CN111413206A - 水击压力波信号模拟系统 - Google Patents

Abstract

本说明书提供了一种水击压力波信号模拟系统，其中，该系统包括流体储集罐、柱塞泵、柱塞泵控制台、加砂装置、储砂装置、模拟裂缝、至少两个高频压力传感器和管路；流体储集罐、柱塞泵、加砂装置、模拟裂缝和至少两个高频压力传感器通过管路依次连接；柱塞泵控制台与柱塞泵连接，以控制柱塞泵是否工作；在柱塞泵工作时用于将流体储集罐中的流体注入管路；加砂装置与储砂装置连接，用于将储砂装置中的支撑剂加入到管路中并将流体和支撑剂搅拌成压裂液；至少两个高频压力传感器用于在停泵时检测管路中的水击压力波信号。上述方案可以模拟水力压裂中停泵时形成的水击压力波信号，为基于水击压力波进行压裂诊断提供基础。

Description

水击压力波信号模拟系统

技术领域

本申请涉及油气田开发压裂技术领域，特别涉及一种水击压力波信号模拟系统。

背景技术

目前，水力压裂是非常规油气开发的重要手段。水力压裂通过在地面泵入流体在地层压开裂缝，提供油气运移的通道。压裂诊断用于分析压裂井底裂缝位置与形态，评估压裂效果，为压裂设计和优化提供依据。

然而，由于水力压裂施工是在井下上千米进行，井底地质条件复杂，因此，压裂施工后裂缝的位置尺寸等特征复杂，难以直接预测。常用的压裂监测手段存在成本高、操作复杂且施工难度高等问题。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本说明书实施例提供了一种水击压力波信号模拟系统，以解决现有技术中压裂监测手段存在成本高、操作复杂且施工难度高等问题。

本说明书实施例提供了一种水击压力波信号模拟系统，包括：流体储集罐、柱塞泵、柱塞泵控制台、加砂装置、储砂装置、模拟裂缝、至少两个高频压力传感器和管路；其中，流体储集罐、柱塞泵、加砂装置、模拟裂缝和至少两个高频压力传感器通过管路依次连接；柱塞泵控制台与柱塞泵连接，用于控制柱塞泵是否工作；在柱塞泵工作时，柱塞泵用于将流体储集罐中储集的流体注入管路中；储砂装置与加砂装置连接，加砂装置用于将储砂装置中的支撑剂加入到管路中，并用于将流体和支撑剂进行搅拌，形成压裂液，压裂液经由管路进入模拟裂缝中；至少两个高频压力传感器用于在柱塞泵停泵时检测管路中的水击压力波信号。

在一个实施例中，系统还包括模拟裂缝调节阀门，模拟裂缝调节阀门用于调节模拟裂缝的宽度。

在一个实施例中，系统还包括漏失控制阀门，漏失控制阀门用于控制模拟裂缝的出口流量。

在一个实施例中，管路为循环管路；系统还包括总阀门和过滤罐，其中，总阀门和过滤罐均设置在循环管路中，设置在至少两个高频压力传感器和流体储集罐之间，过滤罐用于过滤流体和支撑剂的混合物，并将过滤后得到的流体加入流体储集罐中。

在一个实施例中，至少两个高频压力传感器的频率为500Hz以上。

在一个实施例中，数据采集器和数据处理器；数据采集器分别与至少两个高频压力传感器中的各高频压力传感器连接，用于采集至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号；数据处理器与数据采集器连接，用于获取数据采集器采集的水击压力波信号，并根据水击压力波信号确定模拟裂缝的位置。

在一个实施例中，至少两个高频压力传感器包括两个高频压力传感器；数据处理器根据两个高频压力传感器检测到水击压力波信号的时间差确定水击压力波信号的波速；数据处理器对两个高频压力传感器中的一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号进行频谱分析，确定模拟裂缝的反射时间，并根据波速和反射时间确定模拟裂缝的位置。

本说明书实施例还提供了一种基于上述任意实施例中所述的水击压力波模拟系统的模拟裂缝位置确定方法，包括：获取至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号；基于至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器中各高频压力传感器检测到水击压力波信号的时间，计算水击压力波信号的波速；根据至少两个高频压力传感器中一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号，确定模拟裂缝的反射时间；利用水击压力波信号的波速和模拟裂缝的反射时间确定模拟裂缝的位置。

本说明书实施例还提供了一种基于上述任意实施例中所述的水击压力波模拟系统的模拟裂缝位置确定装置，包括：获取模块，用于获取至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号；计算模块，用于基于至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器中各高频压力传感器检测到水击压力波信号的时间，计算水击压力波信号的波速；第一确定模块，用于根据至少两个高频压力传感器中一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号，确定模拟裂缝的反射时间；第二确定模块，用于利用水击压力波信号的波速和模拟裂缝的反射时间确定模拟裂缝的位置。

本说明书实施例还提供一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的模拟裂缝位置确定方法的步骤。

本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现上述任意实施例中所述的模拟裂缝位置确定方法的步骤。

在本说明书实施例中，提供了一种水击压力波信号模拟系统，该系统包括流体储集罐、柱塞泵、柱塞泵控制台、加砂装置、储砂装置、模拟裂缝、至少两个高频压力传感器和管路，流体储集罐、柱塞泵、加砂装置、模拟裂缝和至少两个高频压力传感器通过管路依次连接，柱塞泵控制台与柱塞泵连接，用于控制柱塞泵是否工作，在柱塞泵工作时，柱塞泵用于将流体储集罐中储集的流体注入管路中；储砂装置与加砂装置连接，加砂装置用于将储砂装置中的支撑剂加入到管路中，并用于将流体和支撑剂搅拌成压裂液，压裂液经由管路进入模拟裂缝中，至少两个高频压力传感器用于在柱塞泵停泵时检测管路中的水击压力波信号。上述方案中的模拟系统，可以模拟水力压裂过程中柱塞泵停泵时由于管壁弹性和流体压缩性形成的水击压力波信号，可以由至少两个高频压力传感器检测柱塞泵停泵时引起的水击压力波，可以基于检测到水击压力波信号确定模拟裂缝的位置。通过本方案中的模拟系统，可以模拟压裂过程中不同压裂事件对应的水击压力波信号，通过开展大量模拟实验，可以采集各种裂缝特征下的水击压力波信号，进行水击压力波信号分析，为基于水击压力波进行压裂诊断提供基础。通过上述方案解决了现有的压裂监测手段存在成本高、操作复杂且施工难度高等问题，达到了方便有效地模拟压裂过程停泵时水击压力波信号生成，为水击压力波压裂诊断提供参考和基础的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本申请的限定。在附图中：

图1示出了本说明书一个实施例中水击压力波信号模拟系统的示意图；

图2示出了本说明书一个实施例中的模拟裂缝位置确定方法的流程图；

图3示出了本说明书一个实施例中的模拟裂缝位置确定方法中由两个高频压力传感器测得的水击压力波信号的曲线图；

图4示出了本说明书一个实施例中的模拟裂缝位置确定装置的示意图；

图5示出了本说明书一个实施例中的计算机设备的示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本申请的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本申请，而并非以任何方式限制本申请的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本申请公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域的技术人员知道，本说明书的实施方式可以实现为一种系统、装置设备、方法或计算机程序产品。因此，本说明书公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

发明人通过研究发现，可以基于水击压力波信号进行压裂诊断，即，利用压裂停泵时引发的水击压力波进行频谱分析，对井底压裂事件进行解释。基于水击压力波信号进行压裂诊断的方法具有成本低、实时性强、操作简单等优点。该方法的原理为：当压裂停泵时，由于管壁弹性和流体压缩性，可在井筒内形成流体震荡和压力波，不同裂缝形态和尺寸条件下形成的水击压力波信号特征不同，可依据水击压力波信号频谱特性的不同，对井底压裂事件进行解释。

其中，水击是指在有压管道中，液体流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的现象。水力压裂可以利用地面高压泵，通过井筒向油层挤注具有较高粘度的压裂液。压裂液是指由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定的化学体系，是对油气层进行压裂改造时使用的工作液，它的主要作用是将地面设备形成的高压传递到地层中，使地层破裂形成裂缝并沿裂缝输送支撑剂。当注入压裂液的速度超过油层的吸收能力时，则在井底油层上形成很高的压力，当这种压力超过井底附近油层岩石的破裂压力时，油层将被压开并产生裂缝。这时，继续不停地向油层挤注压裂液，裂缝就会继续向油层内部扩张。为了保持压开的裂缝处于张开状态，接着向油层挤入带有支撑剂(例如，石英砂)的携砂液，携砂液进入裂缝之后，一方面可以使裂缝继续向前延伸，另一方面可以支撑已经压开的裂缝，使其不至于闭合。再接着注入顶替液，将井筒的携砂液全部顶替进入裂缝，用石英砂将裂缝支撑起来。最后，注入的高粘度压裂液会自动降解排出井筒之外，在油层中留下一条或多条长、宽、高不等的裂缝，使油层与井筒之间建立起一条新的流体通道。压裂之后，油气井的产量会大幅度增长。

考虑到基于水击压力波进行压裂诊断的基础是准确识别不同压裂事件对应的水击压力波信号的特征，需要开展大量室内实验来认识不同裂缝特征下水击压力波信号频谱特征，因此，设计一种水击压力波信号模拟系统具有重要意义。

基于此，本说明书实施例提供了一种水击压力波信号模拟系统，可用于模拟压裂过程停泵时水击压力波信号的生成和检测，对水击压力波信号进行分析，从而为基于水击压力波的压裂诊断提供基础。

图1示出了本说明书一个实施例中水击压力波信号模拟系统的示意图。本说明书实施例中提供的水击压力波信号模拟系统可以用于模拟在水力压裂过程中停泵时生成的水击压力波信号。

请参考图1，水击压力波信号模拟系统可以包括：流体储集罐101、柱塞泵102、柱塞泵控制台103、加砂装置104、储砂装置105、模拟裂缝106、至少两个高频压力传感器107和管路108。

如图1所示，流体储集罐101、柱塞泵102、加砂装置104、模拟裂缝106和至少两个高频压力传感器107通过管路108依次连接。其中，流体储集罐101是用于储集流体的容器，这里的流体是指水力压裂过程中用到的流体，例如，可以包括水基流体或油基流体等。管路108是指液压系统中传输流体或者压裂液的管道。图1中示意性地示出了两个模拟裂缝，本申请并不限于此。在其他实施方式中，可以模拟一个、三个以及三个以上的裂缝。

请参考图1，柱塞泵控制台103与柱塞泵102连接，用于控制柱塞泵102是否工作。柱塞泵控制台103可以是各种计算机设备，例如，可以是处理器、台式电脑、便携式电脑等。柱塞泵10应用于液压系统的，可以靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现流体的吸压。在柱塞泵102工作时，柱塞泵102可以用于将流体储集罐101中储集的流体注入管路108中。

请继续参考图1，储砂装置105与加砂装置104连接。其中，储砂装置105是用于储存支撑剂的容器。加砂装置104可以用于将储砂装置105中的支撑剂加入到管路108中，并将柱塞泵泵送的流体与支撑剂搅拌均匀，形成压裂液，压裂液经由管路108进入模拟裂缝106中。

如图1所示，示意性地示出了两个高频压力传感器107。至少两个高频压力传感器107用于在柱塞泵102停泵时检测管路108中生成的水击压力波信号。该至少两个高频压力传感器107之间间隔预设距离设置。例如，预设距离可以为100m-200m。该至少两个高频压力传感器107可以记录检测到水击压力波信号的时间。其中，高频压力传感器是指检测频率很高的压力传感器。在一些实施方式中，高频压力传感器的频率可以为500Hz以上，即一秒内进行500次以上的检测。例如，高频压力传感器的频率可以为550Hz、600Hz或1kHz等。

上述实施例中的水击压力波信号模拟系统，可以模拟水力压裂过程中柱塞泵停泵时由于管壁弹性和流体压缩性形成的水击压力波信号，可以由至少两个高频压力传感器检测柱塞泵停泵时引起的水击压力波，基于检测到水击压力波信号可以确定模拟裂缝的位置。通过本方案中的模拟系统，可以模拟压裂过程中不同压裂事件对应的水击压力波信号，通过开展大量模拟实验，可以采集各种裂缝特征下的水击压力波信号，进行水击压力波信号分析，为基于水击压力波进行压裂诊断提供基础。

请继续参考图1，在本说明书一些实施例中，水击压力波信号模拟系统还可以包括模拟裂缝调节阀门109。模拟裂缝调节阀门109可以用于调节模拟裂缝106的宽度。如图1所示，模拟裂缝调节阀门109可以设置在模拟裂缝106的上端，通过调节模拟裂缝调剂阀门，可以改变模拟裂缝106的宽度。通过设置模拟裂缝调整阀门109，可以在不同的裂缝尺寸在模拟水击压力波信号，从而识别在不同的裂缝事件下的水里压力波信号特征，为基于水击压力波信号的压裂诊断提供基础。

请继续参考图1，在本说明书一些实施例中，水击压力波信号模拟系统还可以包括漏失控制阀门110。漏失控制阀门110可以用于控制模拟裂缝106的出口流量。如图1所示，漏失控制阀门110可以设置在模拟裂缝106的出口端，用于控制模拟裂缝106的出口流量，用于对模拟裂缝106向地层漏失的过程进行模拟。通过设置漏失控制阀门，可以更好地模拟压裂过程中产生的裂缝，从而更好地模拟压裂过程中生成的水击压力波信号。

请继续参考图1，在本说明书一些实施例中，管路108可以为循环管路。如图1所示，水击压力波信号模拟系统还可以包括总阀门111和过滤罐112。其中，总阀门111和过滤罐112均设置在循环管路中，设置在至少两个高频压力传感器107和流体储集罐101之间。过滤罐112用于过滤流体和支撑剂的混合物，并将过滤后得到的流体加入流体储集罐101中，从而使得流体储集罐101中储集的流体可以循环使用，节约成本。

进一步的，请继续参考图1，在本说明书一些实施例中，水击压力波信号模拟系统还可以包括：数据采集器113和数据处理器114。数据采集器113可以分别与至少两个高频压力传感器107中的各高频压力传感器连接，可以用于采集至少两个高频压力传感器107中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号。数据处理器114可以与数据采集器113连接，可以用于获取数据采集器113采集的水击压力波信号，并可以根据水击压力波信号确定模拟裂缝的位置。通过设置数据采集器和数据处理器，本实施例中提供的模拟系统可以基于检测到的水击压力波信号确定模拟裂缝的位置。

在本说明书一些实施例中，如图1所示，至少两个高频压力传感器107包括两个高频压力传感器。数据处理器114根据两个高频压力传感器107检测到水击压力波信号的时间差确定水击压力波信号的波速。例如，数据处理器114可以根据两个高频压力传感器107之间的距离以及两个高频压力传感器107检测到水击压力波信号的时间差，确定水击压力波信号的波速，例如，将距离除以时间差得到波速。

数据处理器114可以对两个高频压力传感器107中的一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号进行频谱分析，确定模拟裂缝的反射时间。之后，数据处理器114可以根据确定的波速和反射时间确定模拟裂缝的位置。例如，数据处理器114可以将波速乘以反射时间得到模拟裂缝与高频压力传感器之间的距离，从而可以确定模拟裂缝的位置。通过上述方式，水击压力波模拟系统可以基于至少两个高频压力传感器检测到的水击压力波信号确定模拟裂缝的位置。

下面示例性地说明本说明一个实施例中提供的水击压力波信号模拟系统的实验方法，该方法包括以下步骤。

步骤1，通过模拟裂缝调节阀门109调节模拟裂缝106的裂缝宽度，通过漏失控制阀门110控制模拟裂缝106的出口流量。

步骤2，打开总阀门111，通过柱塞泵控制台103控制柱塞泵102工作，以将流体储集罐101中储集的流体注入循环管路108中，同时，储砂装置105内储存的支撑剂通过加砂装置104加入到循环管路108中。

步骤3，当循环管路108中的流动稳定时，通过柱塞泵控制台103迅速关闭柱塞泵102，在停泵瞬间，由于流体的惯性和压缩性，形成水击压力波信号。

步骤4，利用两个高频压力传感器107检测形成的水击压力波信号，并将检测到的水击压力波信号传输到数据采集器113中。

步骤5，数据处理器114从数据采集器113获取两个高频压力传感器采集到的水击压力波信号，并进行分析。由于两个高频压力传感器107的位置不同，数据处理器114通过比较两个高频压力传感器107采集到压力变化的时间差，可以求取水击压力波信号的波速。数据处理器114通过对其中一个高频压力传感器采集到的水击压力波信号进行频谱分析，可以得到模拟裂缝的反射时间。数据处理器114根据水击压力波信号的波速和模拟裂缝的反射时间可以确定模拟裂缝的位置。

步骤6，重复步骤1至步骤5，以对不同裂缝宽度下的模拟裂缝对应的水击压力波信号进行分析处理。

上述实验方法，可以模拟水力压裂过程中柱塞泵停泵时由于管壁弹性和流体压缩性形成的水击压力波信号，可以由至少两个高频压力传感器检测柱塞泵停泵时引起的水击压力波，基于检测到水击压力波信号可以确定模拟裂缝的位置，为基于水击压力波进行压裂诊断提供基础。

本申请还提供了一种基于上述任意实施例中所述的水击压力波信号模拟系统的模拟裂缝位置确定方法。图2示出了本说明书一个实施例中模拟裂缝位置确定方法的流程图，该模拟裂缝位置确定方法基于上述任意实施例中所述的水击压力波信号模拟系统。虽然本说明书提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本说明书实施例描述及附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构的在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构连接进行顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至分布式处理环境)。

具体地，如图2所示，本说明书一种实施例提供的模拟裂缝位置确定方法可以包括以下步骤：

步骤S201，获取至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号。

具体地，本实施例中提供的模拟裂缝位置确定方法可以由上述实施例中的水击压力波信号模拟系统中的数据处理器执行，当然也可以由其他计算机设备执行。水击压力波信号可以包括在压裂过程中停泵时液体流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的信号。可以从数据采集器获取至少两个高频压力传感器检测到的水击压力波信号。例如，数据采集器从至少两个高频压力传感器采集到水击压力波信号之后，可以自动将采集到的水击压力波信号发送至数据处理器。又例如，数据处理器可以向数据采集器发送获取请求，数据采集器响应于获取请求将采集到的至少两个高频压力传感器检测到的水击压力波信号发送至数据处理器。

步骤S202，基于至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器中各高频压力传感器检测到水击压力波信号的时间，计算水击压力波信号的波速。

在获得至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检查测到水击压力波信号的时间，计算水击压力波信号的波速。

例如，在至少两个高频压力传感器为两个高频压力传感器的情况下，可以基于这两个高频压力传感器之间的距离以及这两个高频压力传感器检测到水击压力波信号的时间差，计算水击压力波信号的波速，例如将距离除以时间差，即可得到水击压力波信号的波速。

又例如，在至少两个高频压力传感器为两个以上高频压力传感器的情况下，可以基于两个以上高频压力传感器中任两个高频压力传感器之间的距离以及该两个高频压力传感器检测到水击压力波信号的时间差，计算水击压力波信号的波速，从而得到多个波速。之后，可以基于得到的多个波速，确定水击压力波信号的最终波速，例如，可以通过求平均值、最小二乘法等方法计算出最终的波速。

请参考图3，示出了本说明书一个实施例中的模拟裂缝位置确定方法中由两个高频压力传感器测得的水击压力波信号的示意图。在图3中，采用两个1000Hz的高频压力传感器，这两个高频压力传感器之间的距离为150m。其中，p1为上游高频压力传感器，p2为下游高频压力传感器。通过瞬时开闭柱塞泵或总阀门而产生的压力波信号来计算压力波波速。可以从数据采集器中获取两个高频压力传感器测得的压力-时间曲线，滤波后的曲线如图3所示。在本实施例中，可以采用时差法计算压力波波速，即寻找柱塞泵或总阀门关闭后两条压力曲线中压力值开始减小的那一点(即，图3中的压力开始下降点)，并记录其对应的时间。两个高频压力传感器之间的距离与压力响应时间差的比值即为压力波波速。

步骤S203，根据至少两个高频压力传感器中一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号，确定模拟裂缝的反射时间。

可以从至少两个高频压力传感器中选取一个高频压力传感器，并根据该高频压力传感器检测到的水击压力波信号，确定模拟裂缝的反射时间。其中，模拟裂缝的反射时间是指水击压力波信号从模拟裂缝传输至选定的高频压力传感器所需的时间。具体的，可以对选定的高频压力传感器检测到的水击压力波信号进行频谱分析，确定模拟裂缝对应的反射时间。在存在多个模拟裂缝的情况下，可以得到多个模拟裂缝中各模拟裂缝对应的反射时间。

在本说明书的一个实施例中，可以对选定的高频压力传感器检测到的水击压力波信号进行倒谱分析，得到的倒谱曲线中的峰值对应的时间即为模拟裂缝的反射时间。即，可以通过对水击压力波信号进行倒谱分析，确定模拟裂缝的反射时间。

步骤S204，利用水击压力波信号的波速和模拟裂缝的反射时间确定模拟裂缝的位置。

在确定水击压力波信号的波速以及模拟信号的反射时间之后，可以利用水击压力波信号的波速和模拟裂缝的反射时间确定模拟裂缝的位置。例如，可以将波速乘以反射随时间，可以得到模拟裂缝距离选定的高频压力传感器之间的距离，即，得到模拟裂缝的位置信息。

上述实施例中的模拟裂缝位置确定方法，基于本说明书实施例中提供的水击压力波信号模拟系统，可以基于至少两个高频压力传感器检测到的水击压力波信号确定模拟裂缝的位置，可以认识不同裂缝特征下水击压力波信号频谱特征，为基于水击压力波信号进行压裂诊断提供基础。

基于同一发明构思，本说明书实施例中还提供了一种模拟裂缝位置确定装置，该模拟裂缝位置确定装置基于上述任意实施例中所述的水击压力波信号模拟系统，如下面的实施例所述。由于模拟裂缝位置确定装置解决问题的原理与模拟裂缝位置确定方法相似，因此模拟裂缝位置确定装置的实施可以参见模拟裂缝位置确定方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图4是本说明书实施例的模拟裂缝位置确定装置的一种结构框图，如图4所示，包括：获取模块401、计算模块402、第一确定模块403和第二确定模块404，下面对该结构进行说明。

获取模块401用于获取至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号。

计算模块402用于基于至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器中各高频压力传感器检测到水击压力波信号的时间，计算水击压力波信号的波速。

第一确定模块403用于根据至少两个高频压力传感器中一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号，确定模拟裂缝的反射时间。

第二确定模块404用于利用水击压力波信号的波速和模拟裂缝的反射时间确定模拟裂缝的位置。

从以上的描述中，可以看出，本说明书实施例实现了如下技术效果：可以模拟水力压裂过程中柱塞泵停泵时由于管壁弹性和流体压缩性形成的水击压力波信号，可以由至少两个高频压力传感器检测柱塞泵停泵时引起的水击压力波，基于检测到水击压力波信号可以确定模拟裂缝的位置。通过本方案中的模拟系统，可以模拟压裂过程中不同压裂事件对应的水击压力波信号，通过开展大量模拟实验，可以采集各种裂缝特征下的水击压力波信号，进行水击压力波信号分析，为基于水击压力波进行压裂诊断提供基础。

本说明书实施方式还提供了一种计算机设备，具体可以参阅图5所示的基于本说明书实施例提供的模拟裂缝位置确定方法的计算机设备组成结构示意图，所述计算机设备具体可以包括输入设备51、处理器52、存储器53。其中，所述存储器53用于存储处理器可执行指令。所述处理器52执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的模拟裂缝位置确定方法的步骤。

在本实施方式中，所述输入设备具体可以是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备可以包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等；输入设备用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。所述输入设备还可以获取接收其他模块、单元、设备传输过来的数据。所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述存储器具体可以是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。所述存储器可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。

在本实施方式中，该计算机设备具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

本说明书实施方式中还提供了一种基于模拟裂缝位置确定方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现上述任意实施例中所述模拟裂缝位置确定方法的步骤。

在本实施方式中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。

在本实施方式中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本说明书实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本说明书实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本申请的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水击压力波信号模拟系统，其特征在于，包括：流体储集罐、柱塞泵、柱塞泵控制台、加砂装置、储砂装置、模拟裂缝、至少两个高频压力传感器和管路；其中，

所述流体储集罐、所述柱塞泵、所述加砂装置、所述模拟裂缝和所述至少两个高频压力传感器通过所述管路依次连接；

所述柱塞泵控制台与所述柱塞泵连接，用于控制所述柱塞泵是否工作；在所述柱塞泵工作时，所述柱塞泵用于将所述流体储集罐中储集的流体注入所述管路中；

所述储砂装置与所述加砂装置连接，所述加砂装置用于将所述储砂装置中的支撑剂加入到所述管路中，并用于将所述流体和所述支撑剂进行搅拌，形成压裂液，所述压裂液经由所述管路进入所述模拟裂缝中；

所述至少两个高频压力传感器用于在所述柱塞泵停泵时检测所述管路中的水击压力波信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括模拟裂缝调节阀门，所述模拟裂缝调节阀门用于调节所述模拟裂缝的宽度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括漏失控制阀门，所述漏失控制阀门用于控制所述模拟裂缝的出口流量。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管路为循环管路；

所述系统还包括总阀门和过滤罐，其中，所述总阀门和所述过滤罐均设置在所述循环管路中，设置在所述至少两个高频压力传感器和所述流体储集罐之间，所述过滤罐用于过滤流体和支撑剂的混合物，并将过滤后得到的流体加入所述流体储集罐中。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少两个高频压力传感器的频率为500Hz以上。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：数据采集器和数据处理器；

所述数据采集器分别与所述至少两个高频压力传感器中的各高频压力传感器连接，用于采集所述至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号；

所述数据处理器与所述数据采集器连接，用于获取所述数据采集器采集的水击压力波信号，并根据所述水击压力波信号进行压裂诊断。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述至少两个高频压力传感器包括两个高频压力传感器；

所述数据处理器根据所述两个高频压力传感器检测到所述水击压力波信号的时间差确定所述水击压力波信号的波速；

所述数据处理器对所述两个高频压力传感器中的一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号进行频谱分析，确定所述模拟裂缝的反射时间，并根据所述波速和所述反射时间确定所述模拟裂缝的位置。

8.一种模拟裂缝位置确定方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至7中任一项所述的水击压力波信号模拟系统，所述方法包括：

获取至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号；

基于所述至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器中各高频压力传感器检测到所述水击压力波信号的时间，计算所述水击压力波信号的波速；

根据所述至少两个高频压力传感器中一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号，确定所述模拟裂缝的反射时间；

利用所述水击压力波信号的波速和所述模拟裂缝的反射时间，确定所述模拟裂缝的位置。

9.一种模拟裂缝位置确定装置，其特征在于，所述装置基于权利要求1至7中任一项所述的水击压力波信号模拟系统，所述装置包括：

获取模块，用于获取至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器检测到的水击压力波信号；

计算模块，用于基于所述至少两个高频压力传感器中各高频压力传感器中各高频压力传感器检测到所述水击压力波信号的时间，计算所述水击压力波信号的波速；

第一确定模块，用于根据所述至少两个高频压力传感器中一个高频压力传感器检测到的水击压力波信号，确定所述模拟裂缝的反射时间；

第二确定模块，用于利用所述水击压力波信号的波速和所述模拟裂缝的反射时间，确定所述模拟裂缝的位置。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现权利要求8所述方法的步骤。

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