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油田压裂裂缝方位监测系统的设计

作　者: 白雪
导　师: 张大波
学　校: 大连理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 微震信号探测方位监测压裂裂缝到达时间差
分类号: TE934.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着世界经济的飞速发展,石油作为国家经济发展的“工业血液”,已经逐渐发展成为关系到国家安全的重要战略资源。我国低渗透油藏储量约占已探明石油储量的三分之二左右,低渗透油藏已成为我国油气开采建设的主战场,开发潜力巨大。水力压裂技术是目前应用最为广泛的低渗透油藏开采技术,对于水力压裂裂缝基本延伸方位的监测与分析是油气开采工艺研究中亟待解决的重大课题之一。本文在分析和消化现有监测理论的基础上,按照合作方的要求,自主开发设计了一套低成本,低功耗,高性能的压裂裂缝方位监测系统,为油田压裂裂缝方位监测提供了一套理想的解决方案。在综合分析油田相关地质参数和压裂注采原理的基础上,本文提出一套微震信号探测与远程智能监测相结合的压裂裂缝方位监测系统解决方案。根据压电传感器拾取的震源信号特点,设计了微震信号处理电路,实现了对信号的缓冲放大、无线传输、整流滤波和背景噪声消除等功能；基于AT89S52单片机硬件开发平台,设计了事件鉴别处理电路,实现了时差数据的采集、存储及与上位机软件的数据传递；依据TDOA (Time Difference of Arrival,到达时间差)定位理论,在Visual Basic6.0软件开发平台上设计了监测系统的上位机软件系统,实现了压裂裂缝延伸方位的精确定位和实时显示。本文设计的压裂裂缝方位监测系统,经过实验室软件测试以及施工现场实际调试和运行试验,产品完全符合合作方的要求。现场试验结果表明,在压裂井周围1000米范围内设置监测井,系统可以实现精确定位,并能持续可靠工作6小时以上,是油田压裂裂缝方位监测的理想解决方案。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 研究的目的及意义  8-9
  1.2 国内外研究与发展现状  9-12
  1.3 研究成果及论文内容安排  12-14
2 监测系统总体设计方案  14-23
  2.1 监测系统的力学依据  14-15
  2.2 系统总体设计思想  15-18
  2.3 微震信号探测器设计方案  18-19
  2.4 检测仪设计方案  19-21
  2.5 压裂裂缝方位测试系统的设计  21-22
  2.6 系统实现的基本功能  22-23
3 微震信号探测器的总体设计  23-28
  3.1 传感器的选择  23-24
  3.2 前置放大电路的设计  24-26
  3.3 调频发射模块的设计  26-27
  3.4 基于Pspice的前置放大电路仿真  27-28
4 压裂裂缝方位检测仪的总体设计  28-46
  4.1 无线接收模块的设计  28-33
    4.1.1 缓冲放大电路的设计  28-29
    4.1.2 滤波电路的设计  29-31
    4.1.3 求和放大电路的设计  31
    4.1.4 模数接口电路的设计  31-32
    4.1.5 基于Pspice的无线接收模块电路仿真  32-33
  4.2 低频信号处理模块的设计  33-41
    4.2.1 处理器单元及存储器电路的设计  34
    4.2.2 定时/计数电路的设计  34-35
    4.2.3 CPLD电路的设计  35-36
    4.2.4 串行通信接口电路的设计  36-37
    4.2.5 其它辅助功能电路的设计  37-41
  4.3 压裂裂缝方位检测仪的软件设计  41-46
    4.3.1 Keil uvision4.0集成开发环境介绍  41-42
    4.3.2 主程序模块的设计  42-43
    4.3.3 中断程序模块的设计  43-46
5 压裂裂缝方位监测系统上位机软件的设计  46-54
  5.1 定位技术理论依据  46-49
  5.2 上位机软件系统的设计与开发  49-54
    5.2.1 系统设置功能的设计  50-51
    5.2.2 实时监测功能的设计  51
    5.2.3 事件处理功能的设计  51-52
    5.2.4 系统测试与调试  52-54
结论  54-55
参考文献  55-57
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  57-58
致谢  58-60

油田压裂裂缝方位监测系统的设计

内容摘要

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