中國礦業大學;中國科學院武漢巖土力學研究所王笑然獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國礦業大學;中國科學院武漢巖土力學研究所申請的專利巖層壓裂監測-評價-調控一體化協同改造方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120520550B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202511031640.3,技術領域涉及:E21B43/26;該發明授權巖層壓裂監測-評價-調控一體化協同改造方法及系統是由王笑然;邵嘉鑫;劉曉斐;常鑫;王恩元;張奇明;朱世豪;劉舒欣設計研發完成,并于2025-07-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本巖層壓裂監測-評價-調控一體化協同改造方法及系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種巖層壓裂監測?評價?調控一體化協同改造方法及系統,該方法包括如下步驟:通過微震監測系統實時采集壓裂過程中的微震信號,基于震源機制反演獲取裂隙矩張量、幾何參數及局部應力場特征,構建離散裂縫網絡并計算巖層改造有效體積SRV以建立壓裂效果評價模型,通過應力場反演優化壓裂參數,建立壓裂效果調控模型,獲得壓裂效果評價等級與可控注入參數之間的關系,構建監測?評價?調控一體化協同改造系統,不斷給出最優解,直到達到目標或實現壓裂反應效果的最優化。本發明實現壓裂過程中實時診斷、效果量化評估與參數動態調整不同環節的有機融合和技術間的協同反饋,有效提升了巖層壓裂改造精準度與效率。
本發明授權巖層壓裂監測-評價-調控一體化協同改造方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種巖層壓裂監測-評價-調控一體化協同改造方法,其特征在于,包括如下步驟: S10:探查巖層地質信息,分析確定壓裂目標巖層,在巖層中布置微震監測系統,向巖層中注入壓裂液并由微震監測系統實時微震監測并采集壓裂過程的微震信號數據; S20:基于微震信號數據進行震源機制反演,獲得巖層的裂隙破裂矩張量、幾何參數及裂隙破裂模式,基于上述裂隙參數反演局部應力場的主應力方向與應力形因子; S30:基于震源機制解參數,結合裂隙的幾何特征,構建離散裂縫網絡并劃分三維立方體網格,計算巖層改造有效體積SRV,建立裂隙巖層改造效果的評價模型,量化評價巖層壓裂改造效果; S40:基于應力場反演對壓裂參數進行優化,調整壓裂方向使裂紋沿主應力方向擴展,建立壓裂效果調控模型,獲得壓裂改造效果與可控注入參數之間的關系,并獲取壓裂效果影響最大的參數變量進行選擇性調控;其中,基于應力場反演對壓裂參數進行優化,包括以下步驟: S411:根據巖層的應力參數、微震數據,構建壓裂一體化數值模擬模型,通過應力場反演結果對所述壓裂一體化數值模擬模型進行參數校正; S412:輸入待測壓裂參數組合,根據修正后的所述壓裂一體化數值模擬模型,生成對應的巖層改造有效體積SRV; S413:以巖層改造有效體積SRV和破裂失穩系數I為目標建立雙目標優化數學模型,獲得所述雙目標優化數學模型的最優參數,其中,雙目標優化數學模型的最優壓裂施工參數的表達式為: , 式中,u是某一組優化變量;U表示優化變量能供選擇的空間;w 1 和w 2 均為權重系數; S414:將獲得的所述巖層改造有效體積SRV,輸入具有最優參數的雙目標優化數學模型,輸出最佳的壓裂參數; S50:通過過程監測獲得壓裂效果評價的同時給出增強調控的方案,構建監測-評價-調控一體化協同改造系統,直到達到目標或壓裂效果的最優化,實現監測、評價、調控不同環節的有機融合和技術間的協同反饋。
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