压裂实时监测及解释技术
压裂裂缝监测技术及应用
压裂裂缝监测技术及应用【摘要】目前国内外油气田普遍采用裂缝监测技术了解水力裂缝扩展情况及其复杂性，将裂缝与油藏、地质相结合以评价增产效果，并制定针对性的措施。
目前形成的技术主要分为间接诊断、直接近井诊断、直接远场诊断等三类十多种方法，在B660、F142等区块开展了多口直井现场应用，并在F154-P1井采用多种监测方法对水平井多级分段压裂裂缝进行了监测试验。
通过裂缝监测技术的应用，大大提高了对裂缝复杂形态的认识。
【关键词】水力压裂；裂缝监测；微破裂成像；示踪陶粒；井下微地震裂缝监测技术是指通过一定的仪器和技术手段对压裂全过程进行实时监测和测试评价，通过数据处理，得到裂缝的方向、长、宽、高、导流能力、压裂液的滤失系数、预测产量、计算压裂效益等，从而评价压裂效果。
使用评价的结果可以验证或修正压裂中使用的模型、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺等，保证压裂施工按设计顺利进行并且取得最好的改造效果。
1、压裂裂缝监测技术裂缝监测的主要目的在于了解裂缝真实形态，并利用监测结果评价改造效果、储层产能、指导压裂设计。
目前国内外采用的裂缝监测技术可以分为地震学方法和非地震学方法，主要采用地面微地震、井下微地震、阵列式地面微地震和测斜仪阵列水准观测等技术。
1.1地面微地震技术1.1.1简易地面微地震简易地面微地震技术是采用最多的裂缝监测技术，该技术采用地震学中的震源定位技术，通过3-6个观察点接受的信号来定位震源。
该技术具有原理简单，费用低的特点，但对于埋藏的深油藏，井下微地震信号需要穿越多个性质不同的地层，因此只有震级高的脆性破裂信号可以被从噪音中区分出来，信号采集方面的缺陷降低了该技术的精确度。
目前在使用中多采用贴套管的微地震监测技术，通过在相邻井的套管上放置检波器来收受信号，可以在一定程度上避免这一问题，但是要求井距要小。
1.1.2微破裂成像技术微破裂成像裂缝监测技术采用埋在地表下30cm的20-30台三分量检波器，利用向量扫描技术分析目的层位发生的破裂能量分布，用能量叠加原理，解释出裂缝方位、裂缝动态缝长、裂缝动态缝高。
浅谈低渗油田水力压裂裂缝方位监测技术
浅谈低渗油田水力压裂裂缝方位监测技术引言随着油田开发的不断推进，我国低渗透油藏开发技术已处于世界领先地位，水力压裂技术在低渗透油田开发中得到了广泛的应用，而裂缝监测技术制约着水力压裂技术的突破。
水力压裂技术是目前低渗透油田改造增产最主要的措施之一。
水力压裂产生的裂缝延伸方位，不仅是储层压裂改造效果的衡量标准之一，而且能为其他井水力压裂提供参考与借鉴，并能够为后期调整生产措施提供依据。
本文针对低渗油田水力压裂裂缝方位监测技术进行了较深入的调研，并设计一套低成本、高性能、低功耗的压裂裂缝方位监测系统。
1.几种常见的水力压裂裂缝方位监测技术（1）微地震监测技术天然地震监测技术是微地震压裂的监测技术的起源。
水力压裂施工过程中，压裂能量将沿主裂缝方向不断向四周地层中进行辐射传递，造成主裂缝周围地层内部产生裂张和错动。
这些裂张和错动会引起不同类型和强度的地下弹性波，即横波和纵波。
在压裂时产生的这些不同強度不同类型的横波和纵波将以主裂缝为中心，从各个方位来辐射波及周围地层，通过这类辐射的弹性波地震能量能够向周围相邻的地层源源不断地传波。
通过接收、过滤和分析接收到的地下弹性波信号的强弱、方向及波及面积等参数，便可获得实际压裂施工过程裂缝方位、面积及对地层的影响强度的信息。
再借助三维成像技术，采用相应配套的软件对微地震事件分析对比，便可获得压裂裂缝的各种几何参数，从而达到对压裂裂缝的延伸方位的监测目的。
（2）井温测井监测技术水力压裂施工所注入的液体或压后人为注入的液体进入地层往往会带来低温异常，通过监测井温变化情况便可确定压裂裂缝的缝高，这就是井温测井监测技术的理论基础。
水力压裂所注入地层的液体温度通常会低于地层原温度，因此体现在吸液层段井温曲线的是低温异常段，监测这一低温异常段便可获知压裂裂缝的存在以及分布高度等情况。
在压裂前先进一次行井温测井，得到一条井温变化的基准线，对比压裂后井温变化线，可将井温突变段确定为压裂裂缝的高度。
压裂监测技术简介1
•
微地震来自地下介质质点的位移，只要 质点间发生相对移动，就会出现微地震。 微地震发生不仅是破裂过程。微地震信号 强度对我们的仪器水平提出要求，达不到 要求就记不到微地震。
2.微地震发生与强度
• 用微地震波确定油田压裂裂缝走向、形态， 有三个基本假定：(1)裂缝扩展是间歇的、 脉冲式的，可以形成众多的、分立的、分 布在裂缝面上的微震震源。(2)这些微震震 源的定位结果，这些震源的排列趋势可以 反映裂缝的走向、长度和高度。(3)压裂裂 缝优先沿着破裂强度最低的方向。
5.先进的微地震信号识别、定位技术正演网格搜索信号识别、定位技术
把被监测空间切 分成三维网格， 把每个网格节点 模拟为震源，进 行时间偏移、叠 加。叠加后波形 清晰、可见的节 点为震源点。
图8.正演网格搜索识别、定位技术示意图
（1）.技术关键
• 用速度模型计算出各节点至各台站的走时 及彼此间的走时差。 • 用时间偏移对齐来自某一指定节点的地震 信号；叠加这些信号，寻找经叠加信号明 显增强的那些节点，该节点即为震源。 • 网格节点依据压裂控制区设计，来自节点 的的地下信号是压裂形成的微地震。
图1.油田微地震强度、频度示意图
Frequency of Occurrence, log10
2
micro-earthquakes micro-seismicity earthquakes
0
-4
-3
-2
-1
ML
0
1
2பைடு நூலகம்
3
2.记到微地震-微地震信号强度
•
• 发展质量更高的监测系统是微地震技术发展 的必然趋势。记不到微地震，一切分析技术均没 有用武之地。 油田水力压裂形成的微地震分布在-1至-5级， 地下微地震信号的强度可以由下式估计，依据古 登堡的体波震级理论【3】： (3) M lg 3 A。 +Q( H , r ) 可以估算测点微地震幅度： =0.72*10-4 (4) 式中，单位是微米。
压裂实时监测
Any questions
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水力压裂井下实时监测的认识
1、填补了水力压裂工艺井下各种参数录取的空白， 提高了对储层的认识，提供了准确的参数用于压裂技术 分析，对以后的压裂参数的优化具有深远的意义。 2、井下工具简单，不产生节流，可满足大排量施工 ，不影响测井、测试作业，不会增加压裂管柱的复杂性 ，不会造成井下情况复杂化，施工成功率比较高， 3、简化了压裂井作业施工工序，可省去单独测压工 序，提高了作业时效，避免了单独测压井筒压力恢复后 井口产生溢流导致环境污染，处理技术难度大的现象。 4、可以全过程（下压裂管柱、等压力、压裂、管井 恢复、放喷、起压裂管柱）录取井底压力、温度的变化 情况
5、特别对封上压下、CO2 泡沫、增能压裂井 ，能了解真实的井底温度、压力变化。 6、用井底压力进行小型压裂测试解释，解释 结果更可信。 7、可对下压裂管、起压裂管、压裂施工、放 喷的作业施工进行监督，准确的分析作业时效。 8、分析不同的储层、不同的季节，特别是冬 天压裂施工井底的温度变化情况，在压裂工艺制 定措施时，采取合理的、必要的预防原油结蜡措 施和破胶措施。 9、利用大量的现场数据可对压裂软件温度场 的分析进行修正。 10、遗憾的是该技术目前不能实现真正的实时 监测，实时数据传输，仅能进行事后分析。
泵压、环空、井底压力对比
井底压力、“净压力”曲线
分析：
1、“净压力”破裂16.1---前置13.1，下降3.0。加砂结束 为17.19，上升4.09。
2、裂缝延伸：开启－高度增加－宽度增加－饱填砂
3、缝高控制在一定范围
压裂实时监测及解释技术
由Van Eekelen、Advani、Cleary、Palmer提出的四种模型
●全三维裂缝模型
由Clifton、Cleary提出的两种模型
2
国内外研究现状
基于二维裂缝模型的压裂压力分析技术是由 Nolte和Smith提出的，后经发展和完善已成为 压裂泵注过程中的经典分析技术。这种分析技 术采用净压力进行分析，利用双对数坐标系下 净压力曲线的斜率推断裂缝延伸类型，进而确 定裂缝长度和裂缝宽度，并定性地认识和了解 裂缝高度延伸情况。但这种分析存在的问题十 分突出。
内
容
目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
2
国内外研究现状
压裂压力与裂缝几何形状及其动态延伸密切 相关，压裂分析与模拟的关键问题之一就是确 定裂缝的几何形状及其动态延伸规律。 ●二维裂缝模型
PKN模型、KGD模型和Radil模型
●拟三维裂缝模型
2
国内外研究现状
三维压裂压力分析： Crockett等提出了集总综合裂缝模型：
模型的最大特点是将复杂的数值分析问题通过模型 中大量的伽马系数或积分参数，简化为确定函数或数 据库的积分参数。 应用该模型，基于流体流变性主宰压力变化的基本 思想，初步研究了压裂施工过程中的压力历史拟合， 以确定液体的流变性和滤失程度。
PKN
KGD
Radil
2
国内外研究现状
二维压裂压力分析存在的问题： ●假设裂缝高度为定值； ●采用净压力进行分析，需预先输入裂缝闭合压力， 但该参数往往难以获得，同时随着裂缝扩展延伸， 裂缝闭合压力事实上是变化的； ●只能刻画和分析施工过程中压力变化的某一阶段， 不能完整准确地解释整个施工过程中压力的变化； ●解释的参数少，只能定性地认识和了解裂缝高度延 伸情况，定量地解释裂缝长度和裂缝宽度； ●分析解释的前提条件苛刻，要求施工排量恒定，压 裂液流变参数和滤失系数已知而且保持恒定。
HAL压裂裂缝监测技术说明
哈里伯顿压裂裂缝微地震监测说明2015年4月1.微地震数据采集方式井下微地震裂缝监测理论源于研究天然地震的地震学，主要为利用在水力压裂过程中储层岩石被破坏会产生岩石的错动（微地震）来监测裂缝形态的技术。
井下微地震监测法将三分量地震检波器（图1）,以大级距的排列方式，多级布放在压裂井旁的一个或多个邻井的井底中（图2）。
三分量微地震检波器在压裂井的邻井有两种放置方式：一种是放置在邻井中的压裂目的层以上，用于邻井压裂目的层已射孔生产情况，由于收集微地震信号的检波器非常灵敏；为防止监测井内的液体流动对监测造成井内噪音，必须在射孔段之上下入桥塞封隔储层，然后将检波器仪器串下入到桥塞之上的位置。
另一种方法是将检波器放置在邻井中的压裂目的层位置上，这种情况检波器和水力裂缝都位于相同的深度和储层，此时声波传播距离最近、需要穿过的储层最少，属于最佳的观测位置，这种方式用于邻井的目的层未实施射孔生产的情况。
图1 三分量地震检波器图2 三分量地震检波器下井施工现场图3显示一个由5级检波器组成的仪器串在压裂井的邻井下入的两种布局方式：图中左边表示邻井已射孔的情况下，射孔段以上经过桥塞封堵，检波器仪器串放置在该井的目的层以上；图中右边表示邻井为新井的情况下，目的层未实施射孔，检波器仪器串放置在该井的压裂目的层位置上。
井下微地震压裂测试使用的三分量检波器系统检波器以多级、变级距的方式，通过普通7-芯铠装电缆或铠装光缆放置在压裂井的邻井中。
哈里伯顿使用采样速率为0.25ms的光缆检波器采集系统采集和传输数据。
常规的电缆一方面数据传输速率低，另一方面对于低频震动信号易受电磁波的干扰大。
采用铠装光纤进行数据传输不但传输速度快，并且允许连续记录高频事件，提高了对微小微地震事件的探测能力同时对微地震事件的定位更加准确，监测到的裂缝形态数据最为可靠。
图3 多级检波器系统在邻井的两种放置方式另外，由于检波器非常灵敏，井筒中的油气流动会很大程度的影响监测微地震事件的信噪比，如果监测井为已经射孔的生产井，需要在射孔段以上20米的位置下入桥塞，检波器仪器串底部下入到距离桥塞10米的位置。
广域电磁法压裂监测技术
壹伍叁零柒叁壹贰肆贰伍广域电磁法压裂监测技术简介技术背景：该技术由何继善院士团队研发，背靠中南大学，通过自主研发的软硬件监测压裂液的到达位置，来表征裂缝几何参数，实时展示监测成果并指导压裂施工。
在全国多区域内得到成功应用，目前完成合同额近6000万元。
技术原理：通过井筒供入特定频率的交流电，井筒和压裂液形成一体化的地下导体，在地表部署测点，通过监测压裂液入地后产生的电性变化引起的电磁响应，获取电磁时间域差分异常，反映压裂液波及范围，进而评价改造效果。
压裂前背景场：时间域差分：直井电磁监测示意图压裂过程中电场：水平井电磁监测示意图广域电磁法压裂监测技术特点与应用价值2、压裂监测结果评价3、影响压裂地质因素评估4、压裂工艺合理性评估5、开发方案合理性评估6、压后产量跟踪井网——井距——水平段方位——水平段长度压后实际产量与预测产量进行对比分析，验证压裂改造效果，指导开发技术政策的制定与调整。
应用价值：1、成果实时展示裂缝参数实时显示，为现场工艺调整提供数据支持技术特点：施工电压不超过36V。
可同时监测数百个测点。
2n序列伪随机信号，有效规避现场电磁干扰。
接收机采集分辨率1uV。
原始数据无线传输至服务器，返回成果至现场。
广域电磁法压裂监测对比微地震类别监测技术原理监测的是岩石破裂产生的能量震动信号，又叫无源地震监测的是压裂液入地产生的电性差异，通过连接井筒，人工源主动激发，近场接收监测目标岩石破裂事件，主要监测破裂范围，与压裂液没有直接关系压裂液波及到的位置，因此更接近有效改造范围，即保持连通的有效裂缝。
适用范围在井埋深较大时或者疏松黄土层，地震波衰减厉害，信号较弱，效果大打折扣。
电磁波的传播取决于介质的电性性质，也就是介质电阻率的高低，而且疏松的地层电阻率一般中等，电磁波在黄土层传播衰减甚小。
抗干扰能力岩石破裂诱生的地震波是很微弱，因此微地震监测的信号较弱，容易受压裂现场噪声影响可以多频或单频发射，信号强，数据达到毫伏级，有效的规避干扰野外施工地表微地震：监测区域2-3Km 范围，地表监测需大量布设检波器；井中微地震：需要借助2口以上的邻井，在一定程度上影响邻井的生产。
水力压裂微地震裂缝监测技术及其应用
水力压裂微地震裂缝监测技术及其应用发布时间：2022-07-20T06:00:18.770Z 来源：《科学与技术》2022年30卷第5期第3月作者：杨慧慧[导读] 微震监测技术是一种通过观测微震事件来监测生产活动的地球物理技术。
该技术通过分析计算裂缝网络杨慧慧宁夏回族自治区地震局宁夏银川市 750001摘要：微震监测技术是一种通过观测微震事件来监测生产活动的地球物理技术。
该技术通过分析计算裂缝网络的几何特征，即方位、长度、高度等信息，实时评价压裂效果，了解压裂增产过程中的人工压裂情况，从而指导下一步压裂方案的优化，达到提高采收率的目的。
该技术的理论基础是声发射、莫尔-库仑理论和断裂力学准则。
与常规地震勘探技术相比，微地震监测技术的不同之处在于它要求震源的位置、时间和震级。
关键词：水力压裂；渗透率；裂缝监测：微地震；低渗透油藏；一、原理及数据处理1．原理。
水力压裂是向储层注入高黏度的高压流体．并配以适当比例的砂子和化学物质，使储层岩石形成裂缝，从而顺利开采储层中的油气。
水力压裂时．大量高黏度、高压流体被注入储层，使孔隙流体压力迅速提高。
高孔隙压力以剪切破裂和张性破裂2种方式引起岩石破坏：当高孔隙流体压入储层时，高孔隙流体压力使有效围应力降低，导致剪切裂缝产生；当孔隙流体压力超过最小围应力和整个岩石抗张强度之和时．岩石会形成张性裂缝。
水力压裂形成裂缝可看成是声发射事件。
岩石破裂会发出地震波．储存在岩石中的能量以波的形式释放出来，即诱发微地震。
根据摩尔．库仑准则，水力压裂或高压注水时，由于地层压力升高，沿着进水边缘会发生微地震。
这种地震波能量包括纵波和横波，类似于地震勘探中的震源，但其频率相当高，在100～2 000 Hz范围内变化，能量相当于一2~_5级地震。
其波形特征与储层、地层剖面有关，也与注水和压裂的过程及参数有关。
绝大多数微地震发生在注水过程中．当地层受到的压力大于历史上承受的最高压力时．微震开始明显发生；注水压力越高，微震发生率越高，注入流体量越大，微震发震次数就越多。
井下压裂实时监测技术及其应用
井下压裂实时监测技术及其应用摘要：在煤矿井下水力压裂过程中，高压水促使煤岩体原生裂隙张开，并产生大量的新生裂隙，高压水随即充满这类裂隙，同时造成煤层中瓦斯运移并重新分布。
水力压裂前后煤储层中的压裂水和瓦斯重新分布规律是判断有效压裂范围的主要途径之一。
但目前缺乏行之有效的水力压裂范围监测技术，导致压裂空白带的存在，严重威胁着煤矿安全生产；同时，有效压裂范围的监测也有助于实现压裂效果的准确评价和瓦斯抽采钻孔的优化布置。
关键词：井下压裂；实时监测技术；应用引言无论是从油气井的增产的角度还是从油水井增注的角度，水力压裂都是一项非常关键的技术措施，压裂的效果直接影响着油气开发的成本以及增产数量。
而想要保证良好的压裂效果，就必须做好压裂参数的实时监测和分析。
针对传统压裂监测中存在的问题和缺陷，井下压裂实时监测技术得到了研发和应用，能够实现对于整个压裂过程的实时监测，对压裂作业的实际效果进行反映。
1瞬变电磁监测原理瞬变电磁法是一种脉冲感应类电法，属于时间域电磁法。
它通过不接地回线向勘探目标发送一次磁场，测量一次场关断后一段时间内的二次磁场变化，通过二次磁场衰减变化信号特征来解释和反演勘探目标区介质结构的性状。
矿井瞬变电磁监测与地面瞬变电磁监测有所不同，矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行，电磁场呈全空间分布，全空间效应成为矿井瞬变电磁监测不可避免的问题。
煤层一般为高阻介质，电磁波易于通过，所以煤层对TEM来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性，故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映。
因而在判定异常体空间位置时，需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。
2监测系统硬件设计2.1监测管柱监测管柱这个方法在压裂施工过程中扮演了非常重要的角色。
在压裂施工进行的过程之中，它可以对于井下的状况进行精确的测量和反映。
因为它可以深入到井的下层，如果在这之前对相关的频率进行设计，并且伴随一定的遥控功能，就可以对井下的压力、温度等各方面的问题都进行储存，压裂过程结束之后将监测管柱从中取出，便可以提炼出相关的数据，将这些数据反馈到技术的成果之中进行更细致化的了解。
分层压裂井压裂状况监测
分层压裂井压裂状况监测技术
压力降落分析 压裂停泵之后，上下两层通过管柱贯通，压力的变化是一致的，因此压力降落 反应了这两层的综合情况，所以此分析结果仅供参考（分析主要针对第一层）。
分层压裂井压裂状况监测技术
压力降落分析
分层压裂井压裂状况监测技术源自压力降落分析 解释参数井储 表皮系数 地层渗透率 裂缝长度 2.14 -2.39 0.0228 98 Mdc M M3/Mpa
分层压裂井压裂状况监测技术
谢谢
分层压裂井压裂状况监测技术
★ 前言
★ 工艺技术介绍
★ 应用实例分析 ★ 分析结论
分层压裂井压裂状况监测技术
压裂状况监测技术是采用我 公司自己生产的超高压存储式压 力计（图 1 ）和高强度的压力计 托筒（图 2 ）；施工时，把两只 压力计固定在压力计托筒（图 3 ） 上，随压裂施工管柱一起下至设 计位置，压力计根据地面设置好 的时间和采样间隔工作，能够准 确监测压裂施工前后地层的压力 变化和封隔器的工作状态
层段
井口延伸压力Mpa
井底延伸压力Mpa
延伸压力梯度 MPa/m
解释 井口压力平 稳，井底压 力趋势与井 口一致，说 明乳液缔合 型压裂液粘 度稳定，携 砂能力和耐 剪切性能强。
第一段18
53-57
56.8-58.4
0.0164-0.0168
第二段16.1
52.3-55.5
52.7-53.8
0.0153-0.0156
层段
备注 同等条 件，胍 胶为： 22.4Mpa 摩阻导 致
第一段 18
第一次破 裂
第二次破 裂
56
58.3
61 没有明显破 裂压力
没有明显破裂 压力 53.8 0.0156
致密油藏开发中的压裂裂缝实时监测技术研究
致密油藏开发中的压裂裂缝实时监测技术研究致密油藏是指在岩石中孔隙度极低、石层储层紧密、岩石透水性差的油气藏。
由于岩石储层束缚力大，常规的开采方式不再适用，而致密油藏开发过程中的压裂技术因为它能够快速释放储层中的油气，逐渐成为了致密油藏开发的主要手段。
但是，压裂不仅会改变油藏的裂缝结构，也会影响油藏储层的性质，给监测带来了巨大的难度。
因此，致密油藏开发中即使是一点细微的改变都需要及时百分之百的监测。
一、致密油藏开发的常规方法致密油藏开发的常规方法是通过压裂技术使得原本紧密、难以释放的油气，变得较为容易开采。
这个技术的具体过程是在岩石的地下进行。
首先將水泥充填进井管内，确保井壁的稳固性，然后利用高压泵将一定的压力下压到岩石裂隙中，使岩石产生裂缝，融合射入一定的助推剂和填充材料，这样储层就形成了一条裂缝通道，容易使岩层中的油气逸出到创造的通道中。
而后再将这些油气抽出来用于燃料或工业用途。
二、压裂裂缝引起的问题压裂虽然提高了致密油藏开采能力和效率，但它所引起的裂缝问题也无可避免。
通过裂缝技术建立的通道格式大矩阵，在操作压裂之后，可能会助长某些裂缝。
这种情况下，裂缝可能发生扩展、变形、断裂等问题，而这些问题往往会影响后期的开发和监测。
三、致密油藏监测技术研究由于致密油藏开发中的裂缝问题，监测变得尤为重要。
而压裂裂缝的实时监测技术研究就是为产业监测系統的安全提供帮助。
为此，一些专家开始研究该方面的技术，以提高监测的准确性和实时性，同时减少对产业开发的干预。
包括气门式传感器技术，等离子体监测技术，差分全扫描技术，等杂乱技术都可以用来监测油藏中的变化。
四、实时监测技术的优点油气工业致密油藏开发监测技术的一大优势是其可以将实时监控变为实际应用，提高油气采矿和分销过程的效率。
此外，压裂裂缝实时监测技术的应用提高了开发计划的灵活性和改进工程的许多方面。
同时，监测技术还可帮助油气工业减少风险和节省成本，同时加快决策速度。
压裂井裂缝监测报告
DK19井裂缝产状图 井裂缝产状图
演示结束 谢谢观看
俯视图 表示裂缝的长 度、方位，是 方位， 微震点在x 微震点在x、y 平面的投影。 平面的投影。 周围六个不同 颜色的点表示 现场监测分站。 现场监测分站。
DK19井原始微震点图 井原始微震点图
背景噪声测定； 背景噪声测定 ； 调 试主、 试主 、 分站之间的 通信联络
开始压裂 监测开始
数据自动采集、 处理、 数据自动采集 、 处理 、 解释， 解释 ， 实时显示微震点 及其空间分布状态
至压裂结束 保存数据, 保存数据 关机
静力触探车
起拔探杆及拾震器
监测设备打包、 装箱， 监测设备打包 、 装箱 ， 完 成现场监测任务
监测目的 通过监测，获得DK19井人工压裂裂缝的方位、 长度、高度、产状等信息。
基本情况 此次对H3层2687.0—2721.0m井段采取压裂 措施，14m/3n，压裂方式为卡封压裂。
现场监测情况
6月4日，根据压裂设计方案，对大开19井压裂层段进行监测。 1、现场勘察大开19井的位置、地形、地貌，并根据井斜数据确 定目的层中深对井口所在水平面的投影点(O点)，由于该井为直井 ，所以井口作为0点。然后以此点为中心，布置六个分站，用高精 度GPS测量井口及各分站坐标，从而获得各分站相对O点坐标。 2、利用静压系统将拾震器逐一压入地下疏松地层下。 3、打开主站车仪器，调试主分站之间的通信联络、背景噪音， 并进行参数设置。 4、等待压裂。 5、11：13开始压裂时，打开主站与各分站仪器，进入监测状态 ，仪器自动采集、处理数据，实时显示微震点。 6、12：49压裂结束后继续监测20分钟，然后保存数据，关机。 7、起拔探杆和拾震器，装箱、打包，完成本次现场监测。
最新压裂实时监测及解释技术
压裂实时监测及解释技术1 目的及意义水力压裂是改造油气层的有效方法，是油气水井增产增注的重要措施。
我国石油天然气资源的突出特点之一是低渗透油气层分布广、储量大，这种客观存在的资源条件决定了水力压裂作为低渗透油气田增储上产的首选措施和有效方法，在老油气田稳产高产和低渗透新油气田勘探开发中发挥着不可替代的重要作用。
水力压裂的效果取决于压裂工艺技术的完善程度，即对裂缝和地层情况的认识和了解、合理的施工工艺、优良的压裂液和支撑剂等压裂材料、优化的施工设计、施工作业手段及其质量。
目前，水力压裂在理论、设备、工艺等各方面都有了很大发展，但仍存在不少技术难题，例如以下四个问题是制约水力压裂技术应用及取得理想效果的关键性因素：●现场缺乏经济地测量裂缝的有效手段诊断水力裂缝的目的是为了测量和评估压裂增产作业期间水力裂缝的延伸情况，诊断结果对于合理安排井位以及选择压裂施工时的施工规模、加砂浓度和用砂量、一次施工的井段数量等，评估现场施工质量，具有十分重要的指导意义。
随着水力压裂技术的发展和应用，现场迫切需要测量和评估地下水力裂缝的方法。
测量和评估地下水力裂缝的方法一般分为水力裂缝直接诊断技术和水力裂缝间接诊断技术，但正如现代增产技术经典之作《油藏增产技术》[1～2]和《水力压裂技术新进展》[3]所综述，一些专门的水力裂缝直接诊断技术，如井下电视[4～5]、微地震测量[6～11]、放射性示踪剂[12]、井温测试[13～15]、地面和井底测斜仪[16～18]等已被应用于推断地下裂缝的几何尺寸，然而这些诊断技术提供的资料往往有限(见表1)，而且费用昂贵，从而限制了其应用。
同时，另一些水力裂缝间接诊断技术，如试井分析[19～43]、生产历史拟合[44]等已被应用于分析裂缝几何尺寸和裂缝导流能力等参数。
但是相对而言，压裂压力分析被公认为是评估压裂过程和水力裂缝的最强有力的、经济可行的技术[1～3]。
●对储层特性缺乏深入的研究和认识无论是压裂设计的优化，还是施工工艺和压裂材料的优选，最困难而又花费大的工作是得到所需的参数。
煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法
煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法一、引言煤矿是我国重要的能源产业，但随着煤层逐渐走向深部和井下采矿难度的增大，煤层开采压力逐渐增大，导致采矿井下瓦斯涌出、露天塌陷等安全问题也随之而来。
为降低这些风险，提高煤矿采煤效率，煤矿井下水力压裂成为一项被广泛应用的技术手段。
本文将着重探讨煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的探测评价方法。
二、煤矿井下水力压裂的原理及流程（1）水力压裂的原理水力压裂是指通过高压水流将矿层中的岩层破碎，形成微裂缝，从而增加煤层的渗透性，以提高煤矿井下瓦斯抽采效果、降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯涌出量。
（2）水力压裂流程水力压裂流程一般分为前处理、施工和评价三个阶段。
前处理阶段包括对矿层进行勘探及地质勘查工作，重要的是确保井下水源的充足，确定水力压裂施工的适宜时期。
施工阶段是通过井下压裂机器设备、高压水泵等设备将压裂液推送到矿层中，形成裂缝。
评价阶段是通过井下观测装置对压裂施工后的效果进行实时监测和评价，以确定压裂增渗的效果和范围是否符合预期。
三、煤矿井下水力压裂增渗效果的评价方法（1）井下观测装置的选择井下观测装置对于评价水力压裂增渗效果起着至关重要的作用。
常用的井下观测装置包括压力传感器、渗透流速测定仪、水泵流量计、瓦斯抽放管、煤层瓦斯检测器等。
（2）指标的定量评价在评价水力压裂增渗效果时，可以采用以下指标进行定量评价：a. 渗透率指标：用于评价煤层岩层破碎后的渗透性能，可通过实时监测煤层的渗透率来评估压裂效果。
b. 应力指标：用于评价煤层岩层破裂后的应力变化情况，可以通过井下压力传感器监测来获取。
c. 瓦斯涌出量指标：用于评价瓦斯抽采效果，可通过煤层瓦斯检测器进行监测。
d. 压裂液浓度指标：评价压裂液的浓度和使用量，可通过水泵流量计进行监测。
e. 压裂液回收率指标：用于评价井下压裂液的回收情况，可通过压裂液回收设备进行监测。
关于井下压裂实时监测技术及其应用
关于井下压裂实时监测技术及其应用摘要：在油气开采工作中为了保证开采工作的顺利进行，需要对压力进行有效的监测，传统的压力监测技术尽管可以获得井口的压力大小，但无法对整体的真实开采工作状况进行有效的反应。
基于此，本文重点针对井下压裂实时监测技术展开了分析和研究，同时提出了相应的技术应用要点，有效提高了油气开采工作的整体效率和质量。
关键词：井下压裂；实时监测技术；应用在油气开采工作当中，不管是油气井的生产工作还是油水井的增注工作，水力压裂工作是其中一个非常重要的技术措施，压裂的工作效果直接关系到了油气开发工作的实际成本以及生产工作数量。
要想有效保证良好的压裂工作效果，需要有效做好压裂参数的实时性监测和分析，针对传统压裂监测工作当中存在的各种技术缺陷问题，通过井下压裂实时性监测技术所取得的效果非常明显，可以对传统的井下压裂存在的技术缺陷问题进行弥补，提高了油气开采工作的整体工作效率和质量。
1 监测系统硬件设计1.1监测管柱在井下压裂实施性监测工作中，通过实时监测管柱的使用，可以保证压裂施工的正常稳定工作和运行，有效实现了井下作业层的套压的实时性控制与测量。
在实际的测量工作当中，实时监测管柱可以随着压裂灌注同步进入到井下环境当中，同时结合了遥控控制功能，通过预先设置好的采样工作频率，配合相应的监测工作仪器，来对井下的套压和测油相关数据进行有效的收集和储存。
等到压裂工作完成之后可以直接取出监测管柱，并且对所收集到的信息进行有效的提取，以此来充分掌握整个压裂施工环节套压的变化状况。
井下压裂实时性监测管柱在实际的应用过程当中具有以下几个方面特性：首先，管柱外壁两边设置出了对应的凹槽，可以同时容纳两个监测设备，有效保证了数据收集的安全性和可靠性；其次，是使用同心结构和衔接管柱之间共同构成了同心流管道，可以有效保证压裂测量工作的顺利开展，并且在实际的应用范围上非常广泛；最后，设置出了相应的侧铣平面和环形凹槽，可以为后续的固定工作提供出良好的保障，同时在管柱的工作过程中存在不良的振动问题不容易脱落，有效保证了监测设备的工作安全性[1]。
水力压裂实时监测技术
水力压裂实时监测技术水力压裂实时监测技术摘要：水力压裂实时监测技术，有利于使低渗透油田的采收率提高，通过利用压裂施工产生裂缝的长度、高度和方位角，优化井网、优化压裂设计或其他油田开发措施，对与油井的经济收益到达最大化是意义重大的。
关键词：水力压裂实时监测技术在油田开发过程中，为了使油区的开采价值提高，经常需要对油区进行压裂作业，以使其开采条件改变，从而提高采收率。
压裂是指在井筒中形成高压迫使底层形成裂缝的施工过程，包括水力压裂和酸化压裂，是国内、国外广泛应用的行之有效的增产、增注的措施。
下面主要来介绍一下其中的水力压裂方面的实时监测技术。
一、直接远源裂缝监测技术这种监测技术主要包括微地震裂缝描述技术与测斜仪裂缝描述，在压裂过程中利用地表或邻井进行裂缝参数测量，但测不出裂缝导流能力或有效裂缝长度。
这类技术的测量精度会随着测量距离的增大而下降。
1.地面-地下测斜仪裂缝描述技术生产水力压裂裂缝时其附近的岩石要变形。
通过灵敏度高的测斜仪在所引起的几处倾斜的位置〔变形派生出的〕上测量到的水力裂缝，然后通过反演可以得到裂缝的几何形态和方位。
压裂过程中造成的变形在地面上主要是裂缝倾角、方位角、距裂缝中心深度及裂缝总体积的函数。
比方一致大小的一条南北向垂直裂缝不管是在极硬的碳酸盐岩中、酥松的砂岩中还是低杨氏模量的硅藻岩中，都会产生同样的外表变形区。
变形区是一个被两条对称隆起带〔如果裂缝是倾斜的，那么隆起就是不对称的〕所包围着的南北走向地槽，该隆起带的大小取决于所造缝的体积，两个隆起之间的别离程度取决于裂缝中心深度。
以上的概念虽然简单，但可以确定少数主要压裂参数——比方裂缝倾角、方位角、不十分精确的距裂缝中心深度以及因为不对称发育而引起的裂缝偏移。
倾斜区的方向和特征形状不随裂缝深度的增大而改变。
但倾斜的大小会随裂缝增大而变小。
现在的测斜仪能解决由裂缝所引起的小到纳弧度级别的倾斜度，也能用于测量超过3000m 深度的〔大型〕压裂施工。
压裂裂缝监测技术
(3)间接压裂诊断技术
包括压裂模拟、不稳定试井和生产数据分析，通过对 有关物理过程的假设，根据压裂施工过程中的压力响 应以及生产过程中的流速可估算裂缝的大小、有效裂 缝的长度和裂缝的导流能力。
英国
缺点：解的不唯一性，因此需要用直接的观察结果来 进行校准。
间接裂缝诊断技术的性能特点对比
净压裂缝分析
EB Mid ... EB Low... Shale
10475
10500
裂 10525 缝 高 10550 度
10575
10600
10625
10650
Concentration of Proppant in Fracture (lb/ft?
Width Profile (in)
裂缝长度
Proppant Concentration (lb/f t?
【精品文档】 压裂裂缝监（检）测技术与应用
汇报内容
一、裂缝检测技术概述 二、常用裂缝检测技术与应用 三、认识与建议
一、裂缝检测技术概述
压裂是低渗透油藏增产的重要手段和必须手段。 压裂后产能如何以及是否能达到预期产量是工程人员 最为关心的问题。 影响压后产能的因素有很多： 包括地下地质条件 压裂设计、压裂工艺、设备配套、人的素质等
(1)远离裂缝的直接压裂诊断技术
包括两种新型的压裂诊断方法：
测斜仪裂缝成像 微地震裂缝成像。
它们均在压裂施工过程中，利用井口偏移距与 地面保角投影定位，并且提供井场以外区域上 裂缝发育情形的“大图片”信息。
缺点：这些技术虽然均能对水力压裂延伸的总 范围成像，但不能提供有效支撑裂缝的长度或 导流能力，并且分辨率随距压裂井的距离的增 大而减小。
压裂后形成的裂缝形态(裂缝长度、宽度和高度) 以及支撑裂缝的渗流能力（裂缝渗透率和导流能力） 是影响压后效果最直接和最重要的因素。 因此检验和评估压后裂缝的状态常常是工程上必须 开展的一项工作。
压裂施工井下监测技术简介
压裂施工井下监测技术简介二O 一七年五月二十五日压裂施工井下监测技术简介1 开展压裂施工井下监测的目的意义水力压裂是油气层增产的最有效方法之一，目前尽管水力压裂在理论、设备、工艺技术等方面都有了较快的发展，但在现场施工中仍存在不少问题。
例如现场施工时如何根据施工曲线确定裂缝类型、裂缝的延伸状况及准确获得裂缝的几何尺寸、滤失系数、闭合压力、闭合时间、地层主应力等都没得到有效的解决。
随着油气藏整体压裂技术的发展，压裂的实时监测及压后评估技术必将受到广泛重视，相应的压力分析及解释技术也急需进一步的发展和完善。
此外，同一区块一口井的压裂测试和解释，对于准确取得压裂所需要的参数并即时修改压裂设计是非常必要的，从而为下一次压裂措施作业提供借鉴和指导作用，这也是近年来实时监测及压后评估受到广泛关注的重要原因。
压裂压力是指压裂施工过程和停泵后井底或井口压力，压裂压力曲线是指压裂压力随时间的变化关系。
由于目前缺少直接测量水力裂缝的长度及导流能力等重要参数的手段，因此影响了分析压裂成败的原因及进一步提高水力裂缝效果的途径。
但是地下填砂裂缝的存在总要反映在压裂前后油井压力与产量的变化上来，特别是压力与产量随时间的变化速度与水力裂缝的长短、导流能力的大小等参数有直接关系。
通过对施工过程中压力曲线的分析，可以确定裂缝的延伸方式和施工期间任意时刻裂缝的几何参数，对停泵后压力曲线（称为压降曲线）的分析，能为压裂设计提供重要的设计参数，如地层有效滤失系数、压裂液效率等。
因而对压裂压力曲线的分析可以提高压裂施工的成功率和有效率。
2 压裂施工监测技术的发展趋势压裂施工过程及其后的排液过程中都包含有许多反映油气层和裂缝性质的参数，如何进行该过程的动态监测及反演地层参数及有关裂缝的参数的获得是今后发展的主要方向，它可以及时、快速、高效、准确地了解地层参数及有关裂缝的参数，达到快速评价压裂效果的目的。
同时可以部分取消压裂后的试井测试（如测温、关井静压、示踪测井等），减少不必要的测试费用并可提前生产等。
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国内外研究现状
二维压裂压力分析存在的问题： ●假设裂缝高度为定值； ●采用净压力进行分析，需预先输入裂缝闭合压力， 但该参数往往难以获得，同时随着裂缝扩展延伸， 裂缝闭合压力事实上是变化的； ●只能刻画和分析施工过程中压力变化的某一阶段， 不能完整准确地解释整个施工过程中压力的变化； ●解释的参数少，只能定性地认识和了解裂缝高度延 伸情况，定量地解释裂缝长度和裂缝宽度； ●分析解释的前提条件苛刻，要求施工排量恒定，压 裂液流变参数和滤失系数已知而且保持恒定。
1 1 1 2 n 2 n 2 n 2 K Q L f (t ) 2 n 2 PKN n1 2 E H 1 1 1 2 n L f (t ) 2 n 2 2 n 2 K Q 2 n 2 KGD W f (t ) n E 2 H 1 1 2 n 2 n 2 n 16 2 n 2 K Q R f (t ) 2 n 2 Radil 3 E
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国内外研究现状
二维压裂压力分析：采用净压力(井底压力与裂缝 闭合压力之差)，利用双对数坐标系下净压力曲线的 斜率推断裂缝延伸方式和类型。
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国内外研究现状
二维压裂压力分析：在推断出裂缝延伸方式和类型， 并定性地认识和了解裂缝高度延伸情况基础上，可进 而确定裂缝长度和裂缝宽度。
1 2 n 1 1 n Q L f (t ) 2 n 2 2 n1 2 n 2 2 n1 K E 2 n1 H 2 1 2 n 1 1 2 n 2 Q n 2 n1 2 n 2 2 n1 p w (t ) K E n 2 n 2 H L f (t ) 1 1 2 n1 n 2 n 2 2 n1 3 2 n 2 2 n1 Q K E 3 n R f (t ) 16
由Van Eekelen、Advani、Cleary、Palmer提出的四种模型
●全三维裂缝模型
由Clifton、Cleary提出的两种模型
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国内外研究现状
基于二维裂缝模型的压裂压力分析技术是由 Nolte和Smith提出的，后经发展和完善已成为 压裂泵注过程中的经典分析技术。这种分析技 术采用净压力进行分析，利用双对数坐标系下 净压力曲线的斜率推断裂缝延伸类型，进而确 定裂缝长度和裂缝宽度，并定性地认识和了解 裂缝高度延伸情况。但这种分析存在的问题十 分突出。
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国内外研究现状
基于三维裂缝模型的压裂压力分析的开拓性 工作是由 Crockett等完成的，随后大量相关的 研究和现场试验相继展开，其中最具代表性的 是天然气研究院的现场试验、 Meyer等发展和 完善的模型及其算法、Gulrajani等对压力历史 反演唯一性的讨论和现场应用实例、Piggott等 利用压力历史反演获得地层特征的应用。正是 以这些研究成果为基础，一些国际性的研究机 构和著名石油公司相继推出了压裂施工过程中 实时分析和图形显示的软件系统。
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目的及意义
四个制约水力压裂技术应用及取得理想效果 的关键性因素： 现场缺乏经济地测量和评估水力裂缝的 有效手段 对储层特性尤其是岩石力学参数和地应 力分布缺乏深入的研究和认识 压裂设计及其局限性 落后的压裂监测与施工质量控制
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目的及意义
水力压裂实时监测及解释技术是确保压裂施 工取得理想效果的关键性手段，也是水力压裂 技术的最新进展和发展趋势。应用该技术，可 认识和了解裂缝和地层情况，分析和评估压裂 液性能和现场施工质量，减小施工风险，保证 施工按设计要求顺利进行，并根据实际情况进 行现场调整。针对该技术及其亟待解决的重大 问题进行深入研究，势在必行，意义重大。
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国内外研究现状
三维压裂压力分析： Crockett等提出了集总综合裂缝模型：
d N Li Bi Li Ai dt
模型的最大特点是将复杂的数值分析问题通过模型 中大量的伽马系数或积分参数，简化为确定函数或数 据库的积分参数。 应用该模型，基于流体流变性主宰压力变化的基本 思想，初步研究了压裂施工过程中的压力历史拟合， 以确定液体的流变性和滤失程度。
内
容
目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
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目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
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目的及意义
水力压裂是改造油气层的有效方法，是油气 水井增产增注的重要措施，而水力压裂的效果 取决于压裂工艺技术的完善程度，即对裂缝和 地层情况的认识和了解、合理的施工工艺、优 良的压裂液和支撑剂等压裂施工材料、优化的 施工设计、施工作业手段及其质量。目前，水 力压裂在理论、设备、工艺等各方面都有了很 大发展，但仍存在不少重大技术难题。
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目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
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国内外研究现状
压裂压力与裂缝几何形状及其动态延伸密切 相关，压裂分析与模拟的关键问题之一就是确 定裂缝的几何形状及其动态延伸规律。 ●二维裂缝模型
PKN模型、KGD模型和Radil模型
●拟三维裂缝模型
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国内外研究现状
国内对压裂施工过程中实时监测与分析技术 的研究较为落后。二十世纪九十年代，西南石 油学院和石油大学研制了二维压裂压力分析软 件，但没有创新。至于对三维压裂压力分析技 术的研究，国内还是空白。近年来，国内各油 田相继引进了三维压裂压力分析的软件系统， 但软件的运行情况及解释结果不理想。