一种油气井下实时监测压裂方法、系统及装置与流程

1.本发明涉及油气压裂施工开采技术领域，特别涉及一种油气井下实时监测压裂方法、系统及装置。


背景技术：

2.随着石油天然气开采技术水平的不断提高，各类低渗、致密油气储层逐渐成为油气开采的重要场所。为了能将油气从这些低渗、致密储层中开采出来，常常需要利用人工压裂改造技术在低渗、致密储层中改造形成人工压裂裂缝网络。而压裂过程中需要了解当前压裂效果，从而指导压裂施工，达到更加优化的产气产油成果。故建立这些低渗、致密油气压裂裂缝体积分布成为关键技术问题。这不仅关系着实施压裂井人工压裂改造效果的评价问题，还关系着压后井生产模拟及对应的开采技术政策制定及如何科学、合理实施的问题。
3.油气生产过程的储层压裂改造技术已经在世界范围内得到了广泛的推广应用，然而对于当前人工压裂技术，其实施效果体现在通过压裂后单井产量的变化来分析压裂，或者通过地层电位监测来做定性判断，因此当前压裂技术缺乏对地层电位信号的定量分析与利用，难以获取更直观且详细的实时压裂过程。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，提出了一种油气井下实时监测压裂方法，解决了当前压裂技术缺乏对地层电位信号的定量分析与利用，难以获取更直观且详细的实时压裂过程的问题。
5.同时，本发明还提出了一种油气井下实时监测压裂系统和一种油气井下实时监测压裂装置。
6.根据本发明第一方面实施例的油气井下实时监测压裂方法，包括以下步骤：
7.获取压裂电位数据，所述压裂电位数据包括多个电位差采集值，多个所述电位差采集值由压裂监测结构采集获得，所述压裂监测结构包括皆布设于油气井所对应地表上的多个信号检测单元，多个所述信号检测单元构成四条测线，四条所述测线包括相互平行设置的第一平行测线、第二平行测线，以及皆与所述第一平行测线垂直的第一垂直测线、第二垂直测线，所述第一平行测线和所述第二平行测线皆沿油气井的水平井段平行布置，每个所述信号检测单元皆用于在信号发射单元发射交流激励信号时采集所述信号检测单元与所述油气井的井筒之间的电位差采集值；
8.对所述压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，得到优化电位数据，所述优化电位数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个电位差优化值；
9.根据所述优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；
10.根据所述压裂波及体体积和多个所述点云坐标，建立三维压裂体积模型。
11.根据本发明的油气井下实时监测压裂方法，至少具有如下技术效果：利用多个所述信号检测单元来获得压裂电位数据，并经过预处理来实现数据优化，从而提升压裂的缝
长、缝厚等相关物理信息的计算精度；对预处理后的优化电位数据进行计算，以获得点云坐标，从而可实现对三维压裂体积模型的构建。由于压裂电位数据由多个所述信号检测单元在多个时间段下所监测的电位差采集值组成，同时在一个时间段下可获取压裂波及体体积和一组点云坐标，因此在多个时间周期下便可获取由多个压裂波及体体积所组成的压裂波及范围，以及多组点云坐标，从而建立具有不断演化的多时刻叠加渐变的三位压裂体积模型，使得在监测压裂施工过程的时间推移中，可定量表征实时的压裂情形，解决了当前难以对压裂做定量评价的问题。
12.根据本发明的一些实施例，所述对所述压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，包括以下步骤：
13.对所述压裂电位数据进行归一化处理，以获得归一化特征参数数据，所述归一化特征参数数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个归一化特征参数值；
14.获取背景特征参数数据，所述背景特征参数数据用于表征所述油气井未进行压裂时所述压裂波及体对应的地表上的电场数据，所述背景特征参数数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个背景特征参数值；
15.对所述归一化特征参数数据和所述背景特征参数数据进行减法运算，获得背景场消除电位数据，所述背景场消除电位数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个背景场消除电位值；
16.获取所述归一化特征参数数据中的最小值，并记作最小归一化特征参数；
17.对所述背景场消除电位数据和所述最小归一化特征参数进行减法运算，以消除直流偏移并获得所述优化电位数据。
18.根据本发明的一些实施例，所述背景特征参数数据由以下步骤得到：
19.获取油气井下未进行压裂时多个所述信号检测单元所采集的多个电位差初始值；
20.对多个所述电位差初始值依次进行归一化处理、中位值滤波处理，以获得背景特征参数数据。
21.根据本发明的一些实施例，多个所述点云坐标由以下步骤得到：
22.获取所述交流激励信号的电流值、地层中均匀介质的电阻率值、多个油气井下的压裂射孔位置、多个所述信号检测单元离油气井的相对位置；
23.根据所述优化电位数据、所述交流激励信号大小、多个所述压裂射孔位置、多个所述信号检测单元离油气井的相对位置、所述地层中均匀介质的电阻率大小，计算油气井下压裂处多个不同位置的缝长、缝长垂直方向夹角、缝长水平方向夹角；
24.根据多个所述缝长、多个所述缝长垂直方向夹角、多个所述缝长水平方向夹角，来计算多个所述点云坐标。
25.根据本发明的一些实施例，计算所述缝长、所述缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：
[0026][0027][0028]
[0029]
l＝l1+l2，
[0030]
其中，uc表示所述优化电位数据中任意一所述信号检测单元的坐标为(x,y,z)的所述电位差优化值，(x,y,z)表示所述信号检测单元离油气井的相对位置，i表示所述交流激励信号大小，ρ表示所述地层中均匀介质的电阻率大小。
[0031]
根据本发明的一些实施例，利用任意一所述压裂射孔位置的坐标和任意一所述信号检测单元的坐标，并通过多组计算，来获得多个所述缝长水平方向夹角。
[0032]
根据本发明的一些实施例，计算多个所述点云坐标由以下关系数学模型进行约束：
[0033]
xi＝l
·
cosθ，yi＝l
·
sinθ，hi＝l
·
cosα，
[0034]
其中，(xi,yi,hi)表示所述点云坐标，l表示缝长，hi表示缝厚，θ表示缝长水平方向夹角，α表示缝长垂直方向夹角。
[0035]
根据本发明的一些实施例，所述压裂波及体体积由以下步骤得到：
[0036]
根据所述缝长和所述缝厚，并基于插值算法来获得空间点云体，所述空间点云体包括多个空间点云；
[0037]
对所述空间点云体进行平面剖切，获得剖切平面；
[0038]
根据所述剖切平面上的所述空间点云的个数，计算点云平面面积s；
[0039]
计算所述压裂波及体体积，并根据以下关系数学模型进行约束：
[0040][0041]
其中，v表示所述压裂波及体积，s表示所述点云平面面积，hi表示所述缝厚。
[0042]
根据本发明第二方面实施例的油气井下实时监测压裂系统，包括：
[0043]
数据获取单元，用于获取压裂电位数据，所述压裂电位数据包括多个电位差采集值，多个所述电位差采集值由压裂监测结构采集获得，所述压裂监测结构包括布设于油气井所对应地表上的多个信号检测单元，每个所述信号检测单元皆用于在信号发射单元发射交流激励信号时采集所述信号检测单元与所述油气井的井筒之间的电位差采集值；
[0044]
预处理单元，对所述压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，得到优化电位数据，所述优化电位数据包括与多个所述电位差采集值一一对应的多个电位差优化值；
[0045]
坐标体积运算单元，用于根据所述优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；
[0046]
模型构建单元，用于根据所述压裂波及体体积和多个所述点云坐标，建立三维压裂体积模型。
[0047]
根据本发明的油气井下实时监测压裂系统，至少具有如下技术效果：通过利用数据获取单元，可完成对压裂电位数据的采集；通过利用预处理单元，可完成对压裂电位数据的优化并得到优化点位数据；通过利用坐标体积运算单元，可进行计算得到所需的压裂波及体体积和多个点云坐标；通过利用模型构建单元，可将压裂波及体体积和多个点云坐标转换构建成三维模型，从而获得三维压裂体积模型。因此通过不同单元来完成油气井下实时监测压裂方法的各个步骤，完成对三维压裂体积模型的建立，从而实现对压裂的实时监测和定量分析。
[0048]
根据本发明第三方面实施例的油气井下实时监测压裂装置，包括：
[0049]
多个信号检测单元，多个所述信号检测单元构成四条测线，四条所述测线包括互相平行设置的第一平行测线、第二平行测线，以及皆与所述第一平行测线垂直的第一垂直测线、第二垂直测线，所述第一平行测线和所述第二平行测线皆沿油气井的水平井段平行布置；
[0050]
信号发射单元，用于对油气井下压裂处发射交流激励信号；
[0051]
信号接收单元，用于接收压裂电位数据；
[0052]
数据处理单元，用于执行如本发明第一方面实施例的任一所述的油气井下实时监测压裂方法。
[0053]
根据本发明的油气井下实时监测压裂装置，至少具有如下技术效果：通过将多个信号检测单元布设成两两垂直交叉的四条直线，来构成井字形分布，从而保证获得压裂电位数据能够在数学模型的约束下处理，便于后续对压裂电位数据的解释；通过在多个信号检测单元、信号发射单元、信号接收单元共用的工作下，使得数据处理单元接收压裂电位数据；根据数据处理单元内设的算法或数学模型来处理压裂电位数据，并利用处理后的数据来建立三维压裂体积模型。因此，利用本发明实施例的油气井下实时监测压裂装置，可以在实际中完成本发明实施例的油气井下实时监测压裂方法的各个步骤，其各单元的功能集成度高，装置搭建成本低，可实时监测压裂分布并构造三维可视化效果，适合产业化推广。
[0054]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0055]
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0056]
图1是本发明实施例的油气井下实时监测压裂方法的流程图；
[0057]
图2是本发明实施例的井字形布设多个信号检测单元的示意图；
[0058]
图3是本发明实施例的用于解释相关数学模型的示意图；
[0059]
图4是本发明实施例的油气井下实时监测压裂装置的连接图；
[0060]
图5是本发明实施例的三维压裂体积模型的示意图。
[0061]
附图标记：
[0062]
信号发射单元100、
[0063]
信号接收单元200、接收机210、
[0064]
数据处理单元300、
[0065]
云平台400、
[0066]
终端显控单元500。
具体实施方式
[0067]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0068]
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0069]
在本发明的描述中，多个的含义是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0070]
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、断开等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
[0071]
下面参考图1至图5描述根据本发明第一方面实施例的油气井下实时监测压裂方法。
[0072]
获取压裂电位数据，压裂电位数据包括多个电位差采集值，多个电位差采集值由压裂监测结构采集获得，压裂监测结构包括皆布设于油气井所对应地表上的多个信号检测单元，多个信号检测单元构成四条测线，四条测线包括相互平行设置的第一平行测线、第二平行测线，以及皆与第一平行测线垂直的第一垂直测线、第二垂直测线，第一平行测线和第二平行测线皆沿油气井的水平井段平行布置，每个信号检测单元皆用于在信号发射单元100发射交流激励信号时采集信号检测单元与油气井的井筒之间的电位差采集值；
[0073]
对压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，得到优化电位数据，优化电位数据包括与多个电位差采集值一一对应的多个电位差优化值；
[0074]
根据优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；
[0075]
根据压裂波及体体积和多个点云坐标，建立三维压裂体积模型。
[0076]
参考图1至图5，在实际中，压裂施工时采用的压裂液为高导电率的液体，高导电率的液体充入压裂地层时会改变压裂所在地层的导电率，通过信号发射单元100往地下充电，裂缝中压裂液携带的电量明显会高于周围岩石电量，使得裂缝处的电位与周围岩石存在较明显的差异。而在压裂施工过程中，压裂裂缝的变化会由压裂液在地层中不断渗透而带来电位上的变化，因此通过油气井所对应地表上布置多个信号检测单元来构成压裂监测结构，从而可采集到反映压裂层裂缝变化的压裂电位数据。
[0077]
由于压裂层一般位于地下500至5000米深，对于采集到的压裂电位数据，其实际数值较小，一般在几十至几百微伏之间，同时压裂电位数据还容易受到环境干扰、人文干扰等多种因素影响，因此需要对压裂电位数据进行预处理来凸显电位变化，从而提升压裂缝长、逢高、缝宽等参数的计算精度。压裂电位数据经预处理后便得到优化电位数据，对于一段时间内产生的压裂段，根据优化电位数据来计算压裂波及体体积和多个点云坐标，从而构建直观反映压裂裂缝的三维压裂体积模型。由于在压裂的施工过程中，压裂裂缝是随时间推移而变化的，因此根据整个压裂施工的时间周期，便可获取完整的压裂裂缝变化的三维压裂体积模型。
[0078]
在一些实施例中，对于根据压裂波及体体积和多个点云坐标来建立三维压裂体积模型，主要是将多个点云坐标导入至surf软件中，来完成三维压裂体积模型的建立，而压裂波及体体积反映的是压裂波及范围，因此用来约束三维压裂体积模型演化发育时的空间分
布。如图5所示，该图为在surf软件中所建立的三维压裂体积模型。
[0079]
根据本发明实施例的油气井下实时监测压裂方法，利用多个信号检测单元来获得压裂电位数据，并经过预处理来实现数据优化，从而提升压裂的缝长、缝厚等相关物理信息的计算精度；对预处理后的优化电位数据进行计算，以获得点云坐标，从而可实现对三维压裂体积模型的构建。由于压裂电位数据由多个信号检测单元在多个时间段下所监测的电位差采集值组成，同时在一个时间段下可获取压裂波及体体积和一组点云坐标，因此在多个时间周期下便可获取由多个压裂波及体体积所组成的压裂波及范围，以及多组点云坐标，从而建立具有不断演化的多时刻叠加渐变的三位压裂体积模型，使得在监测压裂施工过程的时间推移中，可定量表征实时的压裂情形，解决了当前难以对压裂做定量评价的问题。
[0080]
在本发明的一些实施例中，对压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，包括以下步骤：
[0081]
对压裂电位数据进行归一化处理，以获得归一化特征参数数据，归一化特征参数数据包括与多个电位差采集值一一对应的多个归一化特征参数值；
[0082]
获取背景特征参数数据，背景特征参数数据用于表征油气井未进行压裂时压裂波及体对应的地表上的电场数据，背景特征参数数据包括与多个电位差采集值一一对应的多个背景特征参数值；
[0083]
对归一化特征参数数据和背景特征参数数据进行减法运算，获得背景场消除电位数据，背景场消除电位数据包括与多个电位差采集值一一对应的多个背景场消除电位值；
[0084]
获取归一化特征参数数据中的最小值，并记作最小归一化特征参数；
[0085]
对背景场消除电位数据和最小归一化特征参数进行减法运算，以消除直流偏移并获得优化电位数据。
[0086]
对于某时刻的某信号检测单元，归一化处理是对电位差采集值和发射机所发射的电流值进行处理，并由如下公式约束来得到归一化特征参数值vn；
[0087]vn
＝un/i，
[0088]
因此根据一个时间段下，通过多个信号检测单元来获得归一化特征参数数据。归一化处理是用于消除发射机的电流变化所带来的误差。
[0089]
消除背景场是基于差分法，对于压裂施工过程中某时刻某信号检测单元，将归一化特征参数vn与该时刻所对应的信号检测单元下的背景特征参数v
n0
求差，来提取净异常v
n-n0
，其数学公式体现为：
[0090]vn-n0
＝v
n-v
n0
，
[0091]
因此根据一个时间段下，通过多个信号检测单元来获得背景场消除电位数据，并继续与归一化特征参数数据中的最小值v
min
求差，从而消除直流偏移，其数学公式体现为：
[0092]vn-n0-min
＝v
n-n0-v
min
，
[0093]
最终由获得的多个电位差优化值v
n-n0-min
来组成需要的优化电位数据。
[0094]
在本发明的一些实施例中，背景特征参数数据由以下步骤得到：
[0095]
获取油气井下未进行压裂时多个信号检测单元所采集的多个电位差初始值；
[0096]
对多个电位差初始值依次进行归一化处理、中位值滤波处理，以获得背景特征参数数据。
[0097]
在实际中，压裂监测工程施工会在压裂开始前半小时开设采集数据，这段时间由
于未进行压裂，压裂层位、环境干扰、人文干扰等处于“相对静态”。因此将这段时间每个信号检测单元所采集后进行归一化处理，然后将得到的归一化特征参数进行中位值滤波处理，从而来提高数据质量，剔除非点数据。
[0098]
在本发明的一些实施例中，如图2所示，多个点云坐标由以下步骤得到：
[0099]
获取交流激励信号的电流值、地层中均匀介质的电阻率值、多个油气井下的压裂射孔位置、多个信号检测单元离油气井的相对位置；
[0100]
根据优化电位数据、交流激励信号大小、多个压裂射孔位置、多个信号检测单元离油气井的相对位置、地层中均匀介质的电阻率大小，计算油气井下压裂处多个不同位置的缝长、缝长垂直方向夹角、缝长水平方向夹角；
[0101]
根据多个缝长、多个缝长垂直方向夹角、多个缝长水平方向夹角，来计算多个点云坐标。
[0102]
通过将采集到的压裂电位数据计算转换为多个点云坐标，从而为建立三维压裂体积模型提供了必要的条件，保证了对压裂裂缝定量化过程的实现。
[0103]
在本发明的一些实施例中，如图4所示，计算缝长、缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：
[0104][0105][0106][0107]
l＝l1+l2，
[0108]
其中，uc表示优化电位数据中任意一信号检测单元的坐标为(x,y,z)的电位差优化值，(x,y,z)表示信号检测单元离油气井的相对位置，i表示交流激励信号大小，ρ表示地层中均匀介质的电阻率大小。
[0109]
参考图4，具体地，图4中表示了上述数学模型公式的坐标系统，图中a为工作用井，h表示在该坐标系统下的地表高度，ob＝l1，oc＝l2。则单位电流源i/h在点m(x,y,z)处形成的电位为：
[0110][0111]
对上式求积分可得地表在m点处的电位为：
[0112][0113]
其中，
[0114]
r1＝y
m-l1+r1，
[0115]
r2＝ym+l2+r2，
[0116][0117]
[0118]
ym＝zsinα+ycosα，
[0119]
z＝zcosα-ysinα，
[0120]
x＝x，
[0121]
uc/i可等价理解为进行归一化处理后的优化电位数据，在上述公式中，uc/i，ρ，(x,y,z)皆为可获取的参数，而未知参数为压裂的缝长l，缝长垂直方向夹角α。因此通过利用多个信号检测单元来获得地表上不同位置的电位差采集值，从而代入至上述公式中来联立方程组，从而可以求得不同位置下的压裂的缝长l，缝长垂直方向夹角α，并用于后续的多个点云坐标的计算中。
[0122]
在本发明的一些实施例中，如图2所示，利用任意一压裂射孔位置的坐标和任意一信号检测单元的坐标，并通过多组计算，来获得多个缝长水平方向夹角。
[0123]
参考图2，具体地，在上述所建立的坐标系统下，根据基本数学公式：
[0124][0125]
可对任意一压裂射孔位置的坐标(x1,y1,z1)和任意一信号检测单元的坐标(x2,y2,z2)进行z轴方向的投影后计算，从而求得缝长水平方向夹角θ。对于不同位置的信号检测单元和不同位置的压裂射孔，可获得多个缝长水平方向夹角θ，来用于后续的多个点云坐标的计算中。
[0126]
在本发明的一些实施例中，计算多个点云坐标由以下关系数学模型进行约束：
[0127]
xi＝l
·
cosθ，yi＝l
·
sinθ，hi＝l
·
cosα，
[0128]
其中，(xi,yi,hi)表示点云坐标，l表示缝长，hi表示缝厚，θ表示缝长水平方向夹角，α表示缝长垂直方向夹角。
[0129]
在本发明的一些实施例中，压裂波及体体积由以下步骤得到：
[0130]
根据缝长和缝厚，并基于插值算法来获得空间点云体，空间点云体包括多个空间点云；
[0131]
对空间点云体进行平面剖切，获得剖切平面；
[0132]
根据剖切平面上的空间点云的个数，计算点云平面面积s；
[0133]
计算压裂波及体体积，并根据以下关系数学模型进行约束：
[0134][0135]
其中，v表示压裂波及体积，s表示点云平面面积，hi表示缝厚。
[0136]
通过将采集到的压裂电位数据计算转换为多个点云坐标后，进一步来计算获得压裂波及体体积，从而在一定程度上可确定压裂波及范围，为建立三维压裂体积模型提供了约束条件，提升了对压裂裂缝定量化过程的精确性。
[0137]
根据本发明第二方面实施例的油气井下实时监测压裂系统，包括：数据获取单元、预处理单元、坐标体积运算单元模型构建单元。
[0138]
数据获取单元用于获取压裂电位数据，压裂电位数据包括多个电位差采集值，多个电位差采集值由压裂监测结构采集获得，压裂监测结构包括布设于油气井所对应地表上的多个信号检测单元，每个信号检测单元皆用于在信号发射单元100发射交流激励信号时采集信号检测单元与油气井的井筒之间的电位差采集值；
[0139]
预处理单元对压裂电位数据进行预处理，以消除背景场和直流偏差，得到优化电位数据，优化电位数据包括与多个电位差采集值一一对应的多个电位差优化值；
[0140]
坐标体积运算单元用于根据优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；
[0141]
模型构建单元用于根据压裂波及体体积和多个点云坐标，建立三维压裂体积模型。
[0142]
具体地，通过利用数据获取单元来将压裂电位数据导入至本发明实施例的系统中，再依次经由预处理单元、坐标体积运算单元、模型构建单元来分别完成对压裂电位数据的优化、建模前数据的准备、三维压裂体积的构建，从而达到对压裂实时监测过程中对其进行定量的目的。
[0143]
根据本发明实施例的油气井下实时监测压裂系统，通过利用数据获取单元，可完成对压裂电位数据的采集；通过利用预处理单元，可完成对压裂电位数据的优化并得到优化点位数据；通过利用坐标体积运算单元，可进行计算得到所需的压裂波及体体积和多个点云坐标；通过利用模型构建单元，可将压裂波及体体积和多个点云坐标转换构建成三维模型，从而获得三维压裂体积模型。因此通过不同单元来完成油气井下实时监测压裂方法的各个步骤，完成对三维压裂体积模型的建立，从而实现对压裂的实时监测和定量分析。
[0144]
根据本发明第三方面实施例的油气井下实时监测压裂装置，包括：多个信号检测单元、信号发射单元100、信号接收单元200、数据处理单元300。
[0145]
多个信号检测单元构成四条测线，四条测线包括互相平行设置的第一平行测线、第二平行测线，以及皆与第一平行测线垂直的第一垂直测线、第二垂直测线，第一平行测线和第二平行测线皆沿油气井的水平井段平行布置；
[0146]
信号发射单元100用于对油气井下压裂处发射交流激励信号；
[0147]
信号接收单元200用于接收压裂电位数据；
[0148]
数据处理单元300用于执行如本发明第一方面实施例的任一油气井下实时监测压裂方法。
[0149]
参考图2，多个信号检测单元布置方式采用井字型布线，其中两条测线与地下压裂井筒方向平行布置，另外两条与地下压裂井筒方向垂直布置，多个压裂射孔处于井字型布点的正中央，压裂射孔为油气井在地层中水平井段上所设置的开孔，其用于渗透压裂液。通过利用测点对称的布线方式，便于在进行后续的数据处理时，能更容易利用相应的数学模型来联立方程组进行计算，求得不同位置下的压裂的缝长l，缝长垂直方向夹角α。
[0150]
参考图3，信号发射单元100对油气井下压裂处发射交流激励信号，进行压裂施工时收集由多个信号检测单元所采集的压裂电位数据，由多个接收机210组成的信号接收单元200接收压裂电位数据，并发送至数据处理单元300进行预处理和三维压裂体积模型的搭建。其中，数据的传输可通过电缆传输，也可通过无线4g技术传输至云平台400后再传输至终端。
[0151]
根据本发明实施例的油气井下实时监测压裂装置，通过将多个信号检测单元布设成两两垂直交叉的四条直线，来构成井字形分布，从而保证获得压裂电位数据能够在数学模型的约束下处理，便于后续对压裂电位数据的解释；通过在多个信号检测单元、信号发射单元100、信号接收单元200共用的工作下，使得数据处理单元300接收压裂电位数据；根据
数据处理单元300内设的算法或数学模型来处理压裂电位数据，并利用处理后的数据来建立三维压裂体积模型。因此，利用本发明实施例的油气井下实时监测压裂装置，可以在实际中完成本发明实施例的油气井下实时监测压裂方法的各个步骤，其各单元的功能集成度高，装置搭建成本低，可实时监测压裂分布并构造三维可视化效果，适合产业化推广。
[0152]
在一些实施例中，参考图3，油气井下实时监测压裂装置还包括终端显控单元500，终端显控单元500至少用于调节信号发射单元100和信号接收单元200的工作状态。
[0153]
具体地，终端显控单元500可以根据实际情况，来调节调信号发射单元100所发射的交流信号值的大小；还可以根据需要来调整信号接收单元200中多个接收机210的采集通道的开关。
[0154]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0155]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。