[发明专利]一种基于光纤测试技术的压裂裂缝检测装置及方法

说明书

本发明提出了一种基于光纤测试技术的压裂裂缝检测装置，包括：大尺寸真三轴围压装置，保护测试模型并为测试模型提供模拟井下的压力环境；水力压裂装置，向测试模型内部加压注水；光纤压裂装置微振动信号采集系统，监测及采集压裂微振动信号，并对压裂微振动信号进行处理和定位显示。本发明可以更加全面地了解水力压裂作业过程中的压裂液的分布和应变监测，更加真实的评价水力压裂效果，为光纤测试技术在油气田开发中的应用提供参考。

技术领域

本发明涉及一种基于光纤测试技术的压裂裂缝检测装置及方法，属于油气田完井技术领域。

背景技术

在水力压裂作业过程中，利用DAS和DTA监测，以及模拟压裂作业前后岩心内部剖面的CT扫描，有助于了解在作业过程中压裂注入剖面分布情况，即了解各压裂级和射孔簇的进液和支撑剂脱砂的情况，并由此对压裂作业进行初步评价和调整；在压裂作业完成后了解生产剖面，即了解各压裂层段生产情况，进行压后效果评价。

目前，关于基于光纤测试的水力压裂技术，有的采用在水力压裂的井筒外周边铺设分布式光纤声学传感器的方式，利用分布式光纤声学传感器纵向监测采集瞬态的强度、频率、持续时间和信号演变等压裂数据，通过对噪声强度和频率进行分析可以确定压裂特性，但是不能针对人工模拟裂缝进行监测。有的无法直观看出岩心内部裂缝的变化状况。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种基于光纤测试技术的压裂裂缝检测装置及方法，可以更加全面地了解水力压裂作业过程中的压裂液的分布和应变监测，更加真实的评价水力压裂效果，为光纤测试技术在油气田开发中的应用提供参考。

根据本发明的另一个方面，提出了一种基于光纤测试技术的压裂裂缝检测装置，包括：

大尺寸真三轴围压装置，保护测试模型并为测试模型提供模拟井下的压力环境；

水力压裂装置，向测试模型内部加压注水；

光纤压裂装置微振动信号采集系统，监测及采集压裂微振动信号，并对压裂微振动信号进行处理和定位显示。

本发明的进一步改进在于，所述测试模型包括长方体型的模拟岩心，在模拟岩心的内部设置有模拟井筒。

本发明的进一步改进在于，所述大尺寸真三轴围压装置包括三轴压力板、与三轴压力板相对的带孔槽钢板以及与所述三轴压力板连接三轴压力泵系统；

其中，所述三轴压力泵系统向所述三轴压力板提供液压。

本发明的进一步改进在于，所述三轴压力板和所述带孔槽钢板的数量均为三个，分别在所述模拟岩心的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的相对设置。

本发明的进一步改进在于，所述带孔槽钢板上设置有多个孔槽，所述孔槽内安装有压力传感器。

本发明的进一步改进在于，所述水力压裂装置包括连接所述模拟岩心的孔隙压力泵，以及连接所述模拟井筒的井筒压力泵。

本发明的进一步改进在于，所述三轴压力泵系统通过三根第一管线连接所述三轴压力板，所述孔隙压力泵通过第二管线连接所述模拟岩心，所述井筒压力泵通过第三管线连接所述模拟井筒；

其中，所述第一管线、所述第二管线和所述第三管线均通过水力伺服系统控制流量计注入的水压。

本发明的进一步改进在于，所述光纤压裂微振动信号采集系统包括分布式光纤声传感器、分布式光纤温度传感器、光纤传感解调仪器和数据接收及成像系统。

本发明的进一步改进在于，还包括真三轴控制及数据接收系统，所述真三轴控制及数据接收系统分别连接所述压力传感器、水力伺服控制系统以及光纤压力微振动信号采集系统。