CN115142829A - 地面水平井分段压裂监测方法以及震动联合监测系统 - Google Patents

地面水平井分段压裂监测方法以及震动联合监测系统 Download PDF

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CN115142829A CN202210603385.5A CN202210603385A CN115142829A CN 115142829 A CN115142829 A CN 115142829A CN 202210603385 A CN202210603385 A CN 202210603385A CN 115142829 A CN115142829 A CN 115142829A
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Abstract

本申请公开了一种地面水平井分段压裂监测方法、震动联合监测系统、存储介质、计算机设备，该方法包括：根据测井声波数据建立水平井分段压裂区域对应的初始声波速度模型，并对初始声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第一模拟结果确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置，建立震动联合监测系统；在水平井分段压裂区域对应的预设放炮位置处进行放炮定位，通过震动联合监测系统采集震动波数据，并通过初始声波速度模型计算震动波数据对应的放炮定位位置；基于放炮定位位置与预设放炮位置的偏差，对井上监测分站和井下监测分站的分布位置进行优化，并通过优化后的震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测。

Description

地面水平井分段压裂监测方法以及震动联合监测系统
技术领域
本申请涉及矿山工程技术领域，尤其是涉及到一种地面水平井分段压裂监测方法、震动联合监测系统、存储介质、计算机设备。
背景技术
地面水平井分段压裂技术是近年来在具有厚硬岩层煤矿中防治冲击地压的重要手段，该技术首先是在地面相应位置施工垂直井到所需压裂的层位，然后在压裂层位进行水平井施工，钻井完成后在水平井内进行分段压裂使得目标层位产生人工裂缝，破坏目标层位的完整性，降低目标层位的弹性应力，达到冲击地压防治的目的。
为了掌握水平井分段压裂后人工裂缝延伸情况，为优化水平井井网部署和分段压裂工艺设计提供依据，需要对水平井分段压裂裂缝展布进行监测。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种地面水平井分段压裂监测方法、震动联合监测系统、存储介质、计算机设备。
根据本申请的一个方面，提供了一种地面水平井分段压裂监测方法，所述方法包括：
根据测井声波数据建立水平井分段压裂区域对应的初始声波速度模型，并对所述初始声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第一模拟结果确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置，建立震动联合监测系统，其中，所述震动联合监测系统包括所述井上监测分站和所述井下监测分站；
在水平井分段压裂区域对应的预设放炮位置处进行放炮定位，通过所述震动联合监测系统采集震动波数据，并通过所述初始声波速度模型计算所述震动波数据对应的放炮定位位置；
基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化，并通过优化后的震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测。
可选地，所述基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化，具体包括：
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差小于或等于预设精度，则直接通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测；
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差大于预设精度，则基于所述偏差对所述初始声波速度模型进行校正，确定目标声波速度模型，并对所述目标声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第二模拟结果对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
可选地，所述震动联合监测系统还包括数据传输线缆和监测主机；
所述井上监测分站包括多个，每个所述井上监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的地面上方的井上检波器和数据采集器，所述数据采集器用于将所述井上检波器采集到的震动波信号通过无线通信方式发射至所述监测主机中；
所述井下监测分站包括多个，每个所述井下监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的下方煤层巷道内的井下检波器和井下发射器，所述井下发射器用于将所述井下检波器采集到的震动波信号通过所述数据传输线缆发射至所述监测主机中。
可选地，所述通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测，具体包括：
所述监测主机依据来自所述井上监测分站以及所述井下监测分站的震动波信号，确定震动波形，并分析分段压裂过程中的微震事件空间位置、微震事件能量大小以及微震事件频次；
依据所述微震事件空间位置以及所述微震事件频次，分析压裂层位高度、压裂区域裂缝的分布范围和分布形态；
依据所述微震事件能量大小以及所述微震事件频次，分析压裂区域裂缝长度和延伸尺寸。
可选地，所述通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测，还包括：
基于分段压裂过程中的破裂事件，分析压裂区域裂缝出现的速率与分段压裂施工曲线的对应关系；
依据所述微震事件空间位置、所述微震事件能量大小以及微震事件时序，对所述压裂区域裂缝进行连通性解释。
可选地，所述通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测，还包括：
统计微震事件中震动级别大于预设震动级别Mw的目标微震事件数量N；
通过预设公式，确定所述目标微震事件数量N对应的压裂区域裂缝特征，其中，所述预设公式为lgN＝a-bMw，a为预设常数，当b在第一范围内时确定所述压裂区域裂缝为天然裂缝，当b在第二范围内时确定所述压裂区域裂缝为压裂诱导缝。
可选地，所述震动联合监测系统还包括显示器，所述显示器与所述监测主机连接；所述方法还包括：
通过所述显示器，显示所述震动波形以及所述监测主机对微震事件的监测结果。
根据本申请的另一方面，提供了一种震动联合监测系统，所述震动联合监测系统包括井上监测分站和井下监测分站，用于在分段压裂过程中进行微震事件监测；所述震动联合监测系统通过以下方式构建：
根据测井声波数据建立水平井分段压裂区域对应的初始声波速度模型，并对所述初始声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第一模拟结果确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置，建立震动联合监测系统，其中，所述震动联合监测系统包括所述井上监测分站和所述井下监测分站；
在水平井分段压裂区域对应的预设放炮位置处进行放炮定位，通过所述震动联合监测系统采集震动波数据，并通过所述初始声波速度模型计算所述震动波数据对应的放炮定位位置；
基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
可选地，所述基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化，具体包括：
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差小于或等于预设精度，则直接通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测；
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差大于预设精度，则基于所述偏差对所述初始声波速度模型进行校正，确定目标声波速度模型，并对所述目标声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第二模拟结果对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
可选地，所述震动联合监测系统还包括数据传输线缆和监测主机；
所述井上监测分站包括多个，每个所述井上监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的地面上方的井上检波器和数据采集器，所述数据采集器用于将所述井上检波器采集到的震动波信号通过无线通信方式发射至所述监测主机中；
所述井下监测分站包括多个，每个所述井下监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的下方煤层巷道内的井下检波器和井下发射器，所述井下发射器用于将所述井下检波器采集到的震动波信号通过所述数据传输线缆发射至所述监测主机中。
可选地，所述震动联合监测系统，具体用于：
所述监测主机依据来自所述井上监测分站以及所述井下监测分站的震动波信号，确定震动波形，并分析分段压裂过程中的微震事件空间位置、微震事件能量大小以及微震事件频次；
依据所述微震事件空间位置以及所述微震事件频次，分析压裂层位高度、压裂区域裂缝的分布范围和分布形态；
依据所述微震事件能量大小以及所述微震事件频次，分析压裂区域裂缝长度和延伸尺寸。
可选地，所述震动联合监测系统，还包括：
基于分段压裂过程中的破裂事件，分析压裂区域裂缝出现的速率与分段压裂施工曲线的对应关系；
依据所述微震事件空间位置、所述微震事件能量大小以及微震事件时序，对所述压裂区域裂缝进行连通性解释。
可选地，所述震动联合监测系统，还包括：
统计微震事件中震动级别大于预设震动级别Mw的目标微震事件数量N；
通过预设公式，确定所述目标微震事件数量N对应的压裂区域裂缝特征，其中，所述预设公式为lgN＝a-bMw，a为预设常数，当b在第一范围内时确定所述压裂区域裂缝为天然裂缝，当b在第二范围内时确定所述压裂区域裂缝为压裂诱导缝。
可选地，所述震动联合监测系统还包括显示器，所述显示器与所述监测主机连接；所述显示器用于显示所述震动波形以及所述监测主机对微震事件的监测结果。
依据本申请又一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述地面水平井分段压裂监测方法。
依据本申请再一个方面，提供了一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述地面水平井分段压裂监测方法。
借由上述技术方案，本申请提供的一种地面水平井分段压裂监测方法、震动联合监测系统、存储介质、计算机设备，通过在地面水平井分段压裂目标区域建立井下微震监测系统和井上微震监测系统，组成井上下微震联合监测系统，对目标区域实现全区域立体监测。可以明显的提高压裂期间产生的微震事件在垂直方向的监测精度，能实时提供压裂施工产生的裂缝高度、长度和方位角，利用这些信息可以有效的评价水平井分段压裂效果，为优化压裂设计进和井网部署方案提供依据。同时，可以有效拾取因压裂产生的微震波形，精确定位微震事件的空间位置，准确的描述裂缝扩展延伸尺寸和空间展布情况，实时提供压裂施工产生的裂缝高度、长度和方位角，有效的评价水平井分段压裂效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
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，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请实施例提供的一种地面水平井分段压裂监测方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例提供的一种监测分站的分布示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种震动联合监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中提供了一种地面水平井分段压裂监测方法，如图1所示，该方法包括：
步骤101，根据测井声波数据建立水平井分段压裂区域对应的初始声波速度模型，并对所述初始声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第一模拟结果确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置，建立震动联合监测系统，其中，所述震动联合监测系统包括所述井上监测分站和所述井下监测分站。
本申请实施例提供的震动联合监测系统包括井上监测子系统和井下监测子系统，井上监测子系统包括多个井上监测分站，井下监测子系统包括多个井下监测分站，组成井上、井下震动联合监测系统，通过井上和井下联合监测的方式，对水平井分段压裂的目标区域实现全区域立体监测。其中，初始的井上监测分站和井下监测分站的分布位置，通过对初始声波速度模型进行数值模拟分析的方式来确定。首先根据测井的声波曲线数据(即测井声波数据)确定水平井分段压裂的拟监测区域(即水平井分段压裂区域)对应的初始声波速度模型，对地层的速度分布进行表征，之后通过对该模型进行数值模拟分析，确定地面水平井分段压裂层位的水平定位精度和垂直定位精度，进而确定井上监测分站的布置方案和井下监测分站的布置方案，即确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置。
需要说明的是，本申请实施例中的震动联合监测系统中井上、井下各监测分站也可以通过技术人员自定义或其他本领域技术人员能够想到的其他方式确定分布位置，在此不做限定。
在本申请实施例中，具体地，所述震动联合监测系统还包括数据传输线缆和监测主机；所述井上监测分站包括多个，每个所述井上监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的地面上方的井上检波器和数据采集器，所述数据采集器用于将所述井上检波器采集到的震动波信号通过无线通信方式发射至所述监测主机中；所述井下监测分站包括多个，每个所述井下监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的下方煤层巷道内的井下检波器和井下发射器，所述井下发射器用于将所述井下检波器采集到的震动波信号通过所述数据传输线缆发射至所述监测主机中。
在该实施例中，如图2所示，井上监测分站(地面分站)布置在水平井分段压裂区域上方地面水泥基础上，每个井上监测分站包括井上检波器(例如高精度微震检波器)以及数据采集器，震源震动产生震动波后，井上检波器用于采集井上的震动波信号，数据采集器用于将井上检波器采集到的震动波信号通过地面无线台站发射至监测主机中，通过监测主机中的数据处理软件对震动波信号进行处理，确定震动波形(包括纵波(P波)和横波(S波))，以及进行微震事件分析。井下监测分站(井下分站)布置在水平井分段压裂区域下方煤层巷道中，每个井下监测分站包括井下检波器和井下发射器，井下检波器用于采集井下的震动波信号，井下发射器用于将井下检波器采集到的震动波信号通过井下与监测主机连通的数据传输线缆，传输到监测主机中，通过监测主机中的数据处理软件对震动波信号进行处理和微震事件分析。
本申请实施例中，具体地，所述震动联合监测系统还包括显示器，所述显示器与所述监测主机连接。通过所述显示器，显示监测主机分析出的震动波形以及对微震事件的监测结果。
步骤102，在水平井分段压裂区域对应的预设放炮位置处进行放炮定位，通过所述震动联合监测系统采集震动波数据，并通过所述初始声波速度模型计算所述震动波数据对应的放炮定位位置。
步骤103，基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
在该实施例中，还可以对震动联合监测系统中各分站的分布位置进行优化。在具体应用场景中，可以在在拟监测水平井压裂区域附近煤层中的特定位置(即预设放炮位置)进行放炮定位，利用导爆索放炮产生微震波，通过井上、井下检波器采集震动波数据，结合初始声波速度模型对震动波数据进行分析确定震源位置，即放炮定位位置。例如通过井上下检波器摄取P波到时与S波到时结合初始声波速度模型中的声波速度进行距离计算，确定放炮定位位置。从而依据计算出的放炮定位位置和实际的预设放炮位置之间的偏差对各监测分站的分布位置进行优化，以便提高监测系统监测的震动波的有效性以及提高微震事件监测准确性。
具体地，步骤103包括：若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差小于或等于预设精度，则直接通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测；若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差大于预设精度，则基于所述偏差对所述初始声波速度模型进行校正，确定目标声波速度模型，并对所述目标声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第二模拟结果对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
其中，如果定位的震源位置与实际的微震事件发生点吻合，即炮定位位置与预设放炮位置的偏差小于或等于预设精度，表明初始声波速度模型建立准确，可以认为依据初始声波速度模型进行数值模拟而确定的监测分站分布位置为较优的分布位置，不需要进行位置优化。而如果定位的震源源位置与实际的微震事件发生点偏差较大，即大于预设精度，则需要对当前的各监测分站位置进行优化。具体可以先依据放炮定位位置与预设放炮位置的偏差对初始声波速度模型进行校正，得到目标声波速度模型，再通过对目标声波速度模型进行数值模拟，从而对当前的各监测分站的分布位置进行优化，得到井上、井下震动联合监测系统最优台网布置方案。
步骤104，通过优化后的震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测。
在该实施例中，确定震动联合监测系统中井上、井下各监测分站的分布位置后，既可在分段压裂过程中通过各监测分站采集震动波信号，并通过监测主机对震动波信号进行处理和分析，实现对分段压裂过程中微震事件的多维度监测。
本申请实施例中，具体地，步骤104包括：所述监测主机依据来自所述井上监测分站以及所述井下监测分站的震动波信号，确定震动波形，并分析分段压裂过程中的微震事件空间位置、微震事件能量大小以及微震事件频次；依据所述微震事件空间位置以及所述微震事件频次，分析压裂层位高度、压裂区域裂缝的分布范围和分布形态；依据所述微震事件能量大小以及所述微震事件频次，分析压裂区域裂缝长度和延伸尺寸。
在该实施例中，基于井上下微震联合监测系统在压裂井压裂过程中监测到的微震事件，进行微震事件空间位置和能量计算。根据所述微震事件空间位置和频次分析得到水平井分段压裂过程中压裂层位的具体高度、压裂区域展缝的分布范围和裂缝形态，根据所述微震事件能量大小和频次分析得到压裂区域裂缝长度、延伸尺寸等信息。
本申请实施例中，具体地，步骤104还包括：基于分段压裂过程中的破裂事件，分析压裂区域裂缝出现的速率与分段压裂施工曲线的对应关系；依据所述微震事件空间位置、所述微震事件能量大小以及微震事件时序，对所述压裂区域裂缝进行连通性解释。
在该实施例中，基于所述压裂施工过程中不断发生的破裂事件，分析其出现的空间展布、出现的速率与压裂施工曲线的对应关系，计算裂缝网络方位、长度、宽度、高度，并根据微震事件出现的空间位置信息，结合微震事件的能量和时序属性，解释裂缝的连通性。
本申请实施例中，具体地，步骤104还包括：统计微震事件中震动级别大于预设震动级别Mw的目标微震事件数量N；通过预设公式，确定所述目标微震事件数量N对应的压裂区域裂缝特征，其中，所述预设公式为lgN＝a-bMw，a为预设常数，当b在第一范围内时确定所述压裂区域裂缝为天然裂缝，当b在第二范围内时确定所述压裂区域裂缝为压裂诱导缝。
在该实施例中，基于微震事件频率和震级遵循Gutenberg-Richter观测关系，即高于Mw震级的微震事件个数N与Mw有以下关系：lgN＝a-bMw。式中：a和b是关系常量，分别表示微震活动性的总体水平和微震小事件与大事件的比率。用频率—震级的关系描述水平井压裂诱导缝的微震特征。通常b在1.0左右表示天然裂缝，b在2.0左右表示压裂诱导缝。
通过应用本实施例的技术方案，通过在地面水平井分段压裂目标区域建立井下微震监测系统和井上微震监测系统，组成井上下微震联合监测系统，对目标区域实现全区域立体监测。可以明显的提高压裂期间产生的微震事件在垂直方向的监测精度，能实时提供压裂施工产生的裂缝高度、长度和方位角，利用这些信息可以有效的评价水平井分段压裂效果，为优化压裂设计进和井网部署方案提供依据。同时，可以有效拾取因压裂产生的微震波形，精确定位微震事件的空间位置，准确的描述裂缝扩展延伸尺寸和空间展布情况，实时提供压裂施工产生的裂缝高度、长度和方位角，有效的评价水平井分段压裂效果。
进一步的，本申请实施例提供了一种震动联合监测系统，如图3所示，所述震动联合监测系统包括井上监测分站和井下监测分站，用于在分段压裂过程中进行微震事件监测；所述震动联合监测系统通过以下方式构建：
根据测井声波数据建立水平井分段压裂区域对应的初始声波速度模型，并对所述初始声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第一模拟结果确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置，建立震动联合监测系统，其中，所述震动联合监测系统包括所述井上监测分站和所述井下监测分站；
在水平井分段压裂区域对应的预设放炮位置处进行放炮定位，通过所述震动联合监测系统采集震动波数据，并通过所述初始声波速度模型计算所述震动波数据对应的放炮定位位置；
基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
可选地，所述基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化，具体包括：
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差小于或等于预设精度，则直接通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测；
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差大于预设精度，则基于所述偏差对所述初始声波速度模型进行校正，确定目标声波速度模型，并对所述目标声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第二模拟结果对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
可选地，所述震动联合监测系统还包括数据传输线缆和监测主机；
所述井上监测分站包括多个，每个所述井上监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的地面上方的井上检波器和数据采集器，所述数据采集器用于将所述井上检波器采集到的震动波信号通过无线通信方式发射至所述监测主机中；
所述井下监测分站包括多个，每个所述井下监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的下方煤层巷道内的井下检波器和井下发射器，所述井下发射器用于将所述井下检波器采集到的震动波信号通过所述数据传输线缆发射至所述监测主机中。
可选地，所述震动联合监测系统，具体用于：
所述监测主机依据来自所述井上监测分站以及所述井下监测分站的震动波信号，确定震动波形，并分析分段压裂过程中的微震事件空间位置、微震事件能量大小以及微震事件频次；
依据所述微震事件空间位置以及所述微震事件频次，分析压裂层位高度、压裂区域裂缝的分布范围和分布形态；
依据所述微震事件能量大小以及所述微震事件频次，分析压裂区域裂缝长度和延伸尺寸。
可选地，所述震动联合监测系统，还包括：
基于分段压裂过程中的破裂事件，分析压裂区域裂缝出现的速率与分段压裂施工曲线的对应关系；
依据所述微震事件空间位置、所述微震事件能量大小以及微震事件时序，对所述压裂区域裂缝进行连通性解释。
可选地，所述震动联合监测系统，还包括：
统计微震事件中震动级别大于预设震动级别Mw的目标微震事件数量N；
通过预设公式，确定所述目标微震事件数量N对应的压裂区域裂缝特征，其中，所述预设公式为lgN＝a-bMw，a为预设常数，当b在第一范围内时确定所述压裂区域裂缝为天然裂缝，当b在第二范围内时确定所述压裂区域裂缝为压裂诱导缝。
可选地，所述震动联合监测系统还包括显示器，所述显示器与所述监测主机连接；所述显示器用于显示所述震动波形以及所述监测主机对微震事件的监测结果。
基于上述如图1所示方法，相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述如图1所示的地面水平井分段压裂监测方法。
基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。
基于上述如图1所示的方法，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种计算机设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该计算机设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图1所示的地面水平井分段压裂监测方法。
可选地，该计算机设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(RadioFrequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。
本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种计算机设备结构并不构成对该计算机设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理和保存计算机设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现通过在地面水平井分段压裂目标区域建立井下微震监测系统和井上微震监测系统，组成井上下微震联合监测系统，对目标区域实现全区域立体监测。可以明显的提高压裂期间产生的微震事件在垂直方向的监测精度，能实时提供压裂施工产生的裂缝高度、长度和方位角，利用这些信息可以有效的评价水平井分段压裂效果，为优化压裂设计进和井网部署方案提供依据。同时，可以有效拾取因压裂产生的微震波形，精确定位微震事件的空间位置，准确的描述裂缝扩展延伸尺寸和空间展布情况，实时提供压裂施工产生的裂缝高度、长度和方位角，有效的评价水平井分段压裂效果。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。
上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种地面水平井分段压裂监测方法，其特征在于，所述方法包括：
根据测井声波数据建立水平井分段压裂区域对应的初始声波速度模型，并对所述初始声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第一模拟结果确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置，建立震动联合监测系统，其中，所述震动联合监测系统包括所述井上监测分站和所述井下监测分站；
在水平井分段压裂区域对应的预设放炮位置处进行放炮定位，通过所述震动联合监测系统采集震动波数据，并通过所述初始声波速度模型计算所述震动波数据对应的放炮定位位置；
基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化，并通过优化后的震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化，具体包括：
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差小于或等于预设精度，则直接通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测；
若所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差大于预设精度，则基于所述偏差对所述初始声波速度模型进行校正，确定目标声波速度模型，并对所述目标声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第二模拟结果对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述震动联合监测系统还包括数据传输线缆和监测主机；
所述井上监测分站包括多个，每个所述井上监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的地面上方的井上检波器和数据采集器，所述数据采集器用于将所述井上检波器采集到的震动波信号通过无线通信方式发射至所述监测主机中；
所述井下监测分站包括多个，每个所述井下监测分站包括布置在所述水平井分段压裂区域的下方煤层巷道内的井下检波器和井下发射器，所述井下发射器用于将所述井下检波器采集到的震动波信号通过所述数据传输线缆发射至所述监测主机中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测，具体包括：
所述监测主机依据来自所述井上监测分站以及所述井下监测分站的震动波信号，确定震动波形，并分析分段压裂过程中的微震事件空间位置、微震事件能量大小以及微震事件频次；
依据所述微震事件空间位置以及所述微震事件频次，分析压裂层位高度、压裂区域裂缝的分布范围和分布形态；
依据所述微震事件能量大小以及所述微震事件频次，分析压裂区域裂缝长度和延伸尺寸。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测，还包括：
基于分段压裂过程中的破裂事件，分析压裂区域裂缝出现的速率与分段压裂施工曲线的对应关系；
依据所述微震事件空间位置、所述微震事件能量大小以及微震事件时序，对所述压裂区域裂缝进行连通性解释。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述震动联合监测系统，在分段压裂过程中进行微震事件监测，还包括：
统计微震事件中震动级别大于预设震动级别Mw的目标微震事件数量N；
通过预设公式，确定所述目标微震事件数量N对应的压裂区域裂缝特征，其中，所述预设公式为lgN＝a-bMw，a为预设常数，当b在第一范围内时确定所述压裂区域裂缝为天然裂缝，当b在第二范围内时确定所述压裂区域裂缝为压裂诱导缝。
7.根据权利要求4至6所述的方法，其特征在于，所述震动联合监测系统还包括显示器，所述显示器与所述监测主机连接；所述方法还包括：
通过所述显示器，显示所述震动波形以及所述监测主机对微震事件的监测结果。
8.一种震动联合监测系统，其特征在于，所述震动联合监测系统包括井上监测分站和井下监测分站，用于在分段压裂过程中进行微震事件监测；所述震动联合监测系统通过以下方式构建：
根据测井声波数据建立水平井分段压裂区域对应的初始声波速度模型，并对所述初始声波速度模型进行震动波速度模拟分析，依据第一模拟结果确定井上监测分站和井下监测分站的分布位置，建立震动联合监测系统，其中，所述震动联合监测系统包括所述井上监测分站和所述井下监测分站；
在水平井分段压裂区域对应的预设放炮位置处进行放炮定位，通过所述震动联合监测系统采集震动波数据，并通过所述初始声波速度模型计算所述震动波数据对应的放炮定位位置；
基于所述放炮定位位置与所述预设放炮位置的偏差，对所述井上监测分站和所述井下监测分站的分布位置进行优化。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述地面水平井分段压裂监测方法。
10.一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述地面水平井分段压裂监测方法。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002340639A1 (en) * 2001-11-12 2003-05-26 Poly Systems Pty Limited Seismic wave generator
US20150198728A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Sercel Quality control for broadband sweeps
CN105629295A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 四川圣诺油气工程技术服务有限公司 一种页岩气体积压裂微地震监测方法
CN106873028A (zh) * 2017-01-17 2017-06-20 克拉玛依市海晟达石油科技有限公司 一种基于蒸汽辅助重力泄油的微震波监测方法及系统
CN207780266U (zh) * 2018-01-03 2018-08-28 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种主动源微震监测装置
CN110703320A (zh) * 2019-09-29 2020-01-17 天地科技股份有限公司 一种井上下联合微震监测系统及方法
AU2020102024A4 (en) * 2020-07-07 2020-10-01 China University Of Geosciences, Beijing Algorithm for Three-Dimensional Space Fitting of Seismic Data
US20210003731A1 (en) * 2019-07-04 2021-01-07 Chengdu University Of Technology Method for determining favorable time window of infill well in unconventional oil and gas reservoir

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002340639A1 (en) * 2001-11-12 2003-05-26 Poly Systems Pty Limited Seismic wave generator
US20150198728A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Sercel Quality control for broadband sweeps
CN105629295A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 四川圣诺油气工程技术服务有限公司 一种页岩气体积压裂微地震监测方法
CN106873028A (zh) * 2017-01-17 2017-06-20 克拉玛依市海晟达石油科技有限公司 一种基于蒸汽辅助重力泄油的微震波监测方法及系统
CN207780266U (zh) * 2018-01-03 2018-08-28 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种主动源微震监测装置
US20210003731A1 (en) * 2019-07-04 2021-01-07 Chengdu University Of Technology Method for determining favorable time window of infill well in unconventional oil and gas reservoir
CN110703320A (zh) * 2019-09-29 2020-01-17 天地科技股份有限公司 一种井上下联合微震监测系统及方法
AU2020102024A4 (en) * 2020-07-07 2020-10-01 China University Of Geosciences, Beijing Algorithm for Three-Dimensional Space Fitting of Seismic Data

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