基于分布式光纤传感的水平井微地震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)发明专利申请(10)申请公布号CN112780256A(43)申请公布日2021.05.11(21)申请号202110233497.1E21B47/12(2012.01)(22)申请日2021.03.03E21B43/26(2006.01)E21B43/119(2006.01)(71)申请人中油奥博（成都）科技有限公司地址611730四川省成都市高新区天映路11号(72)发明人余刚梁兴王熙明安树杰冉曾令夏淑君徐刚容娇君(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241代理人李鹏(51)Int.Cl.E21B47/00(2012.01)E21B47/017(2012.01)E21B47/06(2012.01)E21B47/07(2012.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称基于分布式光纤传感的水平井微地震监测系统及监测方法(57)摘要本发明提出了基于分布式光纤传感的水平井微地震监测系统及监测方法，把铠装光缆捆绑在垂直井、斜井或水平井的金属套管外侧并用固井水泥永久性固定起来，结合水平井轨迹在地面投影线位置地表浅部水平埋设的单模光纤，构建一个实时进行水力压裂微地震监测以及对油气生产井的产液剖面进行长期动态监测的井下传感单元。把井口地面的DAS/DTS复合调制解调仪器与井下套管外铠装光缆和地表浅部水平埋设的单模光纤相连接，组成了一个基于分布式光纤传感的水平井水力压裂微地震监测系统，为水力压裂进行的储层改造实现实时监测、改造效果精准评价、实时调整优化压裂施工参数、完善开发方案、科学管理和提高采收率提供不可缺少的手段、系统和方法。CN112780256ACN112780256A权利要求书1/2页1.基于分布式光纤传感的水平井微地震监测系统，其特征在于，包括金属套管(1)，金属套管(1)外侧固定有铠装光缆(2)，铠装光缆(2)内有特种光纤，或者设有耐高温高灵敏度的套管外单模光纤(10)和耐高温高灵敏度的套管外多模光纤(11)，沿水平井轨迹在地面的投影线浅部水平埋设有高灵敏度的地面水平单模光纤(9)，还包括放置于井口附近的DAS/DTS复合调制解调仪器(5)；所述DAS/DTS复合调制解调仪器(5)的两个DAS信号端口与套管外单模光纤(10)和地面水平单模光纤(9)相连接，所述DAS/DTS复合调制解调仪器(5)的两个DTS信号端口与套管外多模光纤(11)相连接。2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的水平井微地震监测系统，其特征在于，所述的套管外单模光纤(10)和套管外多模光纤(11)外有至少一层连续金属细管对其进行封装。3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的水平井微地震监测系统，其特征在于，所述的套管外单模光纤(10)的尾端和地面水平单模光纤(9)的尾端分别安装有消光器(3)，所述的套管外多模光纤(11)的尾端在井底呈U字形熔接在一起，用于连接到DAS/DTS复合调制解调仪器(5)的两个DTS信号的双端信号输入端口。4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的水平井微地震监测系统，其特征在于，还包括环形金属卡子(4)，所述的环形金属卡子(4)安装固定在金属套管(1)靴处，保护并固定铠装光缆(2)。5.根据权利要求1到4任一项所述的基于分布式光纤传感的水平井微地震监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)、把金属套管(1)和铠装光缆(2)同步缓慢的下入完钻的井孔里；(b)、在井口把所述的环形金属卡子(4)安装在两根金属套管(1)的连接处，固定并保护铠装光缆(2)在下套管过程中不会移动和/或被损坏；(c)、用高压泵车从井底泵入水泥浆，使水泥浆从井底沿金属套管(1)外壁和钻孔之间的环空区返回到井口，水泥浆固结后，把金属套管(1)、铠装光缆(2)和地层岩石永久性的固定在一起；(d)、在井口处把铠装光缆(2)内的套管外单模光纤(10)、套管外多模光纤(11)分别连接到DAS/DTS复合调制解调仪器(5)的DAS和DTS信号输入端；把埋设在地下浅部的地面水平单模光纤(9)连接到DAS/DTS复合调制解调仪器(5)的DAS信号输入端；(e)、利用井下射孔枪内置的声源发射器在金属套管(2)内连续发射声源信号，根据铠装光缆(2)和地面的DAS/DTS复合调制解调仪器(5)检测到的井下声源发射器发出的声源信号，对全井段的金属套管(1)外安置的铠装光缆(2)进行定向和定位；(f)根据测量到的全井段的金属套管(1)外安置的铠装光缆(2)的位置和方位，调整射孔枪内射孔弹的方位和射孔位置(8)，通过定向射孔作业避免在射孔时将金属套管(1)外安置的铠装光缆(2)射断；(g)收集水平井周围区域的三维地面地震数据并进行必要的预处理，然后使用全波形反演技术求取三维地震纵波和横