[发明专利]水力压裂监测方法及装置

权利要求书

1.一种水力压裂监测方法，其特征在于，包括：

在水力压裂前和压裂后，均激发水平长导线激发源一次，在2分量电磁场采集站同步采集电磁信号；所述水平长导线激发源布设于水平井末端的上方地面或远离所述水平井末端的地面上；所述2分量电磁场采集站布设于地面的测线上；

对每个测点的电磁信号分别做时间域数据参数计算和频率域数据参数计算，获得时间域充电率相对异常数据以及频率域振幅相对异常数据；

对每个测点的电磁信号数据分别做时间域的定量反演处理和频率域的定量反演处理，获得水平井周围三维电阻率分布数据；

根据所述时间域充电率相对异常数据、频率域振幅相对异常数据以及水平井周围三维电阻率分布数据，确定水力压裂在地下形成的裂缝参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2分量电磁场采集站布设于地面的测线上,包括：在水平井的每个射孔位置对应的上方地面布设多条平行于所述水平长导线激发源的测线，并在所述多条测线的每个测点位置处均布设2分量电磁场采集站。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在2分量电磁场采集站同步采集的电磁信号,包括：测量电场的X方向的电场强度分量E_X，测量电场的Y方向的电场强度分量E_Y；其中所述的电场X方向是平行于所述测线的方向，所述的电场Y方向是垂直于所述测线的方向。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激发水平长导线激发源，包括：激发水平长导线激发源重复发射时间域信号和频率域信号。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述激发水平长导线激发源重复发射时间域信号和频率域信号，包括：

依据水平井的深度，选择时间域信号的波形和周期，选择频率域信号的波形和频率；

按选择的时间域信号的波形和周期，激发水平长导线激发源重复发射时间域信号；

按选择的频率域信号的波形和频率，激发水平长导线激发源重复发射频率域信号。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个测点的电磁信号做时间域数据参数计算包括：

对所述每个测点的电磁信号进行时间域预处理，得到电场信号在不同时刻的衰减数据；所述时间域预处理包括滤波、去除直流漂移、叠加、极距归一和电流归一其中之一或任意组合；

根据所述不同时刻的衰减数据求取每个测点压裂前及压裂后的充电率数据；

根据每个测点压裂前及压裂后的充电率数据，得到时间域充电率相对异常数据。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个测点的电磁信号做频率域数据参数计算包括：

对所述每个测点的电磁信号进行频率域预处理，得到每个测点压裂前及每一段压裂后的电场信号的振幅数据；所述频率域预处理包括滤波、去除直流漂移、叠加、极距归一、短时窗傅里叶变换和电流归一其中之一或任意组合；

根据每个测点压裂前及每一段压裂后的电场信号的振幅数据，得到频率域振幅相对异常数据。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水力压裂在地下形成的裂缝参数包括：裂缝的长度、裂缝的宽度及裂缝的高度。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述时间域充电率相对异常数据、频率域振幅相对异常数据以及水平井周围三维电阻率分布数据，确定水力压裂在地下形成的裂缝参数包括：

根据所述水平井周围三维电阻率分布数据得到水平井深度上压裂前后电阻率平面异常数据以及每条测线位置处压裂前后的电阻率断面异常数据；

根据充电率高异常、振幅低异常和电阻率低异常的预设范围，从所述时间域充电率相对异常数据、频率域振幅相对异常数据以及所述水平井深度上压裂前后电阻率平面异常数据中确定裂缝的长度；

根据电阻率低异常的预设范围，从所述压裂前后每条测线位置处的电阻率断面异常数据中确定水力压裂在地下形成裂缝的宽度和高度。

10.一种水力压裂监测装置，其特征在于，包括：

信号获得模块，用于获得在2分量电磁场采集站同步采集的电磁信号；所述2分量电磁场采集站采集电磁信号，是在水力压裂前和压裂后，均激发水平长导线激发源一次时同步采集；所述水平长导线激发源布设于水平井末端的上方地面或远离所述水平井末端的地面上；所述2分量电磁场采集站布设于地面的测线上；

参数计算模块，用于对每个测点的电磁信号分别做时间域数据参数计算和频率域数据参数计算，获得时间域充电率相对异常数据以及频率域振幅相对异常数据；

反演模块，用于对每个测点的电磁信号数据分别做时间域的定量反演处理和频率域的定量反演处理，获得水平井周围三维电阻率分布数据；

数据分析模块，用于根据所述时间域充电率相对异常数据、频率域振幅相对异常数据以及水平井周围三维电阻率分布数据，确定水力压裂在地下形成的裂缝参数。