之间的电位差采集值；对所述压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，得到优化电位数据，所述优化电位数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个电位差优化值；根据所述优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；根据所述压裂波及体体积和多个所述点云坐标，建立三维压裂体积模型。2.根据权利要求1所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，所述对所述压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，包括以下步骤：对所述压裂电位数据进行归一化处理，以获得归一化特征参数数据，所述归一化特征参数数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个归一化特征参数值；获取背景特征参数数据，所述背景特征参数数据用于表征所述油气井未进行压裂时所述压裂波及体对应的地表上的电场数据，所述背景特征参数数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个背景特征参数值；对所述归一化特征参数数据和所述背景特征参数数据进行减法运算，获得背景场消除电位数据，所述背景场消除电位数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个背景场消除电位值；获取所述归一化特征参数数据中的最小值，并记作最小归一化特征参数；对所述背景场消除电位数据和所述最小归一化特征参数进行减法运算，以消除直流偏移并获得所述优化电位数据。3.根据权利要求2所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，所述背景特征参数数据由以下步骤得到：获取油气井下未进行压裂时多个所述信号检测单元所采集的多个电位差初始值；对多个所述电位差初始值依次进行归一化处理、中位值滤波处理，以获得背景特征参数数据。4.根据权利要求1所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，多个所述点云坐标由以下步骤得到：获取所述交流激励信号的电流值、地层中均匀介质的电阻率值、多个油气井下的压裂射孔位置、多个所述信号检测单元离油气井的相对位置；根据所述优化电位数据、所述交流激励信号大小、多个所述压裂射孔位置、多个所述信号检测单元离油气井的相对位置、所述地层中均匀介质的电阻率大小，计算油气井下压裂处多个不同位置的缝长、缝长垂直方向夹角、缝长水平方向夹角；根据多个所述缝长、多个所述缝长垂直方向夹角、多个所述缝长水平方向夹角，来计算多个所述点云坐标。
5.根据权利要求4所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，计算所述缝长、所述缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：述缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：述缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：...

【专利技术属性】
技术研发人员：连武卿，颜晓华，孟超，张庭伟，李骥，别勇杰，
申请(专利权)人：湖南继善高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：