真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法及相关设备

本发明涉及裂缝滑移与开度监测领域，尤其涉及一种真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法及相关设备。

背景技术：

1、非常规油气资源储层普遍低孔低渗，勘探开发困难，需要采用体积压裂技术进行储层改造去提高地层的导流能力，才能获得较为经济的气流，达到商业化开采的目的。在对储层进行压裂改造时，储层岩体受到剪切应力破坏，在高压流体作用下形成数条主裂缝，并在不同的诱导因素下沟通天然裂缝，从而使得天然裂缝向远端不断扩张和延伸，同时产生一定量的剪切滑移。然而目前实验室内，在真三轴水力压裂下对天然裂缝滑移量与开度的研究仍然偏少，现有技术仍不能实时地去监测实验过程中裂缝随各类实验参数的变化规律。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供一种真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法及相关设备，主要目的在于解决现有技术仍不能实时地去监测实验过程中裂缝随各类实验参数的变化规律的问题。

2、为解决上述至少一种技术问题，第一方面，本发明提供了一种真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法，该方法包括：

3、基于监测系统获取试样在水力压裂情况下的动态参数，其中，上述试样为具备裂缝特征的致密储层模拟试样；

4、基于上述监测系统反馈的试样的动态参数确定试样的裂缝开度和裂缝滑移量。

5、可选的，上述试样是基于pc52.5r复合硅酸盐材料、40-80目的石英砂和水制备的，上述试样按重量百分比的配比为：pc52.5r复合硅酸盐材料：1，石英砂：1，水∶0.5。

6、可选的，上述试样至少具备一对正相交的裂缝或一对倾斜相交的裂缝。

7、可选的，上述正相交的裂缝是基于正相交布置的预设材料进行材料浇筑形成的，上述倾斜相交的裂缝是基于倾斜相交布置的预设材料进行材料浇筑形成的。

8、可选的，上述试样还包括模拟井筒，上述模拟井筒布置于上述试样的中间位置，上述井筒的底端封闭，上述井筒的近底端位置形成有射孔与上述裂缝相接，上述井筒的另一端套管预制螺纹端。

9、可选的，上述方法还包括：

10、基于真三轴模型试验机向上述试样施加三向应力条件以模拟储层于地层中的受力情况，其中，上述三向应力条件在实验过程中恒定；

11、基于伺服泵压控制系统向上述试样泵入压裂液，上述压裂液泵注排量在实验过程中恒定；

12、在上述动态参数反映泵压下降并趋于平稳的情况下，停止泵入压裂液。

13、可选的，上述基于监测系统获取试样在水力压裂情况下的动态参数，包括：

14、基于应变监测系统的电阻应变片获取试样在水力压裂情况下裂缝开度的动态变化；

15、基于光信号监测转换系统的光纤传感器获取试样在水力压裂情况下裂缝滑移量的动态变化。

16、第二方面，本发明实施例还提供了一种真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测装置，包括：

17、获取单元，用于基于监测系统获取试样在水力压裂情况下的动态参数，其中，上述试样为具备裂缝特征的致密储层模拟试样；

18、确定单元，用于基于上述监测系统反馈的试样的动态参数确定试样的裂缝开度和裂缝滑移量。

19、为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序被处理器执行时实现上述的真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法的步骤。

20、为了实现上述目的，根据本发明的第四方面，提供了一种电子设备，包括至少一个处理器、以及与上述处理器连接的至少一个存储器；其中，上述处理器用于调用上述存储器中的程序指令，执行上述的真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法的步骤。

21、借由上述技术方案，本发明提供的真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法及相关设备，对于现有技术仍不能实时地去监测实验过程中裂缝随各类实验参数的变化规律的问题，本发明通过基于监测系统获取试样在水力压裂情况下的动态参数，其中，上述试样为具备裂缝特征的致密储层模拟试样；基于上述监测系统反馈的试样的动态参数确定试样的裂缝开度和裂缝滑移量。在上述方案中，采用真三轴水力压裂物理模拟试验系统进行裂缝扩展试验研究，通过在试样预制裂缝表面布置传感器的方式，实时采集压裂过程中传感器获取的数据，并传输到电脑存储器中用于后分析依据，从而间接计算得到实验过程中裂缝的开启程度与滑移等特征，为非常规油气储层改造参数优化设计提供理论指导。

22、相应地，本发明实施例提供的真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测装置、设备和计算机可读存储介质，也同样具有上述技术效果。

23、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试样是基于pc52.5r复合硅酸盐材料、40-80目的石英砂和水制备的，所述试样按重量百分比的配比为：pc52.5r复合硅酸盐材料：1，石英砂：1，水∶0.5。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试样至少具备一对正相交的裂缝或一对倾斜相交的裂缝。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述正相交的裂缝是基于正相交布置的预设材料进行材料浇筑形成的，所述倾斜相交的裂缝是基于倾斜相交布置的预设材料进行材料浇筑形成的。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述试样还包括模拟井筒，所述模拟井筒布置于所述试样的中间位置，所述井筒的底端封闭，所述井筒的近底端位置形成有射孔与所述裂缝相接，所述井筒的另一端套管预制螺纹端。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于监测系统获取试样在水力压裂情况下的动态参数，包括：

8.一种真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至权利要求7中任一项所述的真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器；其中，所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，执行如权利要求1至权利要求7中任一项所述的真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法。

技术总结
本发明公开了一种真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法及相关设备，涉及裂缝滑移与开度监测领域，主要为解决现有技术仍不能实时地去监测实验过程中裂缝随各类实验参数的变化规律的问题。该方法包括：基于监测系统获取试样在水力压裂情况下的动态参数，其中，所述试样为具备裂缝特征的致密储层模拟试样；基于所述监测系统反馈的试样的动态参数确定试样的裂缝开度和裂缝滑移量。本发明用于真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测过程。

技术研发人员：景宇翔,郭印同,郑贺斌,常鑫,冒海军,张鑫傲,毕振辉,王磊,郭武豪,赵国凯,邱国洲,吴小龙,王兴义,万洋辉
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13