[发明专利]一种用于井下水力压裂过程的裂缝表征的系统及方法

权利要求书

1.一种用于井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在孔洞路径上安装光纤，以提供分布式声学传感器；

步骤2，监测压裂流入井筒的流动特性及处理来自分布式声学传感器的声学数据和流动数据，提供至少一个裂缝特征的指示；

其中，提供至少一种裂缝特征的指示，包括确定向每个裂缝部位供应的压裂液或支撑剂的量；所述压裂是供应到每个裂缝现场的确定数量的压裂液或支撑剂；

其中，在压裂现场附近光纤的单个位置处的传感部分的声学数据被划分为两个或多个谱带，并为每个谱带确定平均强度，并通过多个不同裂缝位置附近的声干扰强度水平来分析声学数据，以确定裂缝流体或支撑剂相对于单个裂缝位置的相对流速。

2.根据权利要求1所述的井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，所述光纤具体为：将一系列光脉冲发射到所述光纤中，并检测从所述光纤内部反向散射的辐射瑞利；处理检测到的瑞利背散射辐射，以提供光纤的多个离散的纵向感测部分。

3.根据权利要求1所述的井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，所述声学数据中的声学干扰或声学信号的变化与流动数据中的流动特性的变化相关联。

4.根据权利要求1所述的井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，还包括：在下井水力压裂过程之前，监测在井筒穿孔过程中产生的光纤中的声学干扰；以及确定光纤中与裂缝位置。

5.根据权利要求1所述的井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，所述流动数据包括随时间变化的流量、流量压力、支撑剂浓度或支撑剂流量中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，还包括监视输送到每个裂缝部位的支撑剂的累积量，并且一旦预定量的支撑剂已经输送到裂缝部位就停止水力压裂过程。

7.根据权利要求1所述的井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，还包括将压裂特性与油井后续油气生产数据相关联的步骤。

8.根据权利要求1所述的井下水力压裂过程的裂缝表征方法，其特征在于，所述光纤的每个相关传感部分中的声能的平均强度另外用于确定到每个断裂部位的相对流速。

9.一种用于井下水力压裂过程的裂缝表征的系统，其特征在于，系统包括:

光纤询问器，用于在沿井筒路径布置的光纤上提供分布式声波传感；

采样器，被配置为对从所述询问器输出的多个通道进行采样，在多次中的每次提供来自所述光纤的多个部分的声学数据；

流量监测器，用于监测进入待压裂井眼的压裂液的流量特性，并提供流量数据；

数据分析仪，用于用所述流量数据处理所述取样声波数据，以确定至少一个压裂特性；

流量控制器，根据提供给每个裂缝现场的确定量的压裂液或支撑剂自动控制压裂液的流量或当供应至裂缝现场的压裂液或支撑剂的确定量达到预定量时自动停止压裂液的流动；

其中，处理具体为：确定供应至每个压裂现场的压裂液或支撑剂的量，压裂现场附近光纤的单个位置处的传感部分的声学数据被划分为一个两个或多个谱带，并为每个所述谱带确定平均强度通过比较多个不同裂缝位置附近的声干扰强度水平，确定裂缝流体或支撑剂与各个裂缝位置的相对流速，对声波数据进行波段和分析。

10.一种用于井下水力压裂过程的裂缝表征的分析方法，包括：

步骤一，在井下水力压裂过程中，通过询问沿井筒路径布置的光纤以提供分布式声传感器，获取与声学数据相对应的第一数据集；

步骤二，通过监测压裂液在井下水力压裂过程中流入井筒的流动特性，获取与流动数据相对应的第二数据集；

步骤三，处理声波数据和流量数据，通过将压裂现场附近光纤的单个位置处的传感部分的声波数据划分为两个或多个谱带，并确定每个谱带的平均强度，来确定向每个压裂现场供应的压裂液或支撑剂的量，并通过比较多个不同裂缝位置附近的声干扰强度水平来分析声学数据，以确定裂缝流体或支撑剂到各个裂缝位置的相对流速。