专利名称：基于动电耦合的水力压裂裂缝监测装置及监测方法
技术领域：
本发明涉及一种石油开发领域中的地球物理勘探方法，尤其是基于动电耦合水力压裂裂缝监测装置及监测方法。
背景技术：
水力压裂作为油气增产的主要措施已被广泛应用于现代石油工业，我国油田广泛使用地面微地震及井地电法实现水力压裂裂缝 监测。但都未提及水力压裂过程中压裂液在裂缝周围产生的滤失区域问题，例如专利号为CN102466811A公开了一种微地震监测系统和方法，虽然在原有微地震探测方法基础上减少了需要传输的微地震测量数据，提高了传输效率，降低了采集成本，但未考虑到滤失区域对探测结果的影响。专利号为CN1536373的专利公开了一种网络充电电位方法，提出了一种井-地电位监测方法，可以达到探测井下流体几何参量的目的，但未考虑到滤失区域对探测结果的影响。以上方法都可以实现水力压裂裂缝监测，但都存在以下问题I、地面微地震监测方法，水力压裂过程中由于地层破裂是由应力场变化引起的，压裂液在裂缝和地层压力差作用下不可避免地会向地层滤失，产生了滤失区域。因此除了在裂缝边界处，在滤失区域也可以诱发微地震事件，从而导致了微地震方法的裂缝监测结果通常要超过实际裂缝边界；2、井-地电位、电位梯度监测方法，由于井地电法测量的是压裂前后储层的电阻率变化，而裂缝周围的滤失区域由于压裂液的渗漏，电阻率也发生变化(降低)，因此井地电法的裂缝形态探测结果通常也要超过实际裂缝尺寸。因而微震法及井地电法都存在裂缝监测结果超过实际裂缝尺寸的问题。本专利提出一种基于动电耦合水力压裂裂缝监测方法，解决了监测结果超过实际裂缝尺寸的问题，同时本方法成本低、现场实施方便，并且可以进行裂缝的动态监测显示，在国内尚未见相近的文献或专利报道。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于动电耦合的水力压裂裂缝监测装置；本发明的另一目的是提出一种基于动电耦合的水力压裂裂缝监测方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的基于动电耦合的水力压裂裂缝监测装置，是由校准模块、接地电阻测量模块和信号通道分别与MUX连接，MUX经信号调理模块、ADC、FIFO和微控制器与上位机连接，上位机经功能选择模块与MUX连接，微控制器经CPLD与ADC连接，CPLD与FIFO连接，校准模块经开关和DAC与微控制器连接，或者信号调理模块经开关和DAC与微控制器连接构成。基于动电耦合的水力压裂裂缝的监测方法，包括以下步骤a、测试前的准备工作，根据监测井井场条件、周边环境、压裂井射孔分布方式确定布极半径和布极个数布极个数通常是布极个数=360° /(2*测量角度误差)计算设定；布极半径通常以井深的1/2-1/3作为假设半径，根据下述公式计算各通道动电耦合电位，将动电耦合电位满足仪器分辨率的最大半径定为实际布极半径R X 方向电场
权利要求
1.一种基于动电耦合的水力压裂裂缝监测装置，其特征在于，是由校准模块、接地电阻测量模块和信号通道分别与MUX连接，MUX经信号调理模块、ADC、FIFO和微控制器与上位机连接，上位机经功能选择模块与MUX连接，微控制器经CPLD与ADC连接，CPLD与FIFO连接，校准模块经开关和DAC与微控制器连接，或者信号调理模块经开关和DAC与微控制器连接构成。
2.一种基于动电耦合的水力压裂裂缝的监测方法，其特征在于，包括以下步骤 a、测试前的准备工作，根据监测井井场条件、周边环境、压裂井射孔分布方式确定布极半径和布极个数布极个数通常是布极个数=360° /(2*测量角度误差)计算设定； 布极半径通常以井深的1/2-1/3作为假设半径，根据下述公式计算各通道动电耦合电位，将动电耦合电位满足仪器分辨率的最大半径定为实际布极半径R
全文摘要
本发明涉及一种基于动电耦合的水力压裂裂缝监测装置及监测方法。装置主要是由前端调理模块、数据采集模块和主控模块三部分组成。监测方法包括确定布设电极半径和电极个数，以压裂井为中心，使用GPS定位逆时针等角度铺设一圈接收电极，井口布置一个参考电极，并将所有的电极通过电缆分别与监测装置相连；上位机通过监测装置对每个通道动电耦合电位数据自动采集与存储，通过USB将采集到的动电耦合电位数据送到上位机进行数据解释。能够监测多方向的压裂裂缝走向；采用GPS确保每一接收电极准确定位；解决了探测结果超过实际裂缝尺寸的问题，给出了实际裂缝的探测结果，提高了裂缝监测的准确度，并实现了水力压裂裂缝实时监测。
文档编号G01V3/26GK102768370SQ20121028701
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月11日 优先权日2012年8月11日
发明者朱凯光, 李亭亭, 李振峰, 李雪涛, 林君, 王佳, 贾正森, 邱春玲 申请人:吉林大学