中国矿业大学;中国科学院武汉岩土力学研究所王笑然获国家专利权
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龙图腾网获悉中国矿业大学;中国科学院武汉岩土力学研究所申请的专利岩层压裂监测-评价-调控一体化协同改造方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120520550B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511031640.3,技术领域涉及:E21B43/26;该发明授权岩层压裂监测-评价-调控一体化协同改造方法及系统是由王笑然;邵嘉鑫;刘晓斐;常鑫;王恩元;张奇明;朱世豪;刘舒欣设计研发完成,并于2025-07-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本岩层压裂监测-评价-调控一体化协同改造方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种岩层压裂监测‑评价‑调控一体化协同改造方法及系统,该方法包括如下步骤:通过微震监测系统实时采集压裂过程中的微震信号,基于震源机制反演获取裂隙矩张量、几何参数及局部应力场特征,构建离散裂缝网络并计算岩层改造有效体积SRV以建立压裂效果评价模型,通过应力场反演优化压裂参数,建立压裂效果调控模型,获得压裂效果评价等级与可控注入参数之间的关系,构建监测‑评价‑调控一体化协同改造系统,不断给出最优解,直到达到目标或实现压裂反应效果的最优化。本发明实现压裂过程中实时诊断、效果量化评估与参数动态调整不同环节的有机融合和技术间的协同反馈,有效提升了岩层压裂改造精准度与效率。
本发明授权岩层压裂监测-评价-调控一体化协同改造方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种岩层压裂监测-评价-调控一体化协同改造方法,其特征在于,包括如下步骤: S10:探查岩层地质信息,分析确定压裂目标岩层,在岩层中布置微震监测系统,向岩层中注入压裂液并由微震监测系统实时微震监测并采集压裂过程的微震信号数据; S20:基于微震信号数据进行震源机制反演,获得岩层的裂隙破裂矩张量、几何参数及裂隙破裂模式,基于上述裂隙参数反演局部应力场的主应力方向与应力形因子; S30:基于震源机制解参数,结合裂隙的几何特征,构建离散裂缝网络并划分三维立方体网格,计算岩层改造有效体积SRV,建立裂隙岩层改造效果的评价模型,量化评价岩层压裂改造效果; S40:基于应力场反演对压裂参数进行优化,调整压裂方向使裂纹沿主应力方向扩展,建立压裂效果调控模型,获得压裂改造效果与可控注入参数之间的关系,并获取压裂效果影响最大的参数变量进行选择性调控;其中,基于应力场反演对压裂参数进行优化,包括以下步骤: S411:根据岩层的应力参数、微震数据,构建压裂一体化数值模拟模型,通过应力场反演结果对所述压裂一体化数值模拟模型进行参数校正; S412:输入待测压裂参数组合,根据修正后的所述压裂一体化数值模拟模型,生成对应的岩层改造有效体积SRV; S413:以岩层改造有效体积SRV和破裂失稳系数I为目标建立双目标优化数学模型,获得所述双目标优化数学模型的最优参数,其中,双目标优化数学模型的最优压裂施工参数的表达式为: , 式中,u是某一组优化变量;U表示优化变量能供选择的空间;w 1 和w 2 均为权重系数; S414:将获得的所述岩层改造有效体积SRV,输入具有最优参数的双目标优化数学模型,输出最佳的压裂参数; S50:通过过程监测获得压裂效果评价的同时给出增强调控的方案,构建监测-评价-调控一体化协同改造系统,直到达到目标或压裂效果的最优化,实现监测、评价、调控不同环节的有机融合和技术间的协同反馈。
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