基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统及监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103244103103244103B(45)授权公告日2014.08.20(21)申请号201310187502.5审查员李丛颖(22)申请日2013.05.20(73)专利权人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号(72)发明人刘均荣姚军孙致学于伟强卜亚辉(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人张瑾(51)Int.Cl.E21B47/00(2012.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图1页附图1页(54)发明名称基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统及监测方法(57)摘要本发明涉及一种基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统和监测方法。监测系统包括支撑剂容器、压裂液容器、磁流体容器、流体混合容器、高压泵组、实时数据采集与处理中心、地面磁力计、支撑剂输送管线、压裂液输送管线、磁流体输送管线、第一混砂液输送管线、第二混砂液输送管线、地面磁力计与实时数据采集与处理中心通讯线路、混砂车、混合流体输送管线；实时数据采集与处理中心通过地面磁力计与实时数据采集与处理中心通讯线路与地面磁力计相连，实时数据采集与处理中心采集、保存地面磁力计的测量信息并计算、显示水力裂缝展布。本发明可有效地反映水力压裂裂缝的真实展布状态；从地面、压裂井和/或邻井实时监测压裂过程中裂缝的延伸过程。CN103244103BCN10324BCN103244103B权利要求书1/2页1.一种基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统，包括：支撑剂容器、压裂液容器、磁流体容器、流体混合容器、高压泵组、实时数据采集与处理中心、地面磁力计、支撑剂输送管线、压裂液输送管线、磁流体输送管线、第一混砂液输送管线、第二混砂液输送管线、地面磁力计与实时数据采集与处理中心之间的通讯线路、混砂车、混合流体输送管线；其特征在于：所述的压裂液容器通过压裂液输送管线与流体混合容器相连，磁流体容器通过磁流体输送管线与流体混合容器相连；所述的支撑剂容器通过支撑剂输送管线与混砂车相连；流体混合容器通过混合流体输送管线与混砂车相连；混砂车通过第一混砂液输送管线与高压泵组相连，高压泵组通过第二混砂液输送管线与压裂井的井筒相连；压裂液和纳米磁流体按一定体积比例进入流体混合容器中进行均匀混合后形成混合压裂液，所述纳米磁流体占混合压裂液的体积比例在10％到100％之间；地面磁力计位于以压裂井为中心的地面上，实时数据采集与处理中心位于压裂井的井场地面上，实时数据采集与处理中心通过地面磁力计与实时数据采集与处理中心之间的通讯线路与地面磁力计相连，实时数据采集与处理中心采集、保存地面磁力计的测量信息并计算、显示水力裂缝展布。2.根据权利要求1所述的基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统，其特征在于：还包括井下外加磁场发生器，所述的井下外加磁场发生器布置在压裂井的压裂井段附近。3.根据权利要求2所述的基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统，其特征在于：还包括压裂井磁力计和/或邻井磁力计，压裂井磁力计位于压裂井井筒中的压裂层段附近，邻井磁力计位于邻井中与压裂井压裂层段深度对应的深度处；实时数据采集与处理中心分别通过压裂井磁力计与实时数据采集与处理中心之间的通讯线路、邻井磁力计与实时数据采集与处理中心之间的通讯线路与压裂井磁力计、邻井磁力计相连；实时数据采集与处理中心采集、保存压裂井磁力计、邻井磁力计的测量信息并计算、显示水力裂缝展布。4.根据权利要求3所述的基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统，其特征在于：所述的地面磁力计、压裂井磁力计、邻井磁力计为超导量子干涉仪。5.根据权利要求4所述的基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测系统，其特征在于：支撑剂容器中储存压裂所用的支撑剂；压裂液容器中储存压裂所用的压裂液；磁流体容器中储存纳米磁流体；纳米磁流体是一种稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和表面活性剂三者混合而成。6.一种基于纳米磁流体的水力压裂裂缝实时监测方法，采用权利要求1-5之一所述的实时监测系统，在布置好压裂井的监测现场后开始水力压裂裂缝监测，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：布置监测现场根据压裂井周围实际环境，以压裂井为中心在地面布置一组地面磁力计，并将地面磁力计通过地面磁力计与实时数据采集与处理中心之间的通讯线路与实时数据采集与处理中心相连；2CN103244103B权利要求书2/2页步骤2：向井筒中注入不含纳米磁流体的前置液，在预定的压裂部位压开地层形成水力裂缝；步骤3：启动实时数据采集与处理中心，测量初始背景磁场；步骤4：将纳米磁流体和压裂液在流体混合容器中均匀混合，然后与支撑剂在混砂车中均匀混合形成