《压裂井裂缝监测.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压裂井裂缝监测.pptx（57页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、监测原理监测原理监测原理监测原理一、技术简介1 1、1）摩尔-库伦理论根据摩尔-库伦准则，孔隙压力升高，必会产生微地震，记录这些微地震，并进行微震源定位就可以描述地下裂缝轮廓。摩尔-库伦准则是；=0+（S1+S2-2P0）/2+(S1-S2)COS(2)/2其中：=(S1-S2)SIN(2)/2上式表示若左侧不小于右侧时则发生微地震。式中，是作用在裂缝面上的剪切应力；0是岩石的固有法向应力抗剪断强度，数值由几兆帕到几十兆帕，若沿已有裂缝面错断，0数值为0；S1、S2分别是最大、最小主应力；P0是地层压力；是最大主应力与裂缝面法向的夹角。由上式可以看出，微震易沿已有裂缝面发生，这时0为0，左侧易
2、不小于右侧。P0增大，右侧减小，也会使右侧小于左侧，从而诱发沿裂缝面的破裂发生，形成微地震。这为我们描述地下人工压裂裂缝提供了理论依据。2）断裂力学准则断裂力学理论认为，当应力强度因子大于断裂韧性时，裂缝发生扩展，即：（P0-Sn）Y/sqr(l)01sqr(1+x)/(1-x)dx=kic时，裂缝发生张性扩展。上式左侧是应力强度因子，kic是断裂韧性，P0是井底压裂压力，Sn是裂缝面上的法向应力，Y是裂缝形状因子，l是裂缝长度，x是自裂缝端点沿裂缝面走向的坐标。由以上破裂形成理论可知，压裂会引发微地震，这就为微地震方法监测人工裂缝提供了理论依据。第1页/共57页水力压裂时，在射孔位置，当迅速
3、升高的井筒压力超过岩石抗压强度，岩石遭到破坏，形成裂缝，裂缝扩展时，必将产生一系列向四周传播的微震波，微震波被布置在井周围的监测分站接收到，根据各分站微震波的到时差，会形成一系列的方程组，求解这一系列方程组，就可确定微震震源位置，进而计算出裂缝分布的方位、长度、高度及地应力方向等地层参数；同时结合井口压力监测可获得闭合压力、液体滤失系数、液体效率、裂缝宽度等参数。压裂井裂缝监测技术原理图P(X,Y,Z,t0)ABCDEFtitn一、技术简介1 1、监测原理、监测原理第2页/共57页第一步收集资料一、技术简介2、井位部署图；井斜数据表；基本数据；测井数据；压裂施工设计方案等。技术流程技术流程文件
4、编码：JT-YL/2003-08-20N0.02文72-169井压裂施工设计井下特种作业处二OO三年八月第3页/共57页接到监测任务值班车现场勘测高精度GPS确定主分站位置静力触探车将拾震器逐一压入地下疏松地层之下主站车进入现场背景噪声测定；调试主、分站之间的通信联络监测开始数据自动采集、处理、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,关机静力触探车起拔探杆及拾震器监测设备打包、装箱，完成现场监测任务开始压裂一、技术简介2 2、技术流程、技术流程第二步现场监测第4页/共57页现场勘察，用高精度GPS确定主分站位置。一、技术简介第5页/共57页将拾震器逐一压入地下疏松地层下一、技术
5、简介第6页/共57页现场监测一、技术简介第7页/共57页第三步提交解释报告一、技术简介2 2、技术流程、技术流程现场监测结束后，根据监测数据，经过数据分析与处理，提供详尽的解释报告。SIFT-ZYB-042010 文72-169井人工裂缝监测解释报告 河南油田兴油科技发展有限公司二00四年一月SIFT-CQB-031002 侯27-18井人工裂缝监测解释报告 河南油田兴油科技发展有限公司二00三年九月SIFT-ZYB-036003 桥76井人工裂缝监测解释报告 河南油田兴油科技发展有限公司二00三年十月第8页/共57页一、技术简介2 2、技术流程、技术流程 第一步收集资料 第二步现场监测 第三
6、步提交报告第9页/共57页一、技术简介3 3、拾震器拾震器是整个系统拾取信号最关键、最重要的部分，我们研制开发了带有自动调节前置运放功能的拾震器，它可以根据背景噪音的大小自动调整微震信号的放大倍数，为拾取高质量的微震信号奠定了坚实的基础。系统的先进性和独特性系统的先进性和独特性系统的先进性和独特性系统的先进性和独特性第10页/共57页一、技术简介3 3、系统的先进性和独特性、系统的先进性和独特性拾震器的置放该系统是用静力触探设备将拾震器置入数米到数十米深的地下，这样不仅避免了由车辆、风、人走动及电磁波等引起的震动干扰和电磁干扰，而且避免了地表疏松地层对微震波的衰减，提高了有用信号的采集数量和质
7、量。第11页/共57页一、技术简介3 3、系统的先进性和独特性、系统的先进性和独特性判别标准系统对每一个接收到的微震信号，均采用该微地震波及其导波的波幅、包络、升起、衰减、拐点、频谱特征及不同微地震道间的互相关等十三个判别标准对信号进行自动判别，保证了每一个接收到的微震信号的真实性、可靠性，避免伪信号的进入。第12页/共57页一、技术简介3 3、系统的先进性和独特性、系统的先进性和独特性信号采集和解释处理的计算机化系统从背景噪音确定、信号采集、信号处理、各分站指令传输、信号前端放大倍数等均由计算机自动控制和完成。这样就大大提高了整个监测系统的一致性和可靠性。第13页/共57页一、技术简介3 3
8、、系统的先进性和独特性、系统的先进性和独特性(1)拾震器(2)拾震器的置放(3)判别标准(4)信号采集和解释处理的计算机化第14页/共57页判别裂缝产状：判别裂缝产状：方位、长度、宽度、高度、方位、长度、宽度、高度、缝型。缝型。评价压裂工艺效果：评价压裂工艺效果：液体滤失系数、液液体滤失系数、液体综合效率、裂缝动态宽度、裂缝闭合体综合效率、裂缝动态宽度、裂缝闭合时间。时间。为注采井别的确定和注采方案的调整提供为注采井别的确定和注采方案的调整提供依据。依据。4用途一、技术简介技术简介用途第15页/共57页压裂井人工裂缝实时监测系统自投产以来已为国内许多油田监测了二百余口井，均受到了甲方的好评。一
9、、技术简介技术简介第16页/共57页目 录一一、深埋式压裂井人工裂缝实时监测技术简介、深埋式压裂井人工裂缝实时监测技术简介二、部分应用实例二、部分应用实例第17页/共57页大开19井二、应用实例监测日期2004年6月4日压裂层位H3压裂井段2687.02721.0m井段中深2704.0m厚度/层数 14.0m/3层压裂方式卡封压裂时间11:1312:49监测时间11:1313:09用 液 量487.0m3用 砂 量73.1m3砂 比27.0排 量5.2m3/min破裂压力30.0MPa停泵压力22.4MPa井斜数据直井基础数据表第18页/共57页GPS 测 试 数 据站 名E坐标(m)N坐标(
10、m)ALT(m)ENALTO 点371510 4306744 1299 A 站371360 4306717 1298-150-27-1B 站371447 4306774 1299-63300C 站371442 4307006 1297-68262-2D 站371863 4306840 129635396-3E 站371652 4306938 1297142194-2F 站371712 4306682 1296202-62-3二、应用实例第19页/共57页二、应用实例DK19井裂缝长度、方位图俯视图俯视图表示裂缝的长度、方位，是微表示裂缝的长度、方位，是微震点在震点在x x、y y平面的投影。平
11、面的投影。周围六个不同颜色的点表示现周围六个不同颜色的点表示现场监测分站。场监测分站。解释结果表东翼缝长279.7m西翼缝长374.2m裂缝方位54.3裂缝高度46.5m产状垂直第20页/共57页二、应用实例DK19井裂缝高度图2681.5m2681.5m2728.0m2728.0m46.5m46.5m平视图平视图表示裂缝的表示裂缝的高度及左右高度及左右翼情况，主翼情况，主要说明裂缝要说明裂缝的高度分布。的高度分布。是微震点在是微震点在与裂缝延伸与裂缝延伸方向平行的方向平行的z z平面的投影。平面的投影。第21页/共57页二、应用实例DK19井裂缝产状图平视图平视图表示裂缝的空表示裂缝的空间产
12、状，与地间产状，与地层倾角有关。层倾角有关。是微震点在与是微震点在与裂缝延伸方向裂缝延伸方向垂直的垂直的z z平面的平面的投影。投影。第22页/共57页侯10-31井二、应用实例监测日期2003年9月7日压裂层位长6压裂井段1310.0-1325.2m井段中深1317.6m厚度/层数13.6m/1n压裂方式单上封压裂时间18:0719:14监测时间18:0719:34用液量99m3用砂量32m3砂比37排量1.5m3/min破裂压力28.1MPa停泵压力10.5MPa井斜数据井口E326266 N4091840 ALT1336 O点距井口E=219m N=108m基础数据表第23页/共57页二
13、、应用实例GPS测试数据站名E坐标(m)N坐标(m)ALT(m)ENALTO点32648540919481336A站32632440918681331-161-80-5B站32625640916301347-229-31811C站32598540916441356-500-30420D站32580140918051352-684-14316E站32584540920351348-6408712F站32615040923571266-335409-70第24页/共57页二、应用实例裂缝1裂缝2东翼缝长52.8米73.6米西翼缝长139.6米0米裂缝方位38.0度147.6度裂缝高度22.5米18
14、.5米产状垂直垂直侯10-31井监测解释结果第25页/共57页此井为压裂新工艺试验。从图上可以看出投球前裂缝为南西向，投球后有南东向新裂缝产生。侯10-31井裂缝方位、长度图二、应用实例俯视图俯视图表示裂缝的长度、方位，表示裂缝的长度、方位，是微震点在是微震点在x x、y y平面的平面的投影。投影。周围六个不同颜色的点周围六个不同颜色的点表示现场监测分站。表示现场监测分站。第26页/共57页侯10-31井裂缝高度图二、应用实例平视图平视图表示裂缝的高表示裂缝的高度及左右翼情度及左右翼情况，主要说明况，主要说明裂缝的高度分裂缝的高度分布。是微震点布。是微震点在与裂缝延伸在与裂缝延伸方向平行的方向
15、平行的z z平面的投影。平面的投影。第27页/共57页侯10-31井裂缝产状图二、应用实例平视图平视图表示裂缝的空表示裂缝的空间产状，与地间产状，与地层倾角有关。层倾角有关。是微震点在与是微震点在与裂缝延伸方向裂缝延伸方向垂直的垂直的z z平面的平面的投影。投影。第28页/共57页侯27-18井二、应用实例监测日期2003年9月6日压裂层位长612 长62压裂井段1356.6-1378.4m井段中深1367.5m厚度/层数13.2m/2n压裂方式分层压裂压裂时间14:3415:20监测时间14:3415:40用液量74.2m3用砂量25m3砂比30.7排量1.7m3/min破裂压力18.2MP
16、a停泵压力6.8MPa井斜数据井口E322185 N4087131 ALT1387 O点距井口E=226m N=-44m第一次压裂基础数据表第29页/共57页二、应用实例GPS测试数据站名E坐标(米)N坐标（米）ALT（米）ENALTO点32241140870871387A站32217840872361382-233149-5B站32208740871991378-324112-9C站32227340870431356-138-44-31D站32240740869701338-4-117-49E站322584408709012861733-101F站32223840874041328-1733
17、17-59G站32231540875401329-96453-58H站3224344087663132523576-62第30页/共57页二、应用实例监测日期2003年9月6日压裂层位长611-2压裂井段1319.0-1340.0m井段中深1329.5m厚度/层数15.2m/1n压裂方式分层压裂压裂时间17:0018:14监测时间17:0018:34用液量121.4m3用砂量35m3砂比31排量1.7m3/min破裂压力23.1MPa停泵压力8.1MPa井斜数据井口E322185 N4087131 ALT1387 O点距井口E=213m N=-31m第二次压裂基础数据表第31页/共57页二、应
18、用实例GPS测试数据站名E坐标(米)N坐标（米）ALT（米）ENALTO点32239840871001387A站32217840872361382-220136-5B站32208740871991378-31199-9C站32227340870431356-125-57-31D站322407408697013389-130-49E站32258440870901286186-10-101F站32223840874041328-160304-59G站32231540875401329-83440-58H站3224344087663132536563-62第32页/共57页二、应用实例第一次裂缝第二
19、次裂缝东翼缝长79.7米84.2米西翼缝长67.3米89.3米裂缝方位41.0度39.3度裂缝高度30.9米30.5米产状垂直垂直侯27-18井两次监测解释结果第33页/共57页二、应用实例侯27-18井第一次裂缝方位、长度图 侯27-18井第二次裂缝方位、长度图第34页/共57页二、应用实例侯27-18井第一次裂缝高度图侯27-18井第二次裂缝高度图第35页/共57页二、应用实例侯27-18井第一次裂缝产状图侯27-18井第二次裂缝产状图第36页/共57页新70-67井监测日期2004年6月17日压裂层位长4+52压裂井段2010.0-2016.0m井段中深2013.5m厚度/层数16.5m
20、/7n压裂方式单上封+直咀子压裂时间12:2513:20监测时间12:2513:40用液量121.0m3用砂量35.0m3砂比35排量2.0m3/min破裂压力MPa停泵压力MPa井斜数据井口E223438N4100435ALT1514O点距井口E=-180mN=-139m二、应用实例基础数据表第37页/共57页GPS测试数据站名E坐标(m)N坐标(m)ALT(m)ENALTO点22325841002961514A站2233194100089149261-207-22B站22314741003071503-11111-11C站22309641005421519-1622465D站2232554
21、1004441514-31480E站22342141004141496163118-18F站22339141002531498133-43-16二、应用实例第38页/共57页新70-67井裂缝实时监测解释结果表东翼缝长143.3m西翼缝长85.1m裂缝方位54.8裂缝高度34.8m产状垂直二、应用实例第39页/共57页新70-67井裂缝方位、长度图 俯视图俯视图表示裂缝的长表示裂缝的长度、方位，是度、方位，是微震点在微震点在x x、y y平面的投影。平面的投影。周围六个不同周围六个不同颜色的点表示颜色的点表示现场监测分站。现场监测分站。二、应用实例第40页/共57页新70-67井裂缝高度图 平
22、视图平视图表示裂缝的高度表示裂缝的高度及左右翼情况，及左右翼情况，主要说明裂缝的主要说明裂缝的高度分布。是微高度分布。是微震点在与裂缝延震点在与裂缝延伸方向平行的伸方向平行的z z平面的投影。平面的投影。二、应用实例第41页/共57页新70-67井裂缝产状图平视图平视图表示裂缝的空表示裂缝的空间产状，与地间产状，与地层倾角有关。层倾角有关。是微震点在与是微震点在与裂缝延伸方向裂缝延伸方向垂直的垂直的z z平面的平面的投影。投影。二、应用实例第42页/共57页新70-67井小压原始微震点图俯视图俯视图表示裂缝的长表示裂缝的长度、方位，是度、方位，是微震点在微震点在x x、y y平面的投影。平面的
23、投影。周围六个不同周围六个不同颜色的点表示颜色的点表示现场监测分站。现场监测分站。二、应用实例第43页/共57页新70-67井大压原始微震点图俯视图俯视图表示裂缝的长表示裂缝的长度、方位，是度、方位，是微震点在微震点在x x、y y平面的投影。平面的投影。周围六个不同周围六个不同颜色的点表示颜色的点表示现场监测分站。现场监测分站。二、应用实例第44页/共57页文72-169井二、应用实例监测日期2003年12月13日压裂层位沙3上2-3压裂井段3140.6-3174.6m井段中深3157.6m厚度/层数9.7m/6n压裂方式卡封分层，合压压裂时间15:1515:58监测时间15:1516:18
24、用液量134.4m3用砂量20.4m3砂比26.7排量3.2m3/min破裂压力48.6MPa停泵压力36.9MPa井斜数据井口E342084N3939929O点距井口E=-215mN=-126m基础数据表第45页/共57页二、应用实例第46页/共57页文72-169井监测解释结果表东翼缝长84.7m西翼缝长82.0m裂缝高度40.2m裂缝宽度0.00697m裂缝方位60.2裂缝产状垂直裂缝闭合时间6.54min液体滤失系数0.0048m/sqr(min)液体效率41%二、应用实例第47页/共57页文72-169井裂缝方位、长度图二、应用实例俯视图俯视图表示裂缝的长度、表示裂缝的长度、方位，是
25、微震点方位，是微震点在在x x、y y平面的投平面的投影。影。周围六个不同颜周围六个不同颜色的点表示现场色的点表示现场监测分站。监测分站。第48页/共57页文72-169井裂缝高度图二、应用实例平视图平视图表示裂缝的高表示裂缝的高度及左右翼情度及左右翼情况，主要说明况，主要说明裂缝的高度分裂缝的高度分布。是微震点布。是微震点在与裂缝延伸在与裂缝延伸方向平行的方向平行的z z平面的投影。平面的投影。第49页/共57页文72-169井裂缝产状图二、应用实例平视图平视图表示裂缝的空表示裂缝的空间产状，与地间产状，与地层倾角有关。层倾角有关。是微震点在与是微震点在与裂缝延伸方向裂缝延伸方向垂直的垂直的z z平面的平面的投影。投影。第50页/共57页压力施工曲线二、应用实例第51页/共57页压降曲线二、应用实例第52页/共57页对数曲线二、应用实例第53页/共57页平方根曲线二、应用实例第54页/共57页拟合曲线二、应用实例第55页/共57页汇报结束谢谢大家第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页