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微地震压裂评价

天元微地震监测系统是天元公司自主开发的具有自主知识产权的微地震监测系统,监测系统由几十个至上百个高性能三分量监测站点组成监测阵列,采集站点具有ZigBee和WiFi双无线网络通讯功能,现场监控车辆通过无线网络实现现场监控和实时数据传输和处理。

天元微地震监测系统可以广泛应用于油气井压裂裂缝微地震监测、油藏长期动态监测、矿山微地震监测、山体滑坡地质灾害监测等微地震监测应用场合。

天元微地震监测系统的组成和特点:

一、硬件系统

1. 监测站点采集器设备

一个微地震监测系统由多个监测站点组成,每个监测站点有一个三分量采集器和一个三分量检波器。采集器性能指标如下:

三通道32位同步采集,采样时间0.25,0.5,1,2,4ms可选,1-64倍可选放大;

具有GPS???,采集器自动进行GPS定位和时间同步,时间精度10ns,位置精度1米;

内置U盘存储数据文件,保证数据不丢失;

具有ZigBee自组网功能,两点直视通讯距离2400米,用于设备远程监控;

具有WiFi???,各采集器组成WiFi Mesh网络,可以中继和互联;

通过WiFi网络上传数据到现场服务器,能边采集边上传,实现实时处理;

外接7-9V电池供电,功耗4.8W,配套电池箱供电可连续采集至少24小时,电池可更换;

监测站点个数多达200个;

为微地震监测专门设计定制的高灵敏度三分量检波器,性能指标如下:

主频4.5Hz,更利于接收地面微地震的低频信号,畸变小于0.1%;

灵敏度高达1000V/m/s;

采用全不锈钢外壳设计,密封性好,可埋深100米;

  • 二三维地理信息系统建设、管道探测测绘、管道腐蚀检测、影像数据处理、油田技术服务、山东天元信息技术股份有限公司图1 单个采集器和检波器
  • 二三维地理信息系统建设、管道探测测绘、管道腐蚀检测、影像数据处理、油田技术服务、山东天元信息技术股份有限公司图2 公司的微地震监测设备

2. 监测阵列组网

一个微地震监测系统由几十个至上百个监测站点组成一个监测阵列,每个采集器具有ZigBee和WiFi两种无线通讯???,可以组成无线监控网络。现场有一个监控车辆,监控电脑通过无线网络监控各站点工作状态,实时获取采集的数据。

微地震监测阵列组网的功能和特点是:

站点采集器具有ZigBee通讯???,无需任何配置自组建无线传感器网络,站点之间自动互联中继通讯,两点之间直视通讯距离可达2400米;

每个采集器具有WiFi通讯???,可以与WiFi-Mesh路由器组成现场的WiFi-Mesh网络;

现场监控车辆上的监控电脑通过ZigBee网络监测和控制站点的状态,例如控制采集开始/停止采集、打开/关闭WiFi功能、开始/停止上传文件等;

各站点在将数据保存到本机的优盘上的同时,可以通过WiFi网络向监控服务器实时上传采集的数据文件;

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图3 天元微地震监测阵列无线组网示意图

现场监控车采用依维柯A39改装,内部空间大,可放置50套设备。车内自带发电机、UPS稳压器,为施工时提供恒定不间断的电源。车内包含一台气动升降杆,用于绑定无线通讯天线,最高可升至9米。

  • 二三维地理信息系统建设、管道探测测绘、管道腐蚀检测、影像数据处理、油田技术服务、山东天元信息技术股份有限公司图4 现场监控车辆内景
  • 二三维地理信息系统建设、管道探测测绘、管道腐蚀检测、影像数据处理、油田技术服务、山东天元信息技术股份有限公司图5 现场监控车辆外观

二、软件系统

与微地震监测硬件系统配套的软件系统主要分为三个软件,与硬件系统组成一个完整的微地震采集----处理----解释系统。

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图6 微地震监测软硬件系统组成图

1. 现场监控软件

现场监控软件主要负责在现场通过ZigBee和WiFi无线通讯网络对各监测站点的工作状态进行监控和实时接收采集的数据

2. 数据预处理软件

数据预处理软件负责对接收到的各采集器的数据文件进行预处理,主要是文件分割和格式转换,多站点文件时间同步合并。

3. 数据处理软件

数据处理软件对预处理后的多道同步文件进行处理,主要功能包括:

信号分析与滤波;

微地震信号自动检测;

地层分层地震波速度模型建立;

正演走时计算件;

根据射孔信号进行速度模型反演;

基于SET的震源计算;

微地震定位结果与井轨迹结合的三维和思维显示;

微地震监测结果的裂缝参数计算,包括裂缝长度、高度、方位、SRV等;

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