CN111550230B - 基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统和压裂诊断方法 - Google Patents

Abstract

本说明书提供了一种基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统和压裂诊断方法，该系统包括储液罐、储砂罐、低压管汇、混砂车、供液管汇、泵车、高压管汇、竖直井筒、水平井筒、连接装置、高频压力检测装置和数据采集处理装置；低压管汇将储液罐和储砂罐连接至混砂车，混砂车将储液罐中的流体和储砂罐中的支撑剂混合成压裂液；混砂车经供液管汇将压裂液加入泵车，泵车经高压管汇将压裂液泵入竖直井筒，经竖直井筒进入水平井筒，经水平井筒进入地层并压开裂缝；连接装置连接竖直井筒的井口和高频压力检测装置，高频压力检测装置检测水击压力波信号；数据采集处理装置采集水击压力波信号并基于该信号进行压裂诊断。上述系统设备简单、成本低且时效性高。

Description

基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统和压裂诊断方法

技术领域

本申请涉及油气田开发压裂技术领域，特别涉及一种基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统和压裂诊断方法。

背景技术

致密油气是重要的非常规能源，具有低孔、低渗、难动用的特点，需要采用大规模水力压裂开发。在水力压裂过程中，获取井底压裂事件的信息，是实现井底压裂事件检测与评估是关键问题之一。

目前，常用的压裂检测手段为微地震、示踪剂和井间检测等。然而，各项技术虽然已经应用于压裂现场检测中，但各项技术均存在一定的局限性。微地震检测技术难以区分连通裂缝和非连通裂缝；示踪剂成本较高切具有一定的放射性；井间检测需要增加额外的工艺流程。总的来说，上述压裂检测手段存在成本高、操作复杂、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基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统和压裂诊断方法，以解决现有技术中的压裂诊断方法成本高、操作复杂且施工难度高的问题。

本说明书实施例提供了一种基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统，包括：储液罐、储砂罐、低压管汇、混砂车、供液管汇、泵车、高压管汇、竖直井筒、水平井筒、连接装置、高频压力检测装置和数据采集处理装置；其中，低压管汇用于将储液罐和储砂罐连接至混砂车，混砂车用于将储液罐中储集的流体和储砂罐中储集的支撑剂混合成压裂液；混砂车经由供液管汇将压裂液加入到泵车中，泵车经由高压管汇将压裂液泵入竖直井筒中，压裂液经由竖直井筒进入与竖直井筒连接的水平井筒中，水平井筒设置在地层中，压裂液经由水平井筒进入地层并压开裂缝，压裂液中的支撑剂用于支撑裂缝；连接装置用于连接竖直井筒的井口和高频压力检测装置，高频压力检测装置用于在泵车停泵时检测水击压力波信号；数据采集处理装置与高频压力检测装置连接，用于采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号，并基于水击压力波信号进行压裂诊断。

在一个实施例中，连接装置为三通连接装置；系统还包括低频压力检测装置，三通连接装置用于连接竖直井筒的井口、高频压力检测装置和低频压力检测装置；数据采集处理装置与低频压力检测装置连接，用于采集低频压力检测装置检测到的压力信号。

在一个实施例中，裂缝包括多簇裂缝，系统还包括封隔器，封隔器设置在水平井段中，用于分隔多簇裂缝。

在一个实施例中，高频压力检测装置的检测频率为200Hz以上。

在一个实施例中，低频压力检测装置的检测频率为1Hz。

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系统的压裂诊断方法，包括：开启高频压力检测装置；在开启高频压力检测装置之后，控制泵车停泵，并利用高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号；利用数据采集处理装置采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号；利用数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断。

在一个实施例中，数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断，包括：数据采集处理装置确定水击压力波信号的波速；数据采集处理装置对水击压力波信号进行频谱分析，确定裂缝的反射时间；基于水击压力波信号的波速和裂缝的反射时间，确定裂缝的位置。

在一个实施例中，数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断，包括：获取预设的水击压力波信号反演模型；将采集到的水击压力波信号输入水击压力波信号反演模型，得到裂缝的尺寸。

在一个实施例中，在开启高频压力检测装置之后，控制泵车停泵，包括：在开启高频压力检测装置第一预设时间段之后，控制泵车停泵，其中，第一预设时间段不短于1分钟。

在一个实施例中，泵车停泵的时间不长于1分钟。

在一个实施例中，利用高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号，包括：利用高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号持续第二预设时间段，其中，第二预设时间段大于3分钟。

在本说明书实施例中，提供了一种基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统，包括：储液罐、储砂罐、低压管汇、混砂车、供液管汇、泵车、高压管汇、竖直井筒、水平井筒、连接装置、高频压力检测装置和数据采集处理装置；其中，低压管汇用于将储液罐和储砂罐连接至混砂车，混砂车用于将储液罐中储集的流体和储砂罐中储集的支撑剂混合成压裂液；混砂车经由供液管汇将压裂液加入到泵车中，泵车经由高压管汇将压裂液泵入竖直井筒中，压裂液经由竖直井筒进入与竖直井筒连接的水平井筒中，水平井筒设置在地层中，压裂液经由水平井筒进入地层并压开裂缝，压裂液中的支撑剂用于支撑裂缝；连接装置用于连接竖直井筒的井口和高频压力检测装置，高频压力检测装置用于在泵车停泵时检测水击压力波信号；数据采集处理装置与高频压力检测装置连接，用于采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号，并基于水击压力波信号进行压裂诊断。上述方案中，通过在井口设置高频压力检测装置，可以检测停泵时形成的水击压力波信号，通过设置与高频压力检测装置连接的数据采集处理装置，可以采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号，并可以基于水击压力波信号进行压裂诊断。上述系统具有设备简单、成本低的优点，而且不需要改变施工工艺，具有普遍性和适用性。此外，上述系统可以在水力压裂的施工过程中进行实时快速分析，从而指导压裂施工，时效性高。进一步的，基于水击压力波信号进行压裂诊断的数据运算量小，因而具有处理效率高运算速度快的优点。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，达到了能够方便高效地基于水击压力波信号进行压裂诊断的技术效果。

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基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统的示意图；

图2示出了本说明书一个实施例中的压裂诊断方法的流程图。

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。

水击压力信号指的是由于压裂停泵引起井筒内流体震荡诱发的压力波。在停泵期间，由于流体的惯性和可压缩性，当井口压力迅速降为0的时候，井筒内流体震荡产生压力波，压力波向井底传播并在井底反射，最终形成一系列衰减的压力波信号。由于井筒参数、地层参数、裂缝参数的不同，水击压力信号呈现的特点也不相同，通过对水击压力信号进行采集和分析，可以对井底压裂事件进行解释，从而实现快速压裂检测与评估。

基于此，本说明书实施例提供了一种基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统。图1示出了本说明书一个实施例中一种基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统的示意图。如图1所示，该系统可以包括：储液罐101、储砂罐102、低压管汇103、混砂车104、供液管汇105、泵车106、高压管汇107、竖直井筒108、水平井筒109、连接装置110、高频压力检测装置111和数据采集处理装置112。

其中，储液罐101用于储存水力压裂过程中用到的流体。储砂罐102用于储存水利压裂过程中用到的支撑剂。混砂车104是用于将流体和支撑剂进行混合搅拌以形成压裂液的装置。泵车106是用于将压裂液泵入竖直井筒108进而在地层20中形成裂缝的装置。竖直井筒108的一部分位于地层中，一部分位于地层上，与地平面垂直。水平井筒109与竖直井筒108在地层中连接，位于地层内。水平井筒109可以通过套管完井或油管完井。压裂发生在套管或油管内，压裂液在套管或油管的最内层中流动。可以通过专门的管路连接水平井筒109与竖直井筒108，最后形成的管路是一体的。

管汇是由多根管道交汇而成的组合体。低压管汇103是指压强较低的多根管道交汇而成的组合体。供液管汇105是用于提供压裂液的多跟管道交汇3而成的组合体。高压管汇107是压强较高的多根管道交汇而成的组合体。

高频压力检测装置111是用于检测压力信号的检测频率较高的压力检测装置，例如可以为高频压力传感器。在本说明书一些实施例中，高频压力检测装置的检测频率为200Hz以上，例如，500Hz、1kHz等。上述检测频率仅是示例性的，本申请并不限于此。

数据采集处理装置112可以包括采集器和处理器。其中，采集器用于采集高频压力检测装置检测到的压力波信号，处理器用于基于采集到的压力波信号进行压裂诊断。数据采集处理装置可以为具有数据采集和处理能力的任何形式的装置，例如，笔记本电脑、平板电脑和智能手机等各种装置。

如图1所示，低压管汇103可以用于将储液罐101和储砂罐102连接至混砂车104，可以将储液罐101中的液体和储砂罐102中的支撑剂加入混砂车104中。混砂车104可以用于将来自储液罐101的流体和来自储砂罐102中的支撑剂混合成压裂液。

如图1所示，混砂车104可以经由供液管汇105将压裂液加入到泵车106中。泵车106可以经由高压管汇107将压裂液泵入竖直井筒108中。压裂液经由竖直井筒108进入与竖直井筒108连接的水平井筒109中。水平井筒109设置在地层20中。压裂液在流经水平井筒时可以进入地层20并可以在地层20中压开裂缝113。压裂液中的支撑剂可以用于支撑裂缝113。

如图1所示，连接装置110可以用于连接竖直井筒108的井口和高频压力检测装置111。高频压力检测装置111用于在泵车106停泵时检测水击压力波信号。

如图1所示，数据采集处理装置112可以与高频压力检测装置111连接。数据采集处理装置112可以用于采集高频压力检测装置111检测到的水击压力波信号，并基于水击压力波信号进行压裂诊断。

上述实施例中的压裂诊断系统，通过在井口设置高频压力检测装置，可以检测停泵时形成的水击压力波信号，通过设置与高频压力检测装置连接的数据采集处理装置，可以采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号，并可以基于水击压力波信号进行压裂诊断。上述系统具有设备简单、成本低的优点，而且不需要改变施工工艺，具有普遍性和适用性。此外，上述系统可以在水力压裂的施工过程中进行实时快速分析，从而指导压裂施工，时效性高。进一步的，基于水击压力波信号进行压裂诊断的数据运算量小，因而具有处理效率高运算速度快的优点。

请继续参考图1，在本说明书一些实施例中，连接装置110为三通连接装置。本实施例中的压裂诊断系统还可以包括低频压力检测装置114。低频压力检测装置114为检测频率较低的压力检测装置。在本说明书一些实施例中，低频压力检测装置的检测频率为1Hz、2Hz或5Hz等。上述检测频率仅是示例性的，本申请并不限于此。

如图1所示，三通连接装置110可以用于连接竖直井筒108的井口、高频压力检测装置111和低频压力检测装置114。数据采集处理装置112可以与低频压力检测装置114连接，用于采集低频压力检测装置114检测到的压力信号。

在泵车106停泵前，可以开启高频压力检测装置111和低频压力检测装置114。高频压力检测装置111和低频压力检测装置114可以检测压力信号。数据采集处理装置112可以采集高频压力检测装置111和低频压力检测装置114检测到的压力信号，并将两者检测到的压力信号进行对比，以确保高频压力检测装置正确工作。上述实施例中的系统，通过设置低频压力检测装置，可以判断高频压力检测装置是否正常工作，从而确保高频压力检测装置正常工作。

请继续参考图1，在本说明书一些实施例中，裂缝113可以包括多簇裂缝。如图1所示，本实施例中的压裂诊断系统还可以包括封隔器115。封隔器115可以设置在水平井筒中，用于封隔多簇裂缝113。封隔能够保证各段作业不相互干扰，这一段与上一段分开，可以保证本段压裂不影响上一段。

在本说明书一些实施例中，数据采集处理装置112可以通过对采集到的水击压力波信号进行频谱分析，以确定多个裂缝对应的反射时间。例如，数据采集处理装置可以对采集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位置对应的时间即为裂缝的反射时间。之后，可以将多个裂缝中各裂缝对应的反射时间乘以波速可以得到多个裂缝中各裂缝的位置。有频谱响应的位置表示该位置中进入了流体，表明裂缝开启，因此，可以将有频谱响应的位置确定为裂缝的位置。其中，数据采集处理装置112可以获取压裂液相关的参数以及管汇和井筒相关的参数，根据获得的参数和公式即可确定水击压力波信号的波速。

在本说明书一些实施例中，数据采集处理装置可以根据以下公式来计算水击压力波信号的波速：

其中，v为水击压力波信号的波速，K_eff为有效体积模量，K为流体体积模量，G是地层剪切模量、E是管路剪切模量、t是管路厚度、D是管路直径、ρ表示流体密度。

上述实施例中的波速的计算方法仅是示例性的，本申请也可以采用其他方式确定波速，本申请对此不做限制。

本说明书一个实施例中还提供了一种压裂诊断方法，该方法基于上述任意实施例中所述的压裂诊断系统。图2示出了本说明书一个实施例中压裂诊断方法方法的流程图。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压裂诊断方法可以包括以下步骤：

步骤S201，开启高频压力检测装置。

步骤S202，在开启高频压力检测装置之后，控制泵车停泵，并利用高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号。

在泵车停泵之前，可以先开启高频压力检测装置。之后，可以控制泵车停泵。在停泵时井口压力迅速降为0，井筒内流体震荡产生压力波，压力波向井底传播并在井底反射，最终形成一系列衰减的压力波信号。可以利用高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号。

在本说明书一些实施例中，可以在停泵之前，开启低频压力检测装置和高频压力检测装置。例如，可以在停泵前1分钟打开低频压力检测装置和高频压力检测装置。可以利用低频压力检测装置和高频压力检测装置检测停泵前的压力信号。数据采集处理装置可以获取低频压力检测装置和高频压力检测装置检测到的压力信号，并进行比较，以确定高频压力检测装置是否正常工作。在确保高频压力检测装置正常工作的情况下，进行步骤S202。

在本说明书一些实施例中，停泵时间可以设置为不长于1分钟。停泵时间不长于1分钟，即，停泵速度较快。停泵速度不同会导致水击压力信号不同，停泵越快，信号越好。因此，将停泵时间设置为不长于1分钟，可以检测到较好的水击压力波信号。

在本说明书一些实施例中，在停泵时间结束后，水击压力波信号还持续存在一段时间直至衰减完毕。高频压力检测装置检测水击压力波信号的时间可以设置为3分钟左右。检测时间是从停泵开始算，检测时间长可以采集到更多的数据，后期分析精度会提高。

步骤S203，利用数据采集处理装置采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号。

步骤S204，利用数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断。

数据采集处理装置可以采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号。之后，可以基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断。例如，可以基于采集到的水击压力波信号确定裂缝的位置信息和尺寸信息。

上述实施例中的压裂诊断方法，可以获取停泵时形成的水击压力波信号，并可以基于水击压力波信号进行压裂诊断。上述压裂诊断方法具有操作简单、成本低的优点，而且不需要改变施工工艺，具有普遍性和适用性。此外，上述方法可以在水力压裂的施工过程中进行实时快速分析，从而指导压裂施工，时效性高。进一步的，上述方法中，基于水击压力波信号进行压裂诊断的数据运算量小，因而具有处理效率高运算速度快的优点。

在本说明书一些实施例中，数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断，包括：数据采集处理装置确定水击压力波信号的波速；数据采集处理装置对水击压力波信号进行频谱分析，确定裂缝的反射时间；基于水击压力波信号的波速和裂缝的反射时间，确定裂缝的位置。

具体的，数据采集处理装置可以获取压裂液相关的参数以及管汇和井筒相关的参数，根据获得的参数和预设公式即可确定水击压力波信号的波速。数据采集处理装置可以对采集到的水击压力波信号进行频谱分析，确定裂缝对应的反射时间。例如，可以对采集到的水击压力波信号进行倒谱分析，倒谱图中的峰值对应的时间，即为裂缝对应的反射时间。之后，可以基于水击压力波信号的波速和裂缝的反射时间，确定裂缝的位置。例如，可以将波速乘以反射时间，即可以得到裂缝距离高频压力检测装置的距离，即可确定裂缝的位置。

在本说明书一些实施例中，数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断，包括：获取预设的水击压力波信号反演模型；将采集到的水击压力波信号输入水击压力波信号反演模型，得到裂缝的尺寸。

具体的，数据采集处理装置可以获取预设的水击压力波信号反演模型。其中，预设的水击压力波信号反演模型可以是预先建立的。预设的水击压力波信号反演模型可以基于输入的采集到的水击压力波信号的频率和振幅特征，设置对应的裂缝尺寸。之后，预设的水击压力波信号反演模型根据设置的裂缝尺寸计算得到水击压力波信号，将计算得到的水击压力波信号与采集到的水击压力波信号进行比较，当计算得到的水击压力波信号与采集到的水击压力波信号之间的差值小于预设阈值时，输出所设置的裂缝尺寸。可以将所设置的裂缝尺寸确定为采集到的水击压力波信号对应的裂缝尺寸。当计算得到的水击压力波信号与采集到的水击压力波信号之间的差值不小于预设阈值时，预设的水击压力波信号反演模型重新设置裂缝尺寸，并基于重新设置的裂缝尺寸计算得到水击压力波信号，直至计算得到的水击压力波信号与采集到的水击压力波信号之间的差值小于预设阈值。其中，裂缝尺寸可以包括裂缝的长度、宽度和高度等尺寸信息。通过上述方式，可以基于采集到的水击压力波信号确定裂缝的尺寸信息。

在本说明书一些实施例中，数据采集处理装置可以根据以下公式来计算水击压力波信号的波速：

其中，v为水击压力波信号的波速，K_eff为有效体积模量，K为流体体积模量，G是地层剪切模量、E是管路剪切模量、t是管路厚度、D是管路直径、ρ表示流体密度。

上述实施例中的波速的计算方法仅是示例性的，本申请也可以采用其他方式确定波速，本申请对此不做限制。

在本说明书一些实施例中，高频压力检测装置的检测频率为200Hz以上。

在本说明书一些实施例中，低频压力检测装置的检测频率为1Hz。

下面结合一个具体实施例对上述方法进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。

在本具体实施例中，压裂诊断方法可以包括以下步骤。

步骤1，在泵车停泵前1分钟，开启高频压力检测装置和低频压力检测装置，利用高频压力检测装置和低频压力检测装置检测管路中的压力信号。

步骤2，数据采集处理装置从高频压力检测装置和低频压力检测装置采集检测到的压力信号，并将两者采集到的压力信号进行比较，判断高频压力检测装置是否正常工作。

步骤3，在判断出高频压力检测装置正常工作的情况下，控制泵车停泵，停泵时间小于1分钟。

步骤4，在泵车停泵时，利用高频压力检测装置检测由于停泵产生的水击压力波信号，检测时间大于3分钟。

步骤5，数据采集处理装置采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号，并对水击压力波信号进行频谱分析，得到多个裂缝中各裂缝对应的反射时间。

步骤6，数据采集处理装置根据各裂缝对应的反射时间和水击压力波波速确定多个裂缝中各裂缝的位置。其中，水机压力波波速可以由数据采集处理装置根据流体的物理参数以及管路的物理参数计算得到。

步骤7，数据采集处理装置获取预设的水击压力波信号反演模型，将采集到的水击压力波信号输入水击压力波信号反演模型，得到裂缝的尺寸。

上述实施例中的压裂诊断方法，可以获取停泵时形成的水击压力波信号，并可以基于水击压力波信号进行压裂诊断。上述压裂诊断方法具有操作简单、成本低的优点，而且不需要改变施工工艺，具有普遍性和适用性。此外，上述方法可以在水力压裂的施工过程中进行实时快速分析，从而指导压裂施工，时效性高。进一步的，上述方法中，基于水击压力波信号进行压裂诊断的数据运算量小，因而具有处理效率高运算速度快的优点。

从以上的描述中，可以看出，本申请实施例实现了如下技术效果：通过在井口设置高频压力检测装置，可以检测停泵时形成的水击压力波信号，通过设置与高频压力检测装置连接的数据采集处理装置，可以采集高频压力检测装置检测到的水击压力波信号，并可以基于水击压力波信号进行压裂诊断。上述系统具有设备简单、成本低的优点，而且不需要改变施工工艺，具有普遍性和适用性。此外，上述系统可以在水力压裂的施工过程中进行实时快速分析，从而指导压裂施工，时效性高。进一步的，基于水击压力波信号进行压裂诊断的数据运算量小，因而具有处理效率高运算速度快的优点。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，达到了能够方便高效地基于水击压力波信号进行压裂诊断的技术效果。

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，本说明书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 (9)

1.一种基于水击压力波信号进行压裂诊断的系统，其特征在于，包括：储液罐、储砂罐、低压管汇、混砂车、供液管汇、泵车、高压管汇、竖直井筒、水平井筒、连接装置、高频压力检测装置和数据采集处理装置；其中，

所述低压管汇用于将所述储液罐和所述储砂罐连接至所述混砂车，所述混砂车用于将所述储液罐中储集的流体和所述储砂罐中储集的支撑剂混合成压裂液；

所述混砂车经由所述供液管汇将所述压裂液加入到所述泵车中，所述泵车经由所述高压管汇将所述压裂液泵入所述竖直井筒中，所述压裂液经由所述竖直井筒进入与所述竖直井筒连接的所述水平井筒中，所述水平井筒设置在地层中，所述压裂液经由所述水平井筒进入地层并压开裂缝，所述压裂液中的支撑剂用于支撑所述裂缝；

所述连接装置用于连接所述竖直井筒的井口和所述高频压力检测装置，所述高频压力检测装置用于在所述泵车停泵时检测水击压力波信号；

所述数据采集处理装置与所述高频压力检测装置连接，用于采集所述高频压力检测装置检测到的水击压力波信号，并基于所述水击压力波信号进行压裂诊断；

其中，所述数据采集处理装置具体用于：确定所述水击压力波信号的波速；对所述水击压力波信号进行频谱分析，确定裂缝的反射时间；基于所述水击压力波信号的波速和所述裂缝的反射时间，确定所述裂缝的位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接装置为三通连接装置；

所述系统还包括低频压力检测装置，所述三通连接装置用于连接所述竖直井筒的井口、所述高频压力检测装置和所述低频压力检测装置；

所述数据采集处理装置与所述低频压力检测装置连接，用于采集所述低频压力检测装置检测到的压力信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述裂缝包括多簇裂缝，所述系统还包括封隔器，所述封隔器设置在所述水平井筒中，用于封隔所述多簇裂缝。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高频压力检测装置的检测频率为200Hz以上。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述低频压力检测装置的检测频率为1Hz。

6.一种压裂诊断方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至5中任一项所述的系统，所述方法包括：

开启高频压力检测装置；

在开启所述高频压力检测装置之后，控制所述泵车停泵，并利用所述高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号；

利用数据采集处理装置采集所述高频压力检测装置检测到的水击压力波信号；

利用所述数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断；

其中，所述数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断，包括：

所述数据采集处理装置确定所述水击压力波信号的波速；

所述数据采集处理装置对所述水击压力波信号进行频谱分析，确定裂缝的反射时间；

所述数据采集处理装置基于所述水击压力波信号的波速和所述裂缝的反射时间，确定所述裂缝的位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据采集处理装置基于采集到的水击压力波信号进行压裂诊断，还包括：

获取预设的水击压力波信号反演模型；

将采集到的水击压力波信号输入所述水击压力波信号反演模型，得到所述裂缝的尺寸。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在开启所述高频压力检测装置之后，控制所述泵车停泵，包括：在开启所述高频压力检测装置第一预设时间段之后，控制所述泵车停泵，其中，所述第一预设时间段不短于1分钟；和/或

所述泵车停泵的时间不长于1分钟。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用所述高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号，包括：

利用所述高频压力检测装置检测停泵时产生的水击压力波信号持续第二预设时间段，其中，所述第二预设时间段大于3分钟。

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