[發明專利]一種壓裂監測實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202210076245.7
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114293965A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 王永兵;李芳書;顏曉華;林龍波;蔣永芳;張磊
• 申請（專利權）人: 湖南繼善高科技有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B49/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王本晉

一種壓裂監測實驗裝置及實驗方法，壓裂監測實驗裝置包括：實驗槽，其內填充有沙狀顆粒物；井筒裂縫模型組件，包括第一導電段、第二導電段，第一導電段的一端和第二導電段的一端連接，第一導電段設置于實驗槽內，第二導電段的另一端伸出實驗槽設置；信號發射系統，與第二導電段伸出實驗槽的另一端電性連接，用于發射測試交流電；多個電位傳感器，皆設置于實驗槽內填充的沙狀顆粒物的上表面，用于采集井筒裂縫模型組件與電位傳感器之間的電位差信號；信號接收系統，與多個電位傳感器電性連接，信號接收系統用于接收多個電位傳感器采集的電位差信號。為實際壓裂作業提供測量基礎，有效提升測量結果準確度，提高測量效率。

技術領域

本發明屬于油氣壓裂監測領域，具體涉及一種壓裂監測實驗裝置及實驗方法。

背景技術

壓裂裂縫監測技術是指通過一定的儀器裝備和技術手段對煤層氣、石油、頁巖氣等壓裂全過程進行實時監測和測試評價，通過數據處理，得到裂縫的方向、長、寬、高、導流能力、壓裂液的濾失系數、預測產量、計算壓裂效益等，從而評價壓裂效果。目前，常用的壓裂裂縫監測技術主要有兩種：地面微地震監測技術和電位法監測技術。

當地質體的電阻率遠小于圍巖電阻率時，可近似地將其看作理想導體。當理想導體位于一般導電介質中時，向其上任意一點供電(或稱“充電”)后，電流便遍及整個理想導體，然后垂直于導體表面流向周圍介質。理想導體的充電電場與充電點的位置無關，只取決于充電電流的大小、充電導體的形狀、產狀、大小、位置及周圍介質的電性分布情況。當進行壓裂作業時，壓裂液為帶有電解質的溶液，其相對于其周圍巖石電阻率較低，可看成是理想導體。如果向這些電解質充電，并觀測充電電場的分布，便可據此推斷整個地下壓裂流體與其周圍巖石的電性分布情況，從而解釋壓裂裂縫推進發育情況，但進行實際壓裂作業需要克服諸多問題，從而造成測量結果不準確，效率較低等問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種壓裂監測實驗裝置，所述壓裂監測實驗裝置可以獲得實驗環境下的測試數據，以對現場布局實現指導作用，提高壓裂現場監測時的準確性。本發明還提出了一種壓裂監測實驗方法。

根據本發明第一方面實施例的壓裂監測實驗裝置，包括：

實驗槽，其內填充有沙狀顆粒物；

井筒裂縫模型組件，包括第一導電段、第二導電段，所述第一導電段的一端和所述第二導電段的一端連接，所述第一導電段設置于所述實驗槽內，所述第二導電段的另一端伸出所述實驗槽設置；

信號發射系統，與所述第二導電段伸出所述實驗槽的所述另一端電性連接，用于發射測試交流電；

多個電位傳感器，皆設置于所述實驗槽內填充的所述沙狀顆粒物的上表面，用于采集所述井筒裂縫模型組件與所述電位傳感器之間的電位差信號；所述沙狀顆粒物用于將所述井筒裂縫模型組件和多個所述電位傳感器固定于所述實驗槽中；

信號接收系統，與多個所述電位傳感器電性連接，所述信號接收系統用于接收多個所述電位傳感器采集的電位差信號。

根據本發明實施例的壓裂監測實驗裝置，至少具有如下技術效果：實驗槽起到承載的作用，結合沙狀顆粒物后模擬自然界的地層。井筒裂縫模型組件用來模擬常見的不同井筒類型，充分考慮到自然界中對煤層氣、石油等壓裂全過程出現的不同情況的預測。信號發射系統與多個電位傳感器以及信號接收系統配合工作，多個電位傳感器布置在沙狀顆粒物表面，通過采集井筒裂縫模型組件與電位傳感器之間的電位差信號，并將信號發送至信號接收系統，進而可以利用多次采集電位差信號進行實際壓裂作業模擬結果的分析，將實驗驗證的結果運用到實際監測中，從而為實際現場進行檢測提供理論指導。本發明實施例的壓裂監測實驗裝置驗證了基于“充電法”原理的油氣壓裂監測系統效果，可以在實驗環境下模擬油氣壓裂監測系統運行狀態，為實際壓裂作業提供測量基礎，有效提升測量結果準確度，提高測量效率。

根據本發明的一些實施例，所述井筒裂縫模型組件包括：