水力压裂分布式光纤传感联合监测技术研究进展

作     者：隋微波 温长云 孙文常 李俊卫 郭欢 杨艳明 宋佳忆 SUI Weibo;WEN Changyun;SUN Wenchang;LI Junwei;GUO Huan;YANG Yanming;SONG Jiayi

作者机构：中国石油大学(北京)石油工程学院102249 中国石油大学(北京)人工智能学院 北京知觉科技有限公司 中石化江汉石油工程有限公司页岩气开采技术服务公司 

基　　金：国家重点研发计划中国和美国政府间合作项目“深部含煤岩系超临界CO_(2)穿层压裂—驱替—封存评价技术研究”(编号:2022YFE0129800) 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2023年第43卷第2期

页      码：87-103页

摘      要：水力压裂分布式光纤传感监测技术已成为非常规储层开发的重要技术之一,为使业界进一步明确和了解不同类型传感技术的物理机理、技术特性和理论模型,促进该技术更加快速有效地推广和应用,本文针对分布式温度传感(DTS)、分布式声波传感(DAS)和基于瑞利频移的分布式应变传感(DSS-RFS)3种技术在水力压裂监测中的应用情况,从不同传感技术的物理机理和主流安装方式出发,系统地总结分析了各类传感技术现场应用的典型案例和技术特点,以及对应的监测解释理论模型的研究现状。最后结合水力压裂监测矿场实验的最新实例,总结了未来开展水力压裂分布式光纤联合监测的技术思路。研究结果表明:(1)水力压裂分布式光纤传感联合监测技术能够在压裂工艺设计、裂缝扩展反演、邻井干扰监测和压后效果评价等诸多方面提供重要的实时数据和解释结果,不同类型传感器所对应的理论模型有不同程度的发展;(2) DTS本井温度监测是水力压裂光纤监测和评价的重要组成部分同时具有一定程度的多解性,DAS邻井应变率监测和DSS-RFS本井应变监测能够直接反馈裂缝扩展和裂缝演化过程中的相关应变,今后将成为水力压裂裂缝评价的重点发展领域;(3)分布式光纤传感技术在未来的有效应用除了需要发展更加准确高效的机理模型外,同时也有赖于大数据处理和深度学习算法与之高度融合,从而实现监测过程的数据筛选、模式识别和关键参数的快速反演。结论认为,科学有效地设计和采用多种分布式光纤传感对水力压裂过程和压后生产过程进行联合监测和数据分析解释,可在很大程度上实现压裂液/支撑剂分布、暂堵转向、级间干扰、压裂冲击和裂缝形态的解释分析,以及压后生产剖面反演和裂缝有效性分析,为分布式光纤传感技术在我国非常规资源开发中的应用提供了技术参考。

主 题 词：水力压裂 分布式光纤传感 DTS DAS DSS-RFS 裂缝扩展 邻井监测 应变监测 裂缝监测 生产剖面 压裂冲击 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

核心收录：

D　O　I：10.3787/j.issn.1000-0976.2023.02.009

馆 藏 号：203118614...