저자 소개: 장금정, 196 1 출생, 수석 엔지니어 1990 청두 지질학원 물리학과 졸업, 2002 년 길림대학교 지질조사대학원을 졸업하고 공학석사 학위를 받았습니다. 관련 저널에 학술논문 10 여 편을 발표하고 전위법정간 모니터링 기술 연구가 대강유전그룹 1 등상을 수상했다. 우물 간 모니터링 기술 연구에 다년간 종사하다. 전화: 022-25925803 (13802162056) 사서함: zjc _ 2056 @ sohu.com. 。

(1. 대강유전석유공학연구원 천진 3002802. 칭하이 유전 시추 기술 연구소 둔황 736002)

이 문서에서는 지구의 물리적 방법, 즉 전위법을 사용하여 균열 균열의 방향과 길이 등을 결정하는 테스트 기술에 대해 설명합니다. 그것은 기름 (석탄) 층의 고유 특징을 겨냥하여 대량의 실내외 실험과 이론 연구를 거쳐 얻은 과학 연구 성과이다. 전위 테스트 기술의 기본 원리, 측정 방법 및 측정기에 대한 간략한 설명을 바탕으로 길석 1 우물과 연장유광 8 1 18 우물의 현장 적용 효과를 중점적으로 분석해 전위 테스트 기술의 실현 가능성과 오일 (석탄) 을 입증했다.

키워드: 전위 측정기, 공정 균열 모니터링

석탄 솔기 파쇄 전위의 법정 방향 동적 시험 기술

장김성 1 왕애국 1 왕소검 1 딩나 2

1. 당강 유전회사, 천진 300280; 칭하이 유전 회사, 둔황, 중국 736002

다이제스트: 이 문서에서는 석탄층 균열 테스트 전위를 이용한 방향 및 길이 테스트를 위한 새로운 기술인 지구 물리 적용 방법에 대해 설명합니다. 과학 연구의 목적을 달성하기 위해 석탄층의 다양한 특징에 대해 대량의 물리적 모델과 실내 실험을 기초로 대량의 야외 실험과 이론 연구를 진행했다. 응용 평가에 따르면 이 측정 기술은 다른 측정 방법에 비해 정확도가 높고 제품 이온을 손상시키지 않는 것으로 나타났습니다. 테스트의 기본 원리, 측정 기기 및 측정 방법을 설명한 후, 지석 1 우물과 우석 5-3 우물의 테스트 자료를 중점적으로 분석한 결과, 캔 측정이 테스트 기술에 완전히 가능하고 석탄층 균열에 더 의미가 있음을 알 수 있다.

키워드: 전위 분석; 측량 기기 측정 기술 석탄층 파쇄 방향

1 의 연구 배경

석탄층 메탄의 채취 가능한 매장량에 대한 경제성 평가 후, 석탄층 메탄을 경제적으로 채굴하려면 석탄층에서 발육하고 광범위하게 분포해야 한다. (해석면은 반드시 우물에 연결되어야 한다.) 석탄층 메탄의 채취와 강압을 가속화하고, 그 흡수를 촉진하고, 우물 바닥으로 흘러들어가야 한다. 모두 알다시피 석탄층의 주요 특징은 절단 발육, 탄성 계수가 낮고, 수력 파쇄가 석탄층에서 긴 균열을 형성하고 지탱하는 것이 매우 어렵다는 것이다. 이러한 이유로 수력분열은 유정과 절단 시스템을 연결하는 작업 과정으로 여겨지지만, 유정에서 멀리 떨어진 후에도 일반 사암과 마찬가지로 지그재그 수직 균열과 최대 주 응력 방향에 평행한 수평 균열로 구성됩니다.

석탄층의 고유 특성 (비탄성에 가까움) 을 겨냥해 95 기간 지상전위법이 석탄층가스 우물 균열 방위를 결정하는 연구와 실험 작업을 벌였다. 2000 년, 지상 전위법 기술을 바탕으로' 동적 파쇄정 균열을 결정하는 모니터링 기술' 연구를 실시하여 DCT-50 동적 이미지 모니터링 시스템을 개발하는 데 성공했습니다. 전체 파쇄과정에 대한 실시간 시각적 동적 모니터링을 실현하여 이 방법을 더욱 확대하였다. 이를 바탕으로 2008 년에는 통합 정밀 기기 시스템인 DDPI-EM 이 개발되어 두 가지 관련 발명 특허를 출원했습니다. 이 시스템은 측정 정확도가 높고 간섭 방지 기능이 뛰어난 제어 가능한 신호를 제공하며 의사 랜덤 코드를 로드할 수 있습니다. 여기서 제어 신호는 의사 랜덤 코드를 로드한 후 석탄층 메탄 우물 깊숙한 곳으로 발사됩니다. 지면에서 인공 전기장을 테스트할 때 간섭 배경을 제거하고 심부 저저항 이상을 명확하게 구분할 수 있습니다. 지금까지, 석탄층 메탄 균열 위치를 결정하는 완전하고 특색 있는 역학 방법이 형성되었다.

2 테스트 원리 및 기본 공식

지층이 무한히 균일한 매체라고 가정하면 와이어와 전선관을 통해 일정한 전류로 지층에 전원을 공급하면 지층에 인공 전기장이 형성된다. 전원 전극을 제외한 모든 점 M(x, Y, Z) 에서 관찰된 전기장 전세는 다음과 같습니다.

중국 석탄층가스 기술 진보: 20 1 1 석탄층가스 학술토론회 논문집.

평면 루프 측정의 경우 깊이 h 및 링 반지름 r 측정에만 관련되며 위 공식은 다음과 같이 덮어쓸 수 있습니다.

중국 석탄층가스 기술 진보: 20 1 1 석탄층가스 학술토론회 논문집.

형식 중: ρ는 형성 겉보기 저항 (ω m) 이다. I 는 전원 전류 강도 (a); H 는 테스트 대상 레이어의 깊이 (m) 입니다. R 은 관찰점 m 에서 점 소스 dz 까지의 거리 (m) 입니다.

즉석 소스가 임의의 형태일 경우, 현장 소스에 면원 ds 를 그려 외부 전기장 기세를 계산해야 한다. (존 F. 케네디, 원전, 원전, 원전, 원전, 원전) Ds 의 전류 밀도가 J 인 경우 ds 에서 나오는 전류는 jds 이며, 관찰점 M 에서 생성된 전위 dUM 은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

중국 석탄층가스 기술 진보: 20 1 1 석탄층가스 학술토론회 논문집.

통합 외부 전계 전위:

중국 석탄층가스 기술 진보: 20 1 1 석탄층가스 학술토론회 논문집.

방정식 (3) 에서 볼 수 있듯이 관찰점 M 이 동일할 때 필드 소스의 기하학적 모양이 다르기 때문에 발생하는 전세 값이 다릅니다.

파쇄공사에서 사용되는 파쇄액이 지층의 좋은 도체인 경우, 즉 액체의 저항률과 지층 매체의 저항률이 크게 다를 때 로깅 슬리브를 사용하여 지층에 높은 안정전류 (의사 랜덤 코드 변조) 를 제공하면 지층의 필드 소스로 간주될 수 있습니다. 그것의 존재로 인해, 원시 전기장 (균열공사 전 지상 전기장) 의 분포가 변할 수 있다. 즉, 대부분의 전류가 저저항률체 지역에 집중돼 반드시 발생할 수 있다. 따라서 테스트 파쇄정 주위에 여러 세트의 측량점을 배치하고, 고정밀 전위 관측 시스템을 이용하여 파쇄공사 중 지면 전위의 변화를 실시간으로 모니터링하고, 일정한 데이터 처리를 통해 균열 확장 방향 등 관련 매개변수를 실시간으로 해석할 수 있습니다 (그림 1).

그림 1 파쇄 균열 모니터링 다이어그램

3 측정 장비 시스템

시스템 전체 개발 방안 (그림 2): 기기 전체 설계의 주요 설계 사상은 전체 시스템 사고 방식을 채택하는 것이다. 송신기와 수신기는 더 이상 독립 모듈로 간주되지 않고 상호 작동하고 서로 피드백하는 통일체로 단일 칩 C805 1F236*** 에 의해 관리됩니다. 단일 칩 마이크로 컴퓨터와 PC 간의 통신은 결국 컴퓨터의 통합 관리를 실현한다. 최종 계측 시스템의 주요 성능 지표는 다음과 같습니다.

최대 출력 전류: 20A

최대 출력 전압: 500V

안정류 정확도: 65438 0% 이내 (부하 변화의 20% 이내, 입력 변화의 20% 이내)

주파수 안정성: 0.01%;

입력 임피던스: 80MΩ ω

해상도:1μ v;

전위 측정의 정확도: 0.5% 이상;

동적 모니터링 범위는 2V 입니다.

그림 2 시스템 전체 개발 프로그램

4 현장 작업 방법 및 기술

4. 1 측량점 및 측량선 배치

측량 점 배치는 a 우물을 중심으로 하고, 반지름 내부 (n), 중간 (COM), 외부 (m) 는 다중 링 조사점을 설정하고, 측량 점 사이의 각도는 15 입니다. 측정 링의 반지름은 경위의나 적외선 거리 측정기로 측정할 수 있으며, 측정점의 위치는 두 번의 측정에 기하학적 오차가 없도록 명확하게 표시해야 합니다. 측량점 배치가 완료되면 측량망을 배치하고, 조건적인 지역에 측량 전극, 측량 다각측량, 전원 전선을 미리 매설하거나 놓는 것이 측정 정확도를 보장하는 중요한 측면이다 (그림 3).

그림 3 측정 포인트 및 측정 라인 레이아웃

4.2 우물 선택

파쇄정 A 주위에 인공 전기장을 형성하고 A 주변에서 다른 우물 B 를 선택하고, 파쇄정 A 와 닫힌 루프를 형성하며, 일반적으로 두 개의 우물 AB 사이의 거리는 A 우물 파쇄층 세그먼트의 깊이보다 커야 하지만 너무 작을 수는 없습니다. AB 사이의 표면 전류 밀도가 높은 경우 비정상적인 충전의 해상도를 높이는 데 도움이 됩니다. 일반적으로 (1) Abd > 균열 층 깊이 H (m), (2)B 우물 깊이 HB≥A 우물 균열 층 깊이 H(m).

4.3 파쇄 유체의 저항률 감소

파쇄액 저항률과 파쇄정 세그먼트 주변암 매체 저항률의 차이가 클수록 이상 표시에 도움이 됩니다. 이 목표를 달성하기 위해서. 균열공사에서는 균열액에 전도성 금속염을 첨가해야 한다. 일반적으로 균열액에 3% 의 소금을 넣어 전도율 차이의 요구를 충족시킬 수 있다.

4.4 시공 과정

주요 시공 단계는 다음과 같습니다. (1) 시공 설계에 따라 측량점을 배치합니다 (각도는 일반적으로 15, 측정 링 수는 지질 작업에 따라 다름), 측정선, 전력선 (2) 전송 및 수신 시스템의 매개변수 (예: 코드 폭 및 코드 길이) 를 선택하고 설계 요구 사항의 측정 정확도에 맞게 디버그합니다. (3) 주입 시공과 동시에, 주입 공사가 끝날 때까지 시험 작업도 시작되었다.

4.5 데이터 처리

실제 데이터 처리에서, 우리는 데이터를 처리하기 위해' 시외법' 을 선택했다. 전원 전류의 변화를 고려하여 작업 유체 주입 전후에 측정한 전위차 데이터를 정규화해야 합니다. 즉:

중국 석탄층가스 기술 진보: 20 1 1 석탄층가스 학술토론회 논문집.

여기서 US 는 표준시 순수 예외 (MV/A) 입니다. UQMN 과 UHMN 은 작업 유체 주입 전후에 측정한 전위차 데이터 (mV) 입니다. IQ 와 IH 는 작동 유체를 주입하기 전과 후의 공급 전류 (A) 입니다.

데이터 처리 후, 시각 이상 곡선과 링 차트가 제공됩니다. 뷰 예외 뷰에서 가로좌표는 측정점 방위각을 나타내고 세로좌표는 뷰 이상 값을 나타냅니다. 비정상적인 원형 차트에서 점은 기록되고 테스트 점의 방위각은 원형 외부에 표시됩니다. 진북 방향 (n) 은 0, 시계 방향 회전, 90 도는 정동 (e) 방향, 180 은 정남 (s) 방향, 270 은 정서 (w) 방향입니다.

5 현장 적용 사례

5. 1 웰 테스트

적석 1 우물은 산시 () 성 다닝-지현 () 지역 석탄층가스 프로젝트 지배부에 배치된 석탄층가스 탐사 평가정입니다. 그 지리적 위치는 산시 () 성 포현 () 피조구 () 마을에서 서쪽으로 200 미터 떨어진 곳에 있으며, 구조 위치는 오르도스 분지 동부 금계구 구김계구 구김계대 () 의 고역역 등 () 에 있다. 길석 1 우물 석탄층 균열 확장 방향을 결정하기 위해 석탄층가스 프로젝트 관리부는 대강 유전 시추원에 의뢰하여 이 우물 8# 석탄의 균열 방향을 테스트했다. 그림 4 에서 그림 6 까지 볼 수 있듯이, Us 의 시신순 이상 곡선은 360 범위 내에서 거의 두 번 변경되었으며, 최소값은 16 호 (N45°E) 와 번호에 해당하며, 균열 시공에 의해 형성된 균열은 길이가 다른 대칭 균열로 간주됩니다. 반전 계산에 따르면 16 (N45°E) 방향의 립 길이는 89m 이고 4 번 (S45°W) 방향의 립 길이는 66m 입니다 (그림 6).

그림 4 기 유전 1 우물 8# 석탄이 80 100 에 있는 시신순이상 곡선

그림 5 적석 1 우물 8 석탄 100 120m 은 순수 이상 곡선으로 간주됩니다.

5.2 우석 5-3 우물 테스트

우석 5 정조의 우물 위치는 그림 7 에 나와 있다. 우석 5-3 우물은 균열 시험에 쓰인다. 우물 그룹이 있는 블록의 이전 탐사정 시공 자료에 따르면 이 블록의 확장 압력 그라데이션은 크게 변하고 일부 우물의 확장 압력 그라데이션은 높습니다. 특히 중부의 우석 5 정은 최대 0.044MPa/m, 심지어 사전 유체 단계에서 최대 0.05MPa/m 까지 높습니다. 한편으로는 지역 석탄층의 이질성을 반영한다. 전체 평가는 초저공극, 초저침투율, 목적층 상하 메자닌 중 어느 정도의 응력 차단 작용이 있다는 것이다. 확장 압력 그라데이션의 변화는 크고, 일부 우물은 압력 그라데이션이 높고, 석탄층의 여러 균열은 발육도가 높고, 균열은 확장하기가 어렵다.

현장 테스트 데이터는 데이터 처리 후 얻은 시각 이상 곡선은 그림 8 ~ 그림 10 에 나와 있습니다. (1) 시각 이상 곡선이 360 범위 내에서 거의 두 주기 동안 변경되었습니다. 균열공사 시 대칭의 불균등 길이 균열이 형성되어 양익을 이루고 있으며, 균열 중심 방위각은 30 과 210 이며, 여기서 60 방향은 긴 균열 () 입니다. (2) 30 방향 립 길이는 79.96 m 이고 2 10 방향 립 길이는 60.97m 입니다 (그림10 참조).

그림 6 석유 축적 1 우물 8# 석탄 테스트 결과

그림 7 우석 5 우물 그룹 위치도

그림 8 우석 5-3 우물 순수 이상 곡선

6 결론

지구 물리학 방법을 응용하여 석유 (석탄) 층의 수력분열 균열의 방위를 연구하고 확정하여 생산과 과학연구에서 실질적인 의의를 가지고 있으며, 연구 성과도 잠재적 방법을 위한 새로운 영역을 개척하였다. 충전법의 기본 이론을 바탕으로 실제 상황과 결합해 주어진 수학 모형을 합리적으로 분석하고 시스템의 물리적 시뮬레이션 실험을 통해 얻어진다. 예를 들어, 현장 작업 방법과 기술 및 개발된 동적 관측 시스템에 따르면 3000m 미만의 균열을 파쇄하는 우세한 방향을 결정하는 데 성공할 수 있으며, 이에 따라 균열 길이를 예측할 수 있습니다. 이는 파쇄기술의 효과를 연구하고 합리적인 경제 개발 방안을 개발하는 데 중요한 지도의 의의가 있을 뿐만 아니라, 다른 유사한 엔지니어링 문제를 해결하는 데도 어느 정도 참고가치를 가지고 있으며, 광범위한 응용 전망을 가지고 있다.

그림 9 우석 5-3 우물 순수 이상 원형 차트

그림 10 우석 5-3 우물 균열 길이 등각선

참고

양규 편집장을 지불하다. 1983. 전기 탐사 과정. 지질출판사, 5, (1) 16~ 17.

장한석유학원 측량 연구실. 198 1. 로깅 데이터 해석. 석유공업출판사.

장금정. 200 1. 전위법 우물 간 모니터링 기술. 지진 지질학 제 23 권 (2) 292-300 면

Bartel c, McCann R P, KecK L J. 1976. SPE 6090. 10 월 4 일부터 6 일까지 루이지애나 주 뉴올리언스에서 열린 SPE 5 1 연례 가을 회의에 발표됐다.

맥켄 R P 와 케크 L J. 1976. SAND 76-0379, 샌디아 연구소, 8 월