Способ определения пространственной ориентации трещины гидроразрыва

(51)5 Е 21 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН линии поляризации возбуждаемой волны,размещают приемники для измеренияамплитуды волнового поля, Измерениеповторяют и раз, изменяя при каждомизмерении поляризацию на угол р домомента пК180 , Проводят гидроразрыв и воспроизводят все операцииОпределяют разность амплитуд воинового поля, измеренных при одинаковойполяризации волны, возбуждаемой до ипосле проведения гидроразрыва. Находят максимальный и минимальный уровниразности, которые соответствуют поля-:ризации волны в направлениях, соответственно перпендикулярных и параллельных плоскости трещины. Способ позволяет определить положение вертикаль- Жной трещины гидроразрыва на большихглубинах, а также направление действия главных напряжений в массиве горных пород. 3 ил., 1 табл,касается проведени азрыва пласта при - повышение точ/ ости определения ориентации трещин поверхности вдоль авлического р едобыче. Цель ти и достоверн транственной оразрыва. На нефноспрогидр На фиг.1 нррений; на фиг.выбор которой сщины гидроразрна разности ампнаправлениях пволны. ойств масо-.ть приледов сцен ива г эведе едобый практрещи роразменеи вающе(фиг. емлина 1) изоб;устье 2,трещины гидроприемники 4,ризации возбуж-венно перпеньное плоскости На схеме измеренииражены поверхность 1скважины, плоскость 3разрыва с нормалью и;направления 5 и 6 полядаемой волны соответсдикулярное и параллел тике ны, рыв елью изобретения очности и досто ространственной идроразрыва . вляется повьцпености определеиентации трещие и ы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С 8(71) Центральная геофизическая эксп3диция Миннефтепрома и Институт Мини терства нефтяной промышленности ССС проблем механики АН СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ТРЕОЯНИ ГИДРОРАЗР ВА(57) Изобретение ретение относится к пров влического разрыва ппастанию гидродинамических св е напряженного состояния рных пород, в котором пр гидрораэрыв, и может бы в нефтепромысловой, угл и инженерно-геологическ я определения ориентации ученной в результате гид едставлена схема изме - система координат, вязан с плоскостью трезва; на фиг.3 - величилитуд при различныхоляризацни падающейкдеЕ - полные эллиптические интегСк 1ралы 1 и 11 рода,П р и м е р. В случае трещины гидроразрыва длиной 400 м и высотой 60 мна глубине 2500 м при возбуждениигармонической волны с частотой 24 Гцв среде с коэффициентом Пуассона- 1/3 и скоростью распространенияпоперечной волны 2500 м/с при шагеизменения направления поляризациивозбуждаемой волны= 15 приемниками, расположенными на поверхности вплоскости луча, определены следующиеразности амплитуд, представленные втаблице.Картина измерений, полученная вслучае, когда начальное направление+поляризации составляет с плоскостьютрещины угол 30 , представлена наОфиг. 3, По оси ординат отложена величинаП 5а по оси абсцисс - порядковый ноПомер замера (каждый последующий замер,. соответствует изменению направленияполяризации на 15 ).Ло результатам измерений видно,что азимут трещины гидрораэрывасовпадает с направлением поляризации падающей волны в замере 11 и перпендикулярен направлению поляризациив замере 5.Применение способа позволяет сущЕственнр повысить точность и достоИ Р ) = ---- (О(Н) 1,Р зы 29 х 40В и (1-1) Ф зЬ ф 3 ф4 Фе(Ог -Юг)х соз( ----- - эмап (1, (1)(5) трешны, дополнительныйприемник 7, размещаемый в скважине.Способ осуществляют следующим образом.На поверхности 1 земли,.вблизи5 устья 2 скважины до и после проведе" ния гдроразрыва осуществляются адекватные измерения, включающие возбуждение поперечной волны и измерение 10 волнового поля приемниками 4, ориентированными вдоль линии поляризации возбуждаемой волны. Производится оценка разности амплитуд замеренньх при данном направлении поляризации возбуждаемой волны до и после проведения гидрораэрыва, Эта разность представляет собой поле рассеянной на . трещине волны. Цикл операций повторяется при различных направлениях поляризации возбуждаемой волны. Величина регистрируемой разности амплитуд изменяется от максимального значения, соответствующего случаю возбуждения волны 5, до нуля при возбуждении вол ны 6, Дополнительно измерения могут проводиться приемником 7, помещенным в скважину вблизи зоны проведения гидроразрыва.Величина разности амплитуд, замеренных при одинаковой поляризации возбуждаемой волны до и после гидроразрыва, соответствует амплитуде рассеянной на трещине волны, определяемой в случае возбуждения гармонинческои поперечной волны и вертикаль- ной трещины по следующим формулам (система по фиг. 2,где- плоскость трещины): Н (г г.) = -- - -- (Н ) 1,Р соз 29 х- П(1- ) Я е ф Ъ М е (Яг - Цг) х соэ С - - --- зп(17 (2) г П (г е) = ----- (ЗН) ЬР соз 8 х 5 - Бо(1 -) - а Ч , з е (9 г -Яг,) к зхп ------ з.п (3) где Р К( - угол между направлением поляризации и плоскостьютрещины;з"ф 6(Б ,г,г;) - компоненты вектора амплиту ды смещения в поле рассеянной волны в сферической сис:еме координат с ортами г,6,в точке с радиусом-вектором г, длиной г, широтойи долготой 9 и (, в моментвремени й;- коэффициент Пуассона среды;" амплитудная часть возбуждае"мой волны; волновые числа для продольной и поперечной волн;половина высоты и полудлинатрещины гидроразрьва;круговая частота возбуждаемой волны;отношение высоты и длинытрещины гидроразрыва;,01 2,46 2,75. 2,83 2, 75 246 2,01 1,42 О74 0,74 1,42 1,4 е е 1 и е Ц ЦЕ .100 ЦОСОЯИ оО, что соответст гце 1 - коэ 44 ициент, 5 16 верность определения ориентации вертикальной трещины гидроразрыва на больших глубинах, а также определить направление действий главных напряже= ний в массиве горных пород и преимущественнонаправление роста искусственных трещин в массиве,Формула и з обрат енияСпособ определения пространственной ориентации треповы гидроразрыва, включающий возбуждение вблизи устья скважины поперечной сейсмической волны, после проведения гидроразрыва измерение расположенными на поверхности земли приемниками амплитуд волнового поня, по которым определяют пространственную ориентацию 295216трещины гидроразрыва, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности определения, дополнительно возбуждаютпоперечную волну до проведения гидроразрыва, ориентируют приемникивдоль линии поляризации возбуждаемойволны и измеряют амплитуду волнового поля, изменяют направление полярн"зации на угоп ОС, повторяют возбуждение волны и измерение амплитуды.волнового поля и раз до моментапКЬ 180, а пространственную ориентацию трещины гидроразрыва определяютпо величине разности амплитуд, измеренных при одинаковом направленииполяризации волны, возбужденной дои после гидроразрыва. с (из выражений (1 Э - СЗ) при 9 щ вует предлагаемой схеме измеренийФ 5 6 77 73 тор И,о рба Корректор С.Век Т ния я Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 420ВНИИПИ ГосУд венного 113035,1629521х Составитель Н. Рыб Текред Л.Сердюков раж 366омнтета по и осква, Ж,обретРаушс Подписноеи открытиям при ГКНТ СССбаю д, 4/5