專利名稱：基于動電耦合的水力壓裂裂縫監測裝置及監測方法
技術領域：
本發明涉及一種石油開發領域中的地球物理勘探方法，尤其是基于動電耦合水力壓裂裂縫監測裝置及監測方法。
背景技術：
水力壓裂作為油氣增產的主要措施已被廣泛應用于現代石油工業，我國油田廣泛使用地面微地震及井地電法實現水力壓裂裂縫 監測。但都未提及水力壓裂過程中壓裂液在裂縫周圍產生的濾失區域問題，例如專利號為CN102466811A公開了一種微地震監測系統和方法，雖然在原有微地震探測方法基礎上減少了需要傳輸的微地震測量數據，提高了傳輸效率，降低了采集成本，但未考慮到濾失區域對探測結果的影響。專利號為CN1536373的專利公開了一種網絡充電電位方法，提出了一種井-地電位監測方法，可以達到探測井下流體幾何參量的目的，但未考慮到濾失區域對探測結果的影響。以上方法都可以實現水力壓裂裂縫監測，但都存在以下問題I、地面微地震監測方法，水力壓裂過程中由于地層破裂是由應力場變化引起的，壓裂液在裂縫和地層壓力差作用下不可避免地會向地層濾失，產生了濾失區域。因此除了在裂縫邊界處，在濾失區域也可以誘發微地震事件，從而導致了微地震方法的裂縫監測結果通常要超過實際裂縫邊界；2、井-地電位、電位梯度監測方法，由于井地電法測量的是壓裂前后儲層的電阻率變化，而裂縫周圍的濾失區域由于壓裂液的滲漏，電阻率也發生變化(降低)，因此井地電法的裂縫形態探測結果通常也要超過實際裂縫尺寸。因而微震法及井地電法都存在裂縫監測結果超過實際裂縫尺寸的問題。本專利提出一種基于動電耦合水力壓裂裂縫監測方法，解決了監測結果超過實際裂縫尺寸的問題，同時本方法成本低、現場實施方便，并且可以進行裂縫的動態監測顯示，在國內尚未見相近的文獻或專利報道。
發明內容
本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種基于動電耦合的水力壓裂裂縫監測裝置；本發明的另一目的是提出一種基于動電耦合的水力壓裂裂縫監測方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的基于動電耦合的水力壓裂裂縫監測裝置，是由校準模塊、接地電阻測量模塊和信號通道分別與MUX連接，MUX經信號調理模塊、ADC、FIFO和微控制器與上位機連接，上位機經功能選擇模塊與MUX連接，微控制器經CPLD與ADC連接，CPLD與FIFO連接，校準模塊經開關和DAC與微控制器連接，或者信號調理模塊經開關和DAC與微控制器連接構成。基于動電耦合的水力壓裂裂縫的監測方法，包括以下步驟a、測試前的準備工作，根據監測井井場條件、周邊環境、壓裂井射孔分布方式確定布極半徑和布極個數布極個數通常是布極個數=360° /(2*測量角度誤差)計算設定；布極半徑通常以井深的1/2-1/3作為假設半徑，根據下述公式計算各通道動電耦合電位，將動電耦合電位滿足儀器分辨率的最大半徑定為實際布極半徑R X 方向電場
權利要求
1.一種基于動電耦合的水力壓裂裂縫監測裝置，其特征在于，是由校準模塊、接地電阻測量模塊和信號通道分別與MUX連接，MUX經信號調理模塊、ADC、FIFO和微控制器與上位機連接，上位機經功能選擇模塊與MUX連接，微控制器經CPLD與ADC連接，CPLD與FIFO連接，校準模塊經開關和DAC與微控制器連接，或者信號調理模塊經開關和DAC與微控制器連接構成。
2.一種基于動電耦合的水力壓裂裂縫的監測方法，其特征在于，包括以下步驟 a、測試前的準備工作，根據監測井井場條件、周邊環境、壓裂井射孔分布方式確定布極半徑和布極個數布極個數通常是布極個數=360° /(2*測量角度誤差)計算設定； 布極半徑通常以井深的1/2-1/3作為假設半徑，根據下述公式計算各通道動電耦合電位，將動電耦合電位滿足儀器分辨率的最大半徑定為實際布極半徑R
全文摘要
本發明涉及一種基于動電耦合的水力壓裂裂縫監測裝置及監測方法。裝置主要是由前端調理模塊、數據采集模塊和主控模塊三部分組成。監測方法包括確定布設電極半徑和電極個數，以壓裂井為中心，使用GPS定位逆時針等角度鋪設一圈接收電極，井口布置一個參考電極，并將所有的電極通過電纜分別與監測裝置相連；上位機通過監測裝置對每個通道動電耦合電位數據自動采集與存儲，通過USB將采集到的動電耦合電位數據送到上位機進行數據解釋。能夠監測多方向的壓裂裂縫走向；采用GPS確保每一接收電極準確定位；解決了探測結果超過實際裂縫尺寸的問題，給出了實際裂縫的探測結果，提高了裂縫監測的準確度，并實現了水力壓裂裂縫實時監測。
文檔編號G01V3/26GK102768370SQ20121028701
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月11日 優先權日2012年8月11日
發明者朱凱光, 李亭亭, 李振峰, 李雪濤, 林君, 王佳, 賈正森, 邱春玲 申請人:吉林大學