CN104656143A - 一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置及其实验方法；微地震监测压裂效果的实验装置包括中央控制系统及分别与中央控制系统连接的动态监测组件、静态监测组件和显示屏，所述动态监测组件包括激光多普勒测振仪，所述静态监测组件包括超声波发射装置和超声波接收装置，所述超声波发射装置和超声波接收装置均通过示波器与中央控制系统信号连接；模拟微地震监测压裂效果的实验方法包括模型建立、动态监测、静态监测、数据计算和图形模拟。该一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置及实验方法通过动态和静态两种方式对微地震事件进行监测，减小了测量误差，提高了数据监测的准确性，提升了监测效果，适合推广。

Description

一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，特别涉及一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置及其实验方法。

背景技术

国外常用的页岩气井水力压裂裂缝监测主要有直接近井筒裂缝监测、井下微地震监测方法、测斜仪监测和分布式声传感裂缝监测。对比分析了这几种裂缝监测方法的监测能力和适应性，在这些压裂监测技术中直接近井筒裂缝监测技术只作为补充技术，井下微地震裂缝监测是目前应用最广泛、最精确的方法。

但是由于地质情况的复杂性和多变性，现有技术的设备对于微地震裂缝监测得到的数据误差比较大，效果并不是很理想。

非常规油气的开发需要用到水力压裂技术，在储层产生裂缝，使气体流动以便有效开采。裂缝的产生往往会诱发微地震，因此通过微地震监测可以确定裂缝的分布，估计储层改造体积，以及确定地下的应力分布状态。微地震信号监测、微地震定位、微地震震源机制确定和微地震介质成像四个方面在应用上存在较大的。针对页岩存在较强的各向异性，我们发展了考虑各向异性的微地震定位算法和利用微地震信号确定介质各向异性参数的算法。实验室目前正在开发适合地面和井下微地震监测的实时和交互微地震处理和解释软件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置及实验方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种微地震监测压裂效果的实验装置，包括中央控制系统及分别与中央控制系统连接的动态监测组件、静态监测组件和显示屏，所述动态监测组件包括激光多普勒测振仪，所述静态监测组件包括超声波发射装置和超声波接收装置，所述超声波发射装置和超声波接收装置均通过示波器与中央控制系统信号连接。

作为优选，所述超声波发射装置包括一个超声波发射探头，所述超声波接收装置包括四个超声波接收探头，所述超声波发射探头两侧分别设有两个超声波接收探头，四个超声波接收探头均倾斜设置。

一种采用上述的一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置的实验方法，包括以下步骤：

1）模型建立：系统初始化，将过井地震剖面、速度资料、地质解释剖面、岩性剖面等数据输入中央控制系统，建立储层段的初始模型；

2）动态监测：对内层注入压裂液，通过激光多普勒测振仪采集微地震事件信号，将微地震信号转变成电压信号传输至中央控制系统，中央控制系统将接收到的电压信号转变成数字信号进行存储；

3）静态监测：停止注入压裂液，通过动态监测组件监测到微地震事件停止发生后，中央控制系统控制超声波发射探头发出超声波，超声波在裂缝处发生折射和反射，四个超声波接收探头从四个方向对发生折射和反射后的超声波进行接收，并将接收到的超声波信号通过示波器显示出来，同步地，四个超声波接收探头将数据信号传输至中央处理系统，中央处理系统将四个超声波信号转换成数字信号。

4）数据计算：通过中央控制系统比对动态监测组件和静态监测组件传送的数据，根据事件的空间分布，结合压裂曲线，确定裂缝空间展布和分布规律。

5）图形模拟：根据初始模型，通过显示屏显示出裂缝的模拟图像。

具体地，步骤3）中，当微地震事件停止发生60s后，超声波发射探头发出超声波。

本发明的有益效果是，该一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置及实验方法通过动态和静态两种方式对微地震事件进行监测，减小了测量误差，提高了数据监测的准确性，提升了监测效果，能够实现在实验室内模拟微地震监测技术评价压裂效果的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明模拟微地震监测压裂效果的实验装置结构示意图；

图中：1.中央控制系统，2. 激光多普勒测振仪，3.显示屏，4.超声波发射探头，5.超声波接收探头，6.示波器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置，包括中央控制系统1及分别与中央控制系统1连接的动态监测组件、静态监测组件和显示屏3，所述动态监测组件包括激光多普勒测振仪2，所述静态监测组件包括超声波发射装置和超声波接收装置，所述超声波发射装置和超声波接收装置均通过示波器6与中央控制系统1信号连接。

作为优选，所述超声波发射装置包括一个超声波发射探头4，所述超声波接收装置包括四个超声波接收探头5，所述超声波发射探头4两侧分别设有两个超声波接收探头5，四个超声波接收探头5均倾斜设置。

一种采用上述的一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置的实验方法，包括以下步骤：

1）模型建立：系统初始化，将过井地震剖面、速度资料、地质解释剖面、岩性剖面等数据输入中央控制系统1，建立储层段的初始模型；

2）动态监测：对内层注入压裂液，通过激光多普勒测振仪2采集微地震事件信号，将微地震信号转变成电压信号传输至中央控制系统1，中央控制系统1将接收到的电压信号转变成数字信号进行存储；

3）静态监测：停止注入压裂液，通过动态监测组件监测到微地震事件停止发生后，中央控制系统1控制超声波发射探头4发出超声波，超声波在裂缝处发生折射和反射，四个超声波接收探头5从四个方向对发生折射和反射后的超声波进行接收，并将接收到的超声波信号通过示波器6显示出来，同步地，四个超声波接收探头5将数据信号传输至中央处理系统1，中央处理系统1将四个超声波信号转换成数字信号。

4）数据计算：通过中央控制系统1比对动态监测组件和静态监测组件传送的数据，根据事件的空间分布，结合压裂曲线，确定裂缝空间展布和分布规律。

5）图形模拟：根据初始模型，通过显示屏显示出裂缝的模拟图像。

具体地，步骤3）中，当微地震事件停止发生60s后，超声波发射探头4发出超声波。

与现有技术相比，该微地震监测压裂效果的实验装置及其实验方法通过动态和静态两种方式对微地震事件进行监测，减小了测量误差，提高了数据监测的准确性，提升了监测效果，达到实验室内模拟评价的效果。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置，其特征在于，包括中央控制系统及分别与中央控制系统连接的动态监测组件、静态监测组件和显示屏，所述动态监测组件包括激光多普勒测振仪，所述静态监测组件包括超声波发射装置和超声波接收装置，所述超声波发射装置和超声波接收装置均通过示波器与中央控制系统信号连接。

2.一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置，其特征在于，所述超声波发射装置包括一个超声波发射探头，所述超声波接收装置包括四个超声波接收探头，所述超声波发射探头两侧分别设有两个超声波接收探头，四个超声波接收探头均倾斜设置。

3.一种采用如权利要求1-2任一项所述的一种模拟微地震监测压裂效果的实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）模型建立：系统初始化，将过井地震剖面、速度资料、地质解释剖面、岩性剖面等数据输入中央控制系统，建立储层段的初始模型；

2）动态监测：对内层注入压裂液，通过激光多普勒测振仪采集微地震事件信号，将微地震信号转变成电压信号传输至中央控制系统，中央控制系统将接收到的电压信号转变成数字信号进行存储；

3）静态监测：停止注入压裂液，通过动态监测组件监测到微地震事件停止发生后，中央控制系统控制超声波发射探头发出超声波，超声波在裂缝处发生折射和反射，四个超声波接收探头从四个方向对发生折射和反射后的超声波进行接收，并将接收到的超声波信号通过示波器显示出来，同步地，四个超声波接收探头将数据信号传输至中央处理系统，中央处理系统将四个超声波信号转换成数字信号；

4）数据计算：通过中央控制系统比对动态监测组件和静态监测组件传送的数据，根据事件的空间分布，结合压裂曲线，确定裂缝空间展布和分布规律；

5）图形模拟：根据初始模型，通过显示屏显示出裂缝的模拟图像。

4.如权利要求3所述的一种模拟微地震监测压裂效果的方法，其特征在于，步骤3）中，当微地震事件停止发生60s后，超声波发射探头发出超声波。