技术特征：
1.一种油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：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(100)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；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；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；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。2.根据权利要求1所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，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：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；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；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；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；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。3.根据权利要求2所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，所述背景特征参数数据由以下步骤得到：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；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。4.根据权利要求1所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，多个所述点云坐标由以下步骤得到：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；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；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。
5.根据权利要求4所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，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：述缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：述缝长垂直方向夹角，由以下关系数学模型进行约束：l＝l1+l2，其中，u
c
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。6.根据权利要求4所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，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。7.根据权利要求4所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，计算多个所述点云坐标由以下关系数学模型进行约束：x
i
＝l
·
cosθ，y
i
＝l
·
sinθ，h
i
＝l
·
cosα，其中，(x
i
,y
i
,h
i
)表示所述点云坐标，l表示缝长，h
i
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。8.根据权利要求7所述的油气井下实时监测压裂方法，其特征在于，所述压裂波及体体积由以下步骤得到：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；对所述空间点云体进行平面剖切，获得剖切平面；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；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：其中，v表示所述压裂波及体积，s表示所述点云平面面积，h
i
表示所述缝厚。9.一种油气井下实时监测压裂系统，其特征在于，包括：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(100)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；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；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；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。10.一种油气井下实时监测压裂装置，其特征在于，包括：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；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；信号接收单元(200)，用于接收压裂电位数据；数据处理单元(300)，用于执行如权利要求1至8任一所述的油气井下实时监测压裂方法。
技术总结
一种油气井下实时监测压裂方法、系统及装置，其监测压裂方法包括以下步骤：获取压裂电位数据；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；根据优化电位数据，获得压裂波及体体积和多个点云坐标；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。根据本发明实施例的油气井下实时监测压裂方法，在多个时间周期下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。题。题。
技术研发人员：连武卿 颜晓华 孟超 张庭伟 李骥 别勇杰
受保护的技术使用者：湖南继善高科技有限公司
技术研发日：2022.03.01
技术公布日：2022/6/24