[發明專利]一種非常規儲層固有頻率原位測量系統

在審

• 申請號: 202110330719.1
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112835104A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 高崇;康忠健;李雷;王聰;龔大建
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V1/40
• 分類號: G01V1/40;E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種非常規儲層固有頻率原位測量系統，包括：金屬殼體、振動監測模塊、信號處理部分、數據傳輸部分、能量轉換器。所述的信號處理部分包括信號預處理器與固有頻率測定儀；所述數據傳輸部分包括通訊模塊、信號轉換器、數據線。該系統實現非常規儲層固有頻率原位測量，避免試樣轉移造成物性參數變化引起的誤差問題，提高測量精度的同時達到實時監測的效果。

技術領域

本發明涉及一種地質數據測量技術，特別涉及一種非常規儲層固有頻率原位測量系統，屬于測井技術領域。

背景技術

頁巖油氣作為非常規油氣資源的重要組成部分，已逐漸成為常規油氣的重要替代選擇，其高效規模化開發對于保障我國油氣資源安全具有重要的戰略意義。受限于頁巖儲層低滲、超低滲特性，其自然狀態下不具備商業開發價值。因此，頁巖儲層改造技術研究成為實現非常規油氣經濟有效開發的關鍵點。

在開展頁巖儲層改善及油田開發技術研究進程中，有關學者從其它領域發現共振現象的特點——系統或單元以特定頻率振動時振幅為振動頻率范圍內的最大值，其參數方程如下：

當目標處于共振狀態時，外部激勵轉化至受體的能量最大，主要以動能的形式表現，此時受體的振動幅值較共振前急劇上升且達到最大值，故在共振狀態時施加較小的加載力即可以達到受體的屈服極限，進而達到促進裂縫發育及巖石斷裂的目的，有效提高生產效率。在油氣開采領域，依據共振特性已開展共振輔助破巖和非常規儲層頻譜共振改善技術，該方法無需添加化學藥劑，無廢液反排，且效率較高，真正做到了低污染、零排放、高效率。

由于在共振技術應用過程中，準確測定目標儲層固有頻率是誘發儲層共振的關鍵。目前固有頻率的測定主要依靠“錘擊法”與掃頻法，適用于室內或室外易采集振動數據的環境。由于頁巖儲層埋藏較深，直接應用“錘擊法”無法引起儲層振動與響應信號采集。掃頻法針對非常規儲層巖心樣本開展，相較于儲層實際環境，樣本圍壓、溫度及濕度等均發生改變，其固有頻率測定值存在誤差,由于在共振較小鄰域內振動幅值驟降，對共振改造效果影響巨大，故上述方法不適用于非常規儲層固有頻率的測量，因此需要創新一種非常規儲層固有頻率原位測量系統。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提出一種非常規儲層固有頻率原位測量系統。該系統基于希爾伯特-黃變換與本征模態濾波理論的非常規儲層固有頻率測量算法，達到儲層固有頻率原位測量的目的，避免取樣及運輸過程中物性參數變化導致的誤差，保障測量數據準確性與時效性的同時，實現固有頻率動態監測。

本發明采用的技術方案是：

一種非常規儲層固有頻率原位測量系統，包括：金屬殼體、振動監測模塊、信號處理部分、數據傳輸部分、能量轉換器。所述的信號處理部分包括信號預處理器與固有頻率測定儀；所述數據傳輸部分包括通訊模塊、信號轉換器、數據線。

所述信號處理部分包括信號預處理器與固有頻率測定儀；

所述數據傳輸部分包括通訊模塊、信號轉換器、數據線；

所述能量轉換器將電能轉化為動能與勢能，并透過井壁套管、水泥環作用于非常規儲層，誘發儲層振動；

所述振動監測模塊通過絲接方式固定在金屬殼體內表面，振動監測模塊利用數據線將采集到的振動數據傳至信號預處理器；

所述信號預處理器基于希爾伯特-黃變換理論對振動信號開展頻譜分析與特征提取，并利用通訊模塊將數據傳輸至信號轉換器；

所述信號轉換器將井下電信號轉換至數字信號，并通過數據線傳至固有頻率測定儀；

優選的，能量轉換器選用合金材料，有效增加使用壽；

優選的，金屬殼體選用鈦鋼合金，硬度較大，防止外部能量透過金屬殼體傳至振動監測模塊時損耗過大；

優選的，通訊模塊選用基于AMP架構的高抗干擾性集成芯片；