[發(fā)明專利]一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111948720B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 李帝銓;何繼善;張喬勛
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;E21B49/00
• 代理公司: 長沙智路知識產權代理事務所(普通合伙) 43244
• 代理人: 曲超

1.一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、布置地下導體天線效應壓裂監(jiān)測裝置：包括發(fā)送機、兩個供電電極A和B、設有測量電極的測點和至少一臺接收機，所述發(fā)送機分別連接供電電極A和供電電極B，所述供電電極A位于壓裂井的井口，所述供電電極B遠離所述壓裂井和地面上的監(jiān)測區(qū)域，所述測量電極位于所述監(jiān)測區(qū)域或壓裂井的井口，所述接收機包括相連的電磁監(jiān)測設備和處理裝置，所述電磁監(jiān)測設備連接所述測量電極；

S2、使所述地下導體天線效應壓裂監(jiān)測裝置正常工作：所述發(fā)送機將電流信號發(fā)送給所述兩個供電電極A和B，所述兩個供電電極A和B將所述電流信號通過井筒發(fā)送至地下，所述電磁監(jiān)測設備接收所述測點反饋的電磁響應信號，并發(fā)送給所述處理裝置；

S3、所述處理裝置根據所述電磁響應信號，通過時間差分計算測點所處位置的絕對異常，定性分析壓裂電磁異常特征即電位差；同時記錄壓裂前和壓裂過程中測點的電磁響應信號，再通過三維數值模擬，匹配壓裂液空間展布模型，進而獲取壓裂液波及空間展布及改造體積的三維動態(tài)展示。

2.根據權利要求1所述的一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S3中所述通過三維數值模擬，匹配壓裂液空間展布模型，進而獲取壓裂液波及空間展布及改造體積的方法包括：

S31、根據已知鉆井、測井數據建立三維背景模型；

S32、在所述三維背景模型中建立壓裂異常體模型，設置觀測裝置；

S33、對所述三維背景模型和壓裂異常體模型進行網格剖分，計算壓裂前、后所述測點的電位差的模型理論值；

S34、將所述模型理論值與實測的所述電磁響應信號進行對比，若滿足誤差條件，則輸出有效模型的幾何參數，進入步驟S35，否則修改所述壓裂異常體模型的參數，重復步驟S32、S33；

S35、根據壓裂過程中不同時刻的所述有效模型的幾何參數實現壓裂液三維動態(tài)展示，達到實時監(jiān)測效果。

3.根據權利要求2所述的一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S31所述的三維背景模型中，壓裂前的等效電阻步驟S32所述壓裂異常體模型中，壓裂后的等效電阻其中，R_w為井筒電阻，R_b為背景電阻，R_l為壓裂后填充井筒壓裂液的電阻，R_a為壓裂異常體電阻，f表示各單元電阻之間的函數關系，即串聯與并聯的綜合效應。

4.根據權利要求2所述的一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S33包括將所述三維背景模型網格剖分成n個網格單元，將所述壓裂異常體模型網格剖分成m個網格單元，所述網格單元為規(guī)則的多面體；進行所述網格剖分后的等效電阻為：

壓裂前的等效電阻

壓裂后的等效電阻

其中，為第n個背景單元電阻，為第m個壓裂異常體單元電阻。

5.根據權利要求2所述的一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S33中所述壓裂前、后所述測點的電位差的模型理論值分別為：其中，為等效電流。

6.根據權利要求1所述的一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，所述測點為測量電極M和測量電極N所處位置，所述測量電極M位于壓裂井的井口，所述測量電極N位于所述監(jiān)測區(qū)域的測點處。

7.根據權利要求1或6所述的一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，當所述壓裂井為直井時，所述監(jiān)測區(qū)域為以井筒為中心的多條環(huán)形測線布設的區(qū)域；當所述壓裂井為水平井時，所述監(jiān)測區(qū)域為待監(jiān)測水平段的地面投影處及周邊布設測網的區(qū)域。

8.根據權利要求1所述的一種地下導體天線效應壓裂監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S1中所述地下導體天線效應壓裂監(jiān)測裝置還包括發(fā)送電源和測點裝置，所述發(fā)送電源連接所述發(fā)送機，所述發(fā)送電源為發(fā)電機，所述測點裝置用于測量所述測點的位置。