基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法及监测装置-j9九游会真人

文档序号:35695988发布日期:2023-10-11 19:03阅读:11来源:国知局


1.本发明属于油气田开发技术领域,具体涉及一种基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法及监测装置。


背景技术:

2.在石油开采过程中,随着开采时间的增加,油藏能量减弱,产量降低,压裂作业可以有效的沟通油气通道,但是在压裂作业中,不能够清晰的知道裂缝形态,目前国内外最新的技术为分布式光纤应变监测压裂裂缝,光纤传感器可以准确的获取压裂过程中各簇的进液量,是否发生了压窜,以及裂缝的形态;但是石油开采的场地环境复杂,光纤作为一项精密的传感器,易折断,一旦光纤折断,整个分布式光纤应变监测作业也将失败。
3.传统的光纤传感器下入是直接通过光纤绞车,将光纤传感器下入到目标深度,再接入解调仪,之后开始压裂作业,当压裂裂缝到达光纤传感器时解调仪解调光纤的应变数值,但是由于没有获取监测井的资料,光纤可能在下入监测井的某一位置就已经折断而无法及时发现。


技术实现要素:

4.因此,本发明所要解决的是如何提供一种基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法及监测装置,旨在解决上述的问题。
5.为了实现上述目的,本发明提供一种基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法,包括如下步骤:将监测装置放置在监测井外部的地面,其中所述监测装置包括保护壳、以及安装在所述保护壳内的解调仪以及与所述解调仪电性连接的光纤传感器,所述光纤传感器安装在所述保护壳内,且一端伸入与压裂井邻接的监测井;向所述压裂井注入压裂液;当压裂井中的注入压力大于地层破裂压力时,压裂井的裂缝扩展到所述监测井内的所述光纤传感器,所述光纤传感器以及解调仪进行检测。
6.优选地,在所述基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法中,所述光纤传感器以及解调仪进行检测的具体方法包括:所述光纤传感器将检测到的监测井内的光纤信号发送给解调仪;所述解调仪根据接收到的光纤信号使用低频(0-0.5hz)(lf-das)进行水力压裂的记录。
7.优选地,在所述基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法中,所述保护壳具有安装腔以及安装板,所述安装腔的顶部呈敞口设置,所述安装板可活动地盖设在所述敞口的外沿;所述光纤传感器包括传感器主体以及光纤,所述传感器主体可拆卸地安装在所述安装板上且位于所述安装腔,所述光纤的一端与所述传感器主体电性连接,所述光纤的另
一端用于伸入监测井;所述解调仪安装在所述安装腔的底部,且与所述传感器主体电性连接。
8.优选地,在所述基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法中,所述安装板上贯设有安装孔;所述监测装置还包括固定结构,所述固定结构包括:插接件,具有穿过所述安装孔的插接部以及与所述插接部连接的限位部,所述限位部位于所述安装板上,所述插接部与所述传感器主体可拆卸地固定设置;以及,转动件,可转动地安装在所述安装板上,在所述转动件转动至第一位置时与所述限位部压接配合。
9.优选地,在所述基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法中,所述插接部贯设有沿上下方向延伸的长形孔;所述传感器主体的侧壁设有固定孔,所述固定孔安装有第一螺杆,所述第一螺杆自所述传感器主体内穿过所述长形孔后通过螺栓与所述插接部固定。
10.为了实现上述目的,本发明提供一种用于压裂监测的监测装置,所述用于压裂监测的监测装置包括:保护壳,具有安装腔以及安装板,所述安装腔的顶部呈敞口设置,所述安装板可活动地盖设在所述敞口的外沿;光纤传感器,包括传感器主体以及光纤,所述传感器主体可拆卸地安装在所述安装板上且位于所述安装腔,所述光纤的一端与所述传感器主体电性连接,所述光纤的另一端用于伸入监测井;以及,解调仪,安装在所述安装腔的底部,且与所述传感器主体电性连接。
11.优选地,在所述用于压裂监测的监测装置中,所述安装板上贯设有安装孔;所述监测装置还包括固定结构,所述固定结构包括:插接件,具有穿过所述安装孔的插接部以及与所述插接部连接的限位部,所述限位部位于所述安装板上,所述插接部与所述传感器主体可拆卸地固定设置;以及,转动件,可转动地安装在所述安装板上,在所述转动件转动至第一位置时与所述限位部压接配合。
12.优选地,在所述用于压裂监测的监测装置中,所述插接部贯设有沿上下方向延伸的长形孔;所述传感器主体的侧壁设有固定孔,所述固定孔安装有第一螺杆,所述第一螺杆自所述传感器主体内穿过所述长形孔后通过螺栓与所述插接部固定。
13.优选地,在所述用于压裂监测的监测装置中,所述转动件上安装有把手。
14.优选地,在所述用于压裂监测的监测装置中,所述保护壳的一侧壁开设有窗口,所述窗口自所述安装腔的上沿向下延伸设置;所述窗口安装有透明玻璃。
15.本发明具有如下有益效果:本发明将解调仪与光纤传感器设于保护壳中,且解调仪与光纤传感器电性连接,即在光纤下入前解调仪与光纤传感器电性连接且通过保护壳固定在地面,在光纤下入的过程中,可以实现实时解调光纤信号,获得监测井不同位置的信息资料,可以迅速判断在下入
过程中光纤是否发生了损坏,并且可以获得监测井的多种信息,为压裂作业的科学性提供保障。
16.进一步地,将解调仪与光纤传感器一起收纳在保护壳中,便于压裂监测的高效开展,能够快速的收纳光纤,连续的监测压裂作业;相较现有技术中需要将光纤放在光纤绞车上,随着套管一起下入井中,当光纤完全下入井中后,再进行解调的方式,本发明可以通过保护壳将解调仪与光纤传感器作为一个整体,实现快速的安装与拆卸,可以提高压裂监测作业的效率,为油田高效开采提供可行性。
17.进一步地,通过保护壳固定光纤传感器和解调仪,可以对光纤传感器和解调仪进行保护,也能实现对光纤传感器和解调仪的快速固定,适用于不同安装环境进行使用,且能够通过保护壳实现光纤部分的收纳储存,方便整体携带功能,通过保护壳保护也能够在安装后对传感器主体起到保护作用,提高传感器的使用寿命。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明提供基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法的示意图。
20.图2为本发明缝用于压裂监测的监测装置一实施例的示意图;图3为图2的剖视图;图4为图2的俯视图;图5为图2中部分结构的示意图;图6为图2中插接件的示意图。
21.100-用于压裂监测的监测装置,1-保护壳,11-安装腔,12-安装板,13-窗口,2-光纤传感器,21-传感器主体,3-解调仪,41-插接件,411-插接部,4111-长形孔,412-限位部,42-转动件,51-第一螺杆,52-螺栓,6-把手。
22.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
23.本发明实施例中术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
25.本发明实施例中术语“多个”是指两个或两个以上,其它量词与之类似。
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施例中,为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本发明所要求保护的技术方案。以下各
个实施例的划分是为了描述方便,不应对本发明的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
实施例1
27.本发明提供一种基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法,请参阅图1和图3,所述基于分布式光纤应变监测的压裂监测方法包括如下步骤:步骤s110,将监测装置100放置在监测井外部的地面,其中所述监测装置100包括保护壳1、以及安装在所述保护壳1内的解调仪3以及与所述解调仪3电性连接的光纤传感器2,所述光纤传感器2安装在所述保护壳1内,且一端伸入与压裂井邻接的监测井;其中解调仪3可以是常规的解调仪3,在本实施例中,解调仪3采用ofdr光纤解调仪3,仪器型号为osi-d,采样频率为120hz,最高空间分辨率3-10m。
28.步骤s120,向所述压裂井注入压裂液;步骤s130,当压裂井中的注入压力大于地层破裂压力时,压裂井的裂缝扩展到所述监测井内的所述光纤传感器2,所述光纤传感器2以及解调仪3进行检测。
29.其中,当压裂井中的注入压力大于地层破裂压力时,裂缝张开、地层变形、光纤发生应变,光纤传感器2将检测到的信号发送给解调仪3。
30.本发明将解调仪3与光纤传感器2设于保护壳1中,且解调仪3与光纤传感器2电性连接,即在光纤下入前解调仪3与光纤传感器2电性连接且通过保护壳1固定在地面,在光纤下入的过程中,可以实现实时解调光纤信号,获得监测井不同位置的信息资料,可以迅速判断在下入过程中光纤是否发生了损坏,并且可以获得监测井的多种信息,为压裂作业的科学性提供保障。
31.进一步地,将解调仪3与光纤传感器2一起收纳在保护壳1中,便于压裂监测的高效开展,能够快速的收纳光纤,连续的监测压裂作业;相较现有技术中需要将光纤放在光纤绞车上,随着套管一起下入井中,当光纤完全下入井中后,再进行解调的方式,本发明可以通过保护壳1将解调仪3与光纤传感器2作为一个整体,实现快速的安装与拆卸,可以提高压裂监测作业的效率,为油田高效开采提供可行性。
32.进一步地,通过保护壳1固定光纤传感器2和解调仪3,可以对光纤传感器2和解调仪3进行保护,也能实现对光纤传感器2和解调仪3的快速固定,适用于不同安装环境进行使用,且能够通过保护壳1实现光纤部分的收纳储存,方便整体携带功能,通过保护壳1保护也能够在安装后对传感器主体21起到保护作用,提高传感器的使用寿命。
33.其中,所述光纤传感器2以及解调仪3进行检测的具体方法包括:所述光纤传感器2将检测到的监测井内的光纤信号发送给解调仪3;所述解调仪3根据接收到的光纤信号使用低频(0-0.5hz)(lf-das)(低频分布式声波传感)进行水力压裂的记录。
34.具体处理过程包括:首先使用抗混叠滤波器(0-0.5hz)将das数据从4khz降采样到1hz,以提取低频带。然后,采用中值滤波器和直流去除滤波器来降低噪声。
35.中值滤波在过滤脉冲噪声方面表现很好,尤其在滤除噪声方面,能够保护信号的周边不被消除。此外,中值滤波的算法简单易用,可以用不同方法实现。所以,中值滤波方法
被发现后,在数字信号处理领域中传播迅速。
36.根据模拟滤波器,得到数字滤波器的传递函数,对光纤解调的信号进行滤波处理后,可以得到清晰的光纤瀑布图,从光纤的相位变化,可以得到光纤的应变至,从而反演压裂裂缝的真实形态。
37.请参阅图2和图3,所述监测装置100的具体设置包括:所述保护壳1具有安装腔11以及安装板12,所述安装腔11的顶部呈敞口设置,所述安装板12可活动地盖设在所述敞口的外沿;所述光纤传感器2包括传感器主体21以及光纤,所述传感器主体21可拆卸地安装在所述安装板12上且位于所述安装腔11,所述光纤的一端与所述传感器主体21电性连接,所述光纤的另一端用于伸入监测井;所述解调仪3安装在所述安装腔11的底部,且与所述传感器主体21电性连接。
38.优选地,所述安装板12上贯设有安装孔;所述监测装置100还包括固定结构,所述固定结构包括插接件41以及转动件42,插接件41具有穿过所述安装孔的插接部411以及与所述插接部411连接的限位部412,所述限位部412位于所述安装板12上,所述插接部411与所述传感器主体21可拆卸地固定设置,转动件42可转动地安装在所述安装板12上,在所述转动件42转动至第一位置时与所述限位部412压接配合。
39.所述插接部411贯设有沿上下方向延伸的长形孔4111;所述传感器主体21的侧壁设有固定孔,所述固定孔安装有第一螺杆51,所述第一螺杆51自所述传感器主体21内穿过所述长形孔4111后通过螺栓52与所述插接部411固定。
实施例2
40.请参阅图2和图3,本发明提供一种用于压裂监测的监测装置100,该用于压裂监测的监测装置100包括保护壳1、光纤传感器2以及解调仪3,保护壳1具有安装腔11以及安装板12,所述安装腔11的顶部呈敞口设置,所述安装板12可活动地盖设在所述敞口的外沿,光纤传感器2包括传感器主体21以及光纤,所述传感器主体21可拆卸地安装在所述安装板12上且位于所述安装腔11,所述光纤的一端与所述传感器主体21电性连接,所述光纤的另一端用于伸入监测井,解调仪3安装在所述安装腔11的底部,且与所述传感器主体21电性连接。
41.通过将光纤传感器2和解调仪3放置在保护壳1,解调仪3与光纤传感器2电性连接,即在光纤下入前解调仪3与光纤传感器2电性连接且通过保护壳1固定在地面,在光纤下入的过程中,可以实现实时解调光纤信号,获得监测井不同位置的信息资料,可以迅速判断在下入过程中光纤是否发生了损坏,并且可以获得监测井的多种信息,为压裂作业的科学性提供保障。
42.进一步地,将解调仪3与光纤传感器2一起收纳在保护壳1中,便于压裂监测的高效开展,能够快速的收纳光纤,连续的监测压裂作业;相较现有技术中需要将光纤放在光纤绞车上,随着套管一起下入井中,当光纤完全下入井中后,再进行解调的方式,本发明可以通过保护壳1将解调仪3与光纤传感器2作为一个整体,实现快速的安装与拆卸,可以提高压裂监测作业的效率,为油田高效开采提供可行性。
43.进一步地,通过保护壳1固定光纤传感器2和解调仪3,可以对光纤传感器2和解调仪3进行保护,也能实现对光纤传感器2和解调仪3的快速固定,适用于不同安装环境进行使用,且能够通过保护壳1实现光纤部分的收纳储存,方便整体携带功能,通过保护壳1保护也
能够在安装后对传感器主体21起到保护作用,提高传感器的使用寿命。
44.请参阅图4和图6,所述安装板12上贯设有安装孔;所述监测装置100还包括固定结构,所述固定结构包括插接件41以及转动件42,插接件41具有穿过所述安装孔的插接部411以及与所述插接部411连接的限位部412,所述限位部412位于所述安装板12上,所述插接部411与所述传感器主体21可拆卸地固定设置,转动件42可转动地安装在所述安装板12上,在所述转动件42转动至第一位置时与所述限位部412压接配合。
45.更具体地,所述插接部411贯设有沿上下方向延伸的长形孔4111;所述传感器主体21的侧壁设有固定孔,所述固定孔安装有第一螺杆51,所述第一螺杆51自所述传感器主体21内穿过所述长形孔4111后通过螺栓52与所述插接部411固定。
46.另外,请参阅图5,所述转动件42上安装有把手6。所述保护壳1的一侧壁开设有窗口13,所述窗口13自所述安装腔11的上沿向下延伸设置,所述窗口13安装有透明玻璃。
47.显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,可以做出其它不同形式的变化或变动,都应当属于本发明保护的范围。
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