(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210853105.6 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 西安石油大 学 地址 710000 陕西省西安市雁塔区电子二 路18号 (72)发明人 康正明　 (74)专利代理 机构 陕西铭一知识产权代理有限 公司 61287 专利代理师 何春兰 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种测量压 裂缝几何参数的方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种测量压裂缝几何参数的 方法及系统， 其中测量压裂缝几何参数的方法包 括以下步骤： 利用三维有限元素法建立含压裂缝 地层模型， 并在含压裂缝地层模型中的井眼处， 纵向设置多分量感应测井线圈系， 构建感应电场 计算模型； 计算多分量感应测井线圈系中不同接 收方向的线圈系在测量压裂缝的几何参数时的 测量信号值； 确定对压裂缝的几何参数敏感的线 圈系； 对待测量的压裂缝的几何参数采用多分量 感应测井线圈系进行测量， 得到各个敏感的线圈 系在进行压裂缝几何参数测量时的测量信号值； 确定待测压裂缝的几何参数的大小。 本发明获得 的压裂缝几何参数的测量结果对压裂缝监测仪 器的设计和裂缝参数的计算模型均具有重要的 意义。 权利要求书3页 说明书15页 附图11页 CN 115017779 A 2022.09.06 CN 115017779 A 1.一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 利用三维有限元素法建立含压裂缝地层模型， 并在含压裂缝地层模型中的井眼处， 纵 向设置多分量感应测井线圈系， 构建感应电场计算模型； 通过感应电场计算模型， 计算多分量感应测井线圈系中不同接收方向的线 圈系在测量 压裂缝的几何参数时的测量信号值， 并确定压裂缝的几何参数与不同接收方向的线圈系所 测得的测量信号 值之间的关系； 根据压裂缝的几何参数与不同接收方向的线 圈系的测量信号值之间的关系， 确定对压 裂缝的几何参数 敏感的线圈系； 根据对压裂缝的几何参数敏感的线圈系， 对待测量的压裂缝的几何参数采用多分量感 应测井线圈系进 行测量， 得到各个敏感的线圈系在进 行压裂缝几何参数测量时的测量信号 值； 根据各个敏感的线 圈系在进行压裂缝的几何参数测量 时的测量信号值， 以及根据压裂 缝的几何参数与不同接收方向的线圈系的测量信号值之 间的关系， 确定待测压裂缝的几何 参数的大小。 2.根据权利要求1所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 所述多分量感 应测井线圈系， 包括发射线圈系 、 屏蔽线圈系 、 接收线圈系； 所述发射线圈系 、 屏蔽线圈系 、 接收线圈系均由三个相互垂直的线圈构成。 3.根据权利要求2所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 所述多分量感 应测井线圈系中不同接收方向的线圈系包括， xx线圈系、 xy线圈系、 xz线圈系、 yx线圈系、 yy 线圈系、 yz线圈系 、 zx线圈系 、 zy线圈系 、 zz线圈系； 所述计算多分量感应测井线圈系中不同接收方向的线圈系在测量压裂缝的几何参数 时的测量信号 值， 包括： 分别计算 不同接收方向的线圈系在测量压裂缝的几何参数时的感应电动势； 其中一个接收方向的所述线圈系在测量压裂缝的几何参数时的感应电动势为： V＝ ∫Edl     (1) 其中， V为线圈系在测量压裂缝的几何参数时的感应电动势； l为线圈系的周长； E为电场强度， 其满足： n×E＝0    (3) AE＝B     (5) 其中， k0为波数； εr为相对介电常数； Js为向不同接收方向的线圈系分别施加的电流强度； μ0和 μr分别为相对磁导 率和自由空间磁导 率；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115017779 A 2ω表示电流角频率； A为总刚度矩阵； B为施加条件； V为有限元求 解区域； 为旋度算子； i 为虚数单位； n为法向量。 4.根据权利要求3所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 所述压裂缝的 几何参数包括， 压裂缝的长度、 高度、 宽度； 所述确定压裂缝的几何参数与不同接收方向的线圈系所测得的测量信号值之间的关 系， 包括： 分别确定压裂缝的长度、 高度、 宽度与不同接收方向的线圈系所测得的感应电动势之 间的关系。 5.根据权利要求4所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 所述对压裂缝 的几何参数 敏感的线圈系， 包括x x线圈系、 xz线圈系 、 yy线圈系、 yz线圈系 、 zz线圈系。 6.根据权利要求5所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 所述压裂缝的 长度与不同接收方向的线圈系所测得的感应电动势之间的关系， 包括： 所述压裂缝的长度与不同接收方向的线圈系在测量时的感应电动势之间的拟合关系 分别为： 其中Ex为压裂缝的长度； E MF为线圈系的感应电动势； A、 B均为常数。 7.根据权利要求5所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 所述压裂缝的 高度与不同接收方向的线圈系所测得的感应电动势之间的关系， 包括： 当所述不同接收方向的线 圈系在测量压裂缝的高度时， 所测得的感应电动势的分布曲 线中的中间值 为压裂缝界面的位置； 所述xx线圈系、 yy线圈系、 zz线圈系在测量压裂缝的高度时， 所测得的感应电动势的分 布曲线为对称分布。 8.根据权利要求5所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 所述压裂缝的 宽度与不同接收方向的线圈系所测得的感应电动势之间的关系， 包括： 所述xz线圈系、 zz线圈系在测量压裂缝的宽度时， 当压裂缝的宽度 逐渐递增， 所测得的 感应电动势呈 幂指规律递减。 9.根据权利要求3所述的一种测量压裂缝几何参数的方法， 其特征在于： 当所述感应电 场计算模型包含井眼时， 则感应电场计算模型的整个模型区域产生的感应电动势的强度增 大。 当所述感应电场计算模型包含地层电阻率 时， 且当发射线 圈系与屏蔽线 圈系之间的源 距越大时， 则所述 不同接收方向的线圈系所测得的感应电动势的变化 量越大。 10.一种测量压裂缝几何参数的系统， 其特 征在于： 包括： 计算模型构建模块， 用于利用三维有限元素法建立含压裂缝地层模型， 并在含压裂缝 地层模型中的井眼处， 纵向设置多分量感应测井线圈系， 构建感应电场计算模型； 数据关系确立模块， 用于通过感应电场计算模型， 计算多分量感应测井线圈系中不同 接收方向的线圈系在测量压裂缝的几何参数时的测量信号值， 并确定压裂缝的几何参数与 不同接收方向的线圈系所测得的测量信号 值之间的关系； 测量条件确立模块， 用于根据压裂缝的几何参数与不同接收方向的线圈系的测量信号权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115017779 A 3