[發明專利]一種油氣壓裂四維電磁多分量實時監測方法和系統

在審

• 申請號: 201810548123.7
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN109061743A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 何繼善;李建華
• 申請（專利權）人: 湖南繼善高科技有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種油氣壓裂四維電磁多分量實時監測系統，其特征在于，包括：

電磁波激勵源，所述電磁波激勵源包括電偶極子，所述電偶極子用于在平行或垂直于水平井方向設定距離外向壓裂目標層發射不同頻率的電磁波激勵信號；

電場或磁場信號監測裝置，用于獲取壓裂監測范圍內若干監測點處在壓裂前的電場信號和/或磁場信號和壓裂過程中的電場信號和/或磁場信號；

所述電場信號或磁場信號包括所述電偶極子垂直和平行于水平井時，平行和垂直于所述電偶極子的電場信號或磁場信號的水平分量。

2.根據權利要求1所述的油氣壓裂四維電磁多分量實時監測系統，其特征在于，還包括電流監測裝置，所述電流監測裝置連接所述電磁波激勵源，用于記錄不同頻率的電磁波激勵信號對應的電流強度。

3.根據權利要求1所述的油氣壓裂四維電磁多分量實時監測系統，其特征在于，所述電磁波激勵源包括在平行或垂直于水平井方向設定距離外布置的包括若干主頻及諧波的信號發射源，所述信號發射源包括電磁波激勵信號激發源，所述電磁波激勵信號激發源連接所述電偶極子。

4.根據權利要求3所述的油氣壓裂四維電磁多分量實時監測系統，其特征在于，平行于所述電偶極子的電場信號水平分量為：

垂直于所述電偶極子的電場信號水平分量為：

式中，I為電磁波激勵源供電電流，dL為電偶極子長度；i為純虛數；θ為電磁波激勵信號方向和電偶極子中點到電場信號監測裝置矢徑之間的夾角；r為收發距，即電場信號監測裝置距電偶極子中心的距離；ρ為均勻大地電阻率；為均勻大地的波數；η為均勻大地導磁率；ε為均勻大地介電常數；I₀，I₁，k₀和k₁分別為以ik₁r/2為變量的0階、1階，第一類、第二類修正貝塞爾函數。

5.根據權利要求3所述的油氣壓裂四維電磁多分量實時監測系統，其特征在于，電偶極子垂直于水平井時，與所述電偶極子垂直的磁場信號水平分量為：

所述電偶極子平行于水平井時，與所述電偶極子平行的磁場信號水平分量為：

式中，I為電磁波激勵源供電電流，dL為電偶極子長度；i為純虛數；θ為電磁波激勵信號方向和電偶極子中點到電場信號監測裝置矢徑之間的夾角；r為收發距，即電場信號監測裝置距電偶極子中心的距離；ρ為均勻大地電阻率；為均勻大地的波數；η為均勻大地導磁率；ε為均勻大地介電常數；I₀，I₁，k₀和k₁分別為以ik₁r/2為變量的0階、1階，第一類、第二類修正貝塞爾函數。

6.根據權利要求1所述的油氣壓裂四維電磁多分量實時監測系統，其特征在于，所述電場或磁場信號監測裝置包括若干電場監測傳感器和/或磁場監測傳感器、監測接收主機，所述電場監測傳感器和/或磁場監測傳感器布置于所述壓裂導眼井監測范圍內，且所述電場監測傳感器和/或磁場監測傳感器連接所述監測接收主機，所述監測接收主機用于連續監測每個壓裂段不同壓裂時間壓裂目標層對電磁波激勵信號響應的電場信號和/或磁場信號。

7.一種油氣壓裂四維電磁多分量實時監測方法，其特征在于，包括：

在平行或垂直于水平井方向設定距離外向壓裂目標層發射不同頻率的電磁波激勵信號；

獲取壓裂導眼井監測范圍內若干監測點處在壓裂前的電場信號和/或磁場信號和壓裂過程中的電場信號和/或磁場信號；

所述電場信號包括所述電偶極子垂直和平行于水平井時，平行和垂直于所述電磁波激勵信號源的電場信號水平分量；所述磁場信號包括所述電偶極子垂直于水平井時，與所述電偶極子垂直和平行的磁場信號水平分量，及所述磁場信號包括所述電偶極子平行于水平井時，與所述電偶極子垂直和平行的磁場信號水平分量。