專利名稱：基于磁性介質(zhì)的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及一種監(jiān)測(cè)礫石充填的系統(tǒng)和方法，特別是一種基于磁性介質(zhì)的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
油氣井在開(kāi)采過(guò)程中，由于地質(zhì)、工程、生產(chǎn)等因素的影響，出砂是不可避免的，大量或者連續(xù)出砂嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞油管、損害井下和地面設(shè)備、縮短油井壽命、降低油氣井產(chǎn)能等，對(duì)油氣田高效開(kāi)發(fā)帶來(lái)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。為了保障油氣井生產(chǎn)的正常進(jìn)行，提高產(chǎn)量，防砂、治砂成為油氣井生產(chǎn)過(guò)程中的普遍需求。目前的防砂方法主要有機(jī)械防砂、化學(xué)防砂等方法，其中礫石充填防砂被認(rèn)為是目前防砂效果最好的方法之一。出砂井采用礫石充填方法進(jìn) 行防砂，地層性質(zhì)、充填工藝、礫石性質(zhì)等因素影響著其防砂效果。目前，人們從礫石充填方法、礫石充填裝置、礫石充填工藝參數(shù)設(shè)計(jì)等方面開(kāi)展了大量研究。礫石充填過(guò)程中，監(jiān)測(cè)礫石在充填層段的運(yùn)移情況可以為工程師提供實(shí)時(shí)的施工指導(dǎo)；防砂井投產(chǎn)后，檢測(cè)礫石在充填層段的分布狀態(tài)可以評(píng)估礫石充填效果、預(yù)測(cè)潛在生產(chǎn)問(wèn)題，為采取進(jìn)一步措施提供決策依據(jù)。因此，有效地監(jiān)測(cè)礫石充填過(guò)程和確定礫石分布是確保礫石充填井高效生產(chǎn)的一種重要手段，但目前有關(guān)礫石充填井中監(jiān)測(cè)礫石運(yùn)移和分布的研究很少。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于磁性介質(zhì)的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，不但有效地解決了礫石充填過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礫石運(yùn)移過(guò)程的問(wèn)題，而且還提供了一種防砂井投產(chǎn)后監(jiān)測(cè)礫石分布狀態(tài)的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案:
一種礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:磁性顆粒容器、礫石容器、礫石混合器、攜砂液容器、混砂車、高壓泵組、數(shù)據(jù)采集與處理中心、地面磁力計(jì)、磁性顆粒輸送管線、礫石輸送管線、均勻混合碌石輸送管線、攜砂液輸送管線、第一混砂液輸送管線、第二混砂液輸送管線、地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路。其特征在于:磁性顆粒容器中儲(chǔ)存磁性顆粒，礫石容器中儲(chǔ)存礫石充填所用的礫石，所述的磁性顆粒容器通過(guò)磁性顆粒輸送管線與礫石混合器相連，礫石容器通過(guò)礫石輸送管線與礫石混合器相連；磁性顆粒、礫石按預(yù)定體積比例進(jìn)入礫石混合器中進(jìn)行均勻混合形成混合礫石；所述的礫石混合器通過(guò)混合礫石輸送管線與混砂車相連，攜砂液容器通過(guò)攜砂液輸送管線與混砂車相連；經(jīng)礫石混合器進(jìn)行均勻混合后的混合礫石通過(guò)混合礫石輸送管線進(jìn)入混砂車；攜砂液容器中儲(chǔ)存攜砂液，攜砂液通過(guò)攜砂液輸送管線進(jìn)入混砂車；礫石和攜砂液在混砂車內(nèi)均勻混合形成混砂液；混砂車通過(guò)第一混砂液輸送管線與高壓泵組相連，高壓泵組通過(guò)第二混砂液輸送管線與防砂井的井筒相連；所述的經(jīng)混砂車均勻混合后的混砂液通過(guò)第一混砂液輸送管線進(jìn)入高壓泵組增壓，增壓后的高壓混砂液經(jīng)第二混砂液輸送管線進(jìn)入防砂井的井筒，最后通過(guò)井下充填工具進(jìn)入防砂層段，在篩管或割縫襯管與防砂地層之間形成礫石充填段；地面磁力計(jì)位于以防砂井為中心的地面上，從地面監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化；數(shù)據(jù)采集與處理中心位于防砂井井場(chǎng)地面上，數(shù)據(jù)采集與處理中心通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路相連，數(shù)據(jù)采集與處理中心采集、保存地面磁力計(jì)的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。優(yōu)選地，還在防砂井的防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連，從防砂井本井監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化，數(shù)據(jù)采集與處理中心采集、保存防砂井磁力計(jì)的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。優(yōu)選地，還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連，從鄰井中監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化，數(shù)據(jù)采集與處理中心采集、保存鄰井磁力計(jì)的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。優(yōu)選地，地面磁力計(jì)由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組，地面磁力計(jì)按照直線、垂線、米字型或之字形方式布置；防砂井磁力計(jì)由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組，鄰井磁力計(jì)位于鄰井中與防砂井礫石充填層段深度對(duì)應(yīng)的深度處，由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組。優(yōu)選地，所述的地面磁力計(jì)、防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)為超導(dǎo)量子干涉儀。優(yōu)選地，磁性顆粒容器帶有磁屏蔽裝置；磁性顆粒的大小、強(qiáng)度、密度與礫石充填所用礫石的大小、強(qiáng)度、密度接近。優(yōu)選地，所述磁性顆粒占混合礫石的體積比例在10%到100%之間。一種礫石充填過(guò)程監(jiān)測(cè)方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方式，在布置好防砂井的監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)后開(kāi)始礫石充填全過(guò)程監(jiān)測(cè)，具體步驟如下:
步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)
在防砂設(shè)備和防砂材料進(jìn)入防砂井現(xiàn)場(chǎng)之前，根據(jù)防砂井周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井為中心在地面布置一組 地面磁力計(jì)，并將地面磁力計(jì)通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；
優(yōu)選地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連。或者，還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；
最優(yōu)地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)、在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；
步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心，測(cè)量初始背景磁場(chǎng)；
步驟3:防砂設(shè)備和防砂材料現(xiàn)場(chǎng)就位；
步驟4:測(cè)量防砂設(shè)備和防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)；
步驟5:將磁性顆粒和礫石在礫石混合器中均勻混合，然后與攜砂液在混砂車中均勻混合形成混砂液，并注入防砂井井筒中；步驟6:在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入礫石充填段之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段前的背景磁場(chǎng)；
步驟7:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷進(jìn)入礫石充填段中，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟8:根據(jù)步驟7測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟6所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)；
步驟9:防砂井井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入礫石充填段時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟10:根據(jù)步驟9所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)。步驟11:完成礫石充填，測(cè)量礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，結(jié)合步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成礫石充填后的礫石充填狀態(tài)。一種防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)礫石充填狀態(tài)的工作方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下步驟:
步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)
防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)礫石充填狀態(tài)作業(yè)，根據(jù)防砂井周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井為中心在地面布置一組地面磁力計(jì)，并將地面磁力計(jì)通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與處理中心相連；
優(yōu)選地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連?；蛘?，還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；
最優(yōu)地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)、在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；
磁力計(jì)的布置數(shù)量、布置方式和布置位置與礫石充填過(guò)程中磁力計(jì)的布置數(shù)量、布置方式和布置位置保持一致；
步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心，測(cè)量防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后的背景磁場(chǎng)；
步驟3:根據(jù)步驟2所測(cè)量的防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后的背景磁場(chǎng)和該井實(shí)施最近一次礫石充填作業(yè)時(shí)如權(quán)利要求1中步驟2所測(cè)量的初始背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后礫石的分布狀態(tài)。
一種多層礫石充填實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法的工作方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下步驟:
步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)
在防砂設(shè)備和防砂材料進(jìn)入防砂井現(xiàn)場(chǎng)之前，根據(jù)防砂井周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井為中心在地面布置一組地面磁力計(jì)，并將地面磁力計(jì)通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與處理中心相連；
優(yōu)選地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；或者，還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；
最優(yōu)地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)、在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；
步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心，測(cè)量初始背景磁場(chǎng)；
步驟3:防砂設(shè)備和防砂材料現(xiàn)場(chǎng)就位；
步驟4:測(cè)量防砂設(shè)備和防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)；
步驟5:將磁性顆粒和礫石在礫石混合器中均勻混合，然后與攜砂液在混砂車5中均勻混合形成混砂液并注入防砂井井筒中；
步驟6:在攜帶磁性顆 粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入第一層礫石充填段之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)；
步驟7:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷進(jìn)入第一層礫石充填段中，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟8:根據(jù)步驟7所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟6所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示第一層礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)；
步驟9:防砂井井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入第一層礫石充填段時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟10:根據(jù)步驟9所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)；
步驟11:完成第一層礫石充填，測(cè)量第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；結(jié)合步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成第一層礫石充填后第一層礫石的充填狀態(tài)；
步驟12:定位第二層礫石充填段；向井筒注入磁性顆粒、礫石和攜砂液均勻混合的混砂液；在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入第二層礫石充填段之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)；
步驟13:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷進(jìn)入第二層礫石充填段，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟14:根據(jù)步驟13所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟12所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示第二層礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)；
步驟15:防砂井井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入第二層礫石充填段時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟16:根據(jù)步驟15所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟11所測(cè)量的第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)；
步驟17:完成第二層礫石充填，測(cè)量第二層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；結(jié)合步驟11所測(cè)量的第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成第二層礫石充填后第二層礫石的充填狀態(tài)。步驟18:重復(fù)上述步驟12 步驟17，進(jìn)行下一層礫石充填監(jiān)測(cè)工作。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā) 明的優(yōu)勢(shì)在于:
1、本發(fā)明能從地面、本井和/或鄰井跟蹤礫石充填過(guò)程中礫石在防砂井段的運(yùn)移及分布狀態(tài)。2、本發(fā)明可在防砂井投產(chǎn)后實(shí)現(xiàn)礫石充填狀態(tài)重復(fù)檢測(cè)。


圖1為礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、磁性顆粒容器；2、礫石容器；3、礫石混合器；4、攜砂液容器；5、混砂車；6、高壓泵組；7、數(shù)據(jù)采集與處理中心；8、防砂井；9、鄰井；10、地面磁力計(jì)；11、防砂井磁力計(jì)；12、鄰井磁力計(jì)；13、地面；14、礫石充填段；15、礫石和磁性顆粒；16、篩管或割縫襯管；17、磁性顆粒輸送管線；18、礫石輸送管線；19、均勻混合礫石輸送管線；20、攜砂液輸送管線；21、第一混砂液輸送管線；22、第二混砂液輸送管線；23、地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路；24、防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路；25、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路；26、防砂地層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:磁性顆粒容器1、礫石容器2、礫石混合器
3、攜砂液容器4、混砂車5、高壓泵組6、數(shù)據(jù)采集與處理中心7、地面磁力計(jì)10、防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12、磁性顆粒輸送管線17、礫石輸送管線18、均勻混合礫石輸送管線19、攜砂液輸送管線20、第一混砂液輸送管線21、第二混砂液輸送管線22、地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路23、防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25。磁性顆粒容器I帶有磁屏蔽裝置,磁性顆粒容器I中儲(chǔ)存磁性顆粒,磁性材料由元素周期表中D區(qū)元素的金屬顆?；蜓趸镱w粒組成，其成分包括但不限于鈧、鈦、釩、鉻、猛、鐵、鈷、鎳、錯(cuò)、銀、鑰、錯(cuò)、鈕、乾、鉿、鉭、鶴、鉬或者上述元素的任意組合；磁性顆粒的基料與礫石充填所用礫石的基料相同；磁性顆粒的大小、強(qiáng)度、密度與礫石充填所用礫石的大小、強(qiáng)度、密度接近。礫石容器2中儲(chǔ)存礫石充填所用的礫石。所述的磁性顆粒容器I通過(guò)磁性顆粒輸送管線17與礫石混合器3相連，礫石容器2通過(guò)礫石輸送管線18與礫石混合器3相連；磁性顆粒、礫石按預(yù)定體積比例進(jìn)入礫石混合器3中進(jìn)行均勻混合形成混合礫石，所述磁性顆粒占混合礫石的體積比例在10%到100%之間。所述的礫石混合器3通過(guò)混合礫石輸送管線19與混砂車5相連，攜砂液容器4通過(guò)攜砂液輸送管線20與混砂車5相連；經(jīng)礫石混合器3進(jìn)行均勻混合后的混合礫石通過(guò)混合礫石輸送管線19進(jìn)入混砂車4 ;攜砂液容器4中儲(chǔ)存攜砂液，攜砂液通過(guò)攜砂液輸送管線20進(jìn)入混砂車5 ;礫石和攜砂液在混砂車5內(nèi)均勻混合形成混砂液。混砂車5通過(guò)第一混砂液輸送管線21與高壓泵組6相連，高壓泵組6通過(guò)第二混砂液輸送管線22與防砂井8的井筒相連；所述的經(jīng)混砂車5均勻混合后的混砂液通過(guò)第一混砂液輸送管線21進(jìn)入高壓泵組6增壓，增壓后的高壓混砂液經(jīng)第二混砂液輸送管線22進(jìn)入防砂井8的井筒中，最后通過(guò)井下充填工具進(jìn)入防砂層段，在篩管或割縫襯管16與防砂地層26之間形成礫石充填段14。地面磁力計(jì)10位于以防砂井8為中心的地面13上，由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組，地面磁力計(jì)可以按照直線、`垂線、米字型或之字形方式布置，從地面監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化；防砂井磁力計(jì)11位于防砂井8井筒中的防砂層段附近，由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組，從防砂井6本井監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化；鄰井磁力計(jì)12位于鄰井9中與防砂井礫石充填層段深度對(duì)應(yīng)的深度處，由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組，從鄰井9中監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化。數(shù)據(jù)采集與處理中心7位于防砂井8井場(chǎng)地面13上，數(shù)據(jù)采集與處理中心7分別通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路23、防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25與地面磁力計(jì)10、防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12相連，數(shù)據(jù)采集與處理中心7采集、保存地面磁力計(jì)10、防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。所述的地面磁力計(jì)10、防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12檢測(cè)礫石充填前的背景磁場(chǎng)和礫石充填后的強(qiáng)化磁場(chǎng)。礫石充填前的背景磁場(chǎng)是指礫石充填層段14引入新的磁性顆粒和礫石的混合物之前測(cè)得的磁場(chǎng)；礫石充填后的強(qiáng)化磁場(chǎng)是指礫石充填層段14引入新的磁性顆粒和礫石的混合物之后測(cè)得的磁場(chǎng)。所述的地面磁力計(jì)10、防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12為超導(dǎo)量子干涉儀。所述的檢測(cè)的背景磁場(chǎng)和強(qiáng)化磁場(chǎng)信息通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路23、防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25送入數(shù)據(jù)采集與處理中心7。所述的數(shù)據(jù)采集與處理中心根據(jù)采集的背景磁場(chǎng)和強(qiáng)化磁場(chǎng)信息，通過(guò)降噪處理后確定出礫石充填段14中引入磁性顆粒和礫石混合物后產(chǎn)生的磁異常，然后根據(jù)磁場(chǎng)三分量、總磁場(chǎng)強(qiáng)度參數(shù)、磁性顆粒的磁化率等參數(shù)，利用磁異常反演算法得到礫石充填狀態(tài)；該功能可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的礫石充填磁異常數(shù)據(jù)采集與反演解釋軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例1
礫石充填過(guò)程監(jiān)測(cè)方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方式，在布置好防砂井的監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)后開(kāi)始礫石充填全過(guò)程監(jiān)測(cè)，具體步驟如下:
步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)
在防砂設(shè)備和防砂材料進(jìn)入防砂井現(xiàn)場(chǎng)之前，根據(jù)防砂井8周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井8為中心在地面13布置一組地面磁力計(jì)10，并將地面磁力計(jì)10通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路23與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連；
優(yōu)選地，還在防砂井8防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)11，并將防砂井磁力計(jì)11通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連。或者，還在鄰井9中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)12，并將鄰井磁力計(jì)12通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連。最優(yōu)地，還在防砂井8防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)11、在鄰井9中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)12，并將防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連。步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心7，測(cè)量初始背景磁場(chǎng)；
步驟3:防砂設(shè)備和防砂材料現(xiàn)場(chǎng)就位；
步驟4:測(cè)量防砂設(shè)備和防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)；
步驟5:將磁性顆粒和礫石在礫石混合器3中均勻混合，然后與攜砂液在混砂車5中均勾混合形成混砂液并注入防砂井8井筒中；
步驟6:在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入礫石充填段14之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段前的背景磁場(chǎng)；
步驟7:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷進(jìn)入礫石充填段中，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟8:根據(jù)步驟7測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟6所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心7進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面13、防砂井8、鄰井9所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)；
步驟9:防砂井8井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入礫石充填段14時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段14后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟10:根據(jù)步驟9所測(cè)量 的磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段14后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心7進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面13、防砂井8、鄰井9所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)。步驟11:完成礫石充填，測(cè)量礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，結(jié)合步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成礫石充填后的礫石充填狀態(tài)。實(shí)施例2:
防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)礫石充填狀態(tài)的工作方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下步驟:
步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)
防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)礫石充填狀態(tài)作業(yè)，根據(jù)防砂井8周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井8為中心在地面13布置一組地面磁力計(jì)10，并將地面磁力計(jì)10通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路23與處理中心7相連；
優(yōu)選地，還在防砂井8防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)11，并將防砂井磁力計(jì)11通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連?；蛘?，還在鄰井9中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)12，并將鄰井磁力計(jì)12通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連。最優(yōu)地，還在防砂井8防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)11、在鄰井9中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)12，并將防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連；
磁力計(jì)的布置數(shù)量、布置方式和布置位置與礫石充填過(guò)程中磁力計(jì)的布置數(shù)量、布置方式和布置位置保持一致；
步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心7，測(cè)量防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后的背景磁場(chǎng)；
步驟3:根據(jù)步驟2所測(cè)量的防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后的背景磁場(chǎng)和該井實(shí)施最近一次礫石充填作業(yè)時(shí)如實(shí)施案例I中步驟2所測(cè)量的初始背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心7進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面13、防砂井8、鄰井9所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后礫石的分布狀態(tài)。實(shí)施例3:
多層礫石充填實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法的工作方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下步驟:
步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)
在防砂設(shè)備和防砂材料進(jìn)入防砂井現(xiàn)場(chǎng)之前，根據(jù)防砂井8周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井8為中心在地面13布置一組地面磁力計(jì)10，并將地面磁力計(jì)10通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路23與處理中心7相連；
優(yōu)選地，還在防砂井 8防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)11，并將防砂井磁力計(jì)11通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連?；蛘?，還在鄰井9中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)12，并將鄰井磁力計(jì)12通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連。最優(yōu)地，還在防砂井8防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)11、在鄰井9中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)12，并將防砂井磁力計(jì)11、鄰井磁力計(jì)12分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路24、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路25與數(shù)據(jù)采集與處理中心7相連。步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心7，測(cè)量初始背景磁場(chǎng)；
步驟3:防砂設(shè)備和防砂材料現(xiàn)場(chǎng)就位；
步驟4:測(cè)量防砂設(shè)備和防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)；
步驟5:將磁性顆粒和礫石在礫石混合器3中均勻混合，然后與攜砂液在混砂車5中均勾混合形成混砂液并注入防砂井8井筒中；
步驟6:在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入第一層礫石充填段14之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)；
步驟7:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷注入第一層礫石充填段中，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟8:根據(jù)步驟7所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟6所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心7進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面13、防砂井8、鄰井9所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示第一層礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)；
步驟9:防砂井8井筒中的磁性 顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入第一層礫石充填段14中時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段14后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；步驟10:根據(jù)步驟9所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段14后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心
7進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面13、防砂井8、鄰井9所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)；
步驟11:完成第一層礫石充填，測(cè)量第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；結(jié)合步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成第一層礫石充填后第一層礫石的充填狀態(tài)；
步驟12:定位第二層礫石充填段；向井筒注入磁性顆粒、礫石和攜砂液均勻混合的混砂液；在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入第二層礫石充填段之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)；
步驟13:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷注入第二層礫石充填段中，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟14:根據(jù)步驟13所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟12所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心7進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面13、防砂井8、鄰井9所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示第二層礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)；
步驟15:防砂井8井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入第二層礫石充填段中時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；
步驟16:根據(jù)步驟15所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟11所測(cè)量的第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)；
步驟17:完成第二層礫石充填，測(cè)量第二層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；結(jié)合步驟11所測(cè)量的第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng) ，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成第二層礫石充填后第二層礫石的充填狀態(tài)。 步驟18:重復(fù)上述步驟12 步驟17，進(jìn)行下一層礫石充填監(jiān)測(cè)工作。
權(quán)利要求
1.一種礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:磁性顆粒容器、礫石容器、礫石混合器、攜砂液容器、混砂車、高壓泵組、數(shù)據(jù)采集與處理中心、地面磁力計(jì)、磁性顆粒輸送管線、礫石輸送管線、均勻混合碌石輸送管線、攜砂液輸送管線、第一混砂液輸送管線、第二混砂液輸送管線、地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、其特征在于:磁性顆粒容器中儲(chǔ)存磁性顆粒，礫石容器中儲(chǔ)存礫石充填所用的礫石，所述的磁性顆粒容器通過(guò)磁性顆粒輸送管線與礫石混合器相連，礫石容器通過(guò)礫石輸送管線與礫石混合器相連；磁性顆粒、礫石按預(yù)定體積比例進(jìn)入礫石混合器中進(jìn)行均勻混合形成混合礫石；所述的礫石混合器通過(guò)混合礫石輸送管線與混砂車相連，攜砂液容器通過(guò)攜砂液輸送管線與混砂車相連；經(jīng)礫石混合器進(jìn)行均勻混合后的混合礫石通過(guò)混合礫石輸送管線進(jìn)入混砂車；攜砂液容器中儲(chǔ)存攜砂液，攜砂液通過(guò)攜砂液輸送管線進(jìn)入混砂車；礫石和攜砂液在混砂車內(nèi)均勻混合形成混砂液；混砂車通過(guò)第一混砂液輸送管線與高壓泵組相連，高壓泵組通過(guò)第二混砂液輸送管線與防砂井的井筒相連；所述的經(jīng)混砂車均勻混合后的混砂液通過(guò)第一混砂液輸送管線進(jìn)入高壓泵組增壓，增壓后的高壓混砂液經(jīng)第二混砂液輸送管線進(jìn)入防砂井的井筒中，最后通過(guò)井下充填工具進(jìn)入防砂層段，在篩管或割縫襯管與防砂地層之間形成礫石充填段；地面磁力計(jì)位于以防砂井為中心的地面上，從地面監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化；數(shù)據(jù)采集與處理中心位于防砂井井場(chǎng)地面上，數(shù)據(jù)采集與處理中心通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路相連，數(shù)據(jù)采集與處理中心采集、保存地面磁力計(jì)的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:還在防砂井的防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連，從防砂井本井監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化，數(shù)據(jù)采集與處理中心采集、保存防砂井磁力計(jì)的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連，從鄰井中監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化，數(shù)據(jù)采集與處理中心采集、保存鄰井磁力計(jì)的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:地面磁力計(jì)由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組，地面磁力計(jì)按照直線、垂線、米字型或之字形方式布置；防砂井磁力計(jì)由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組，鄰井磁力計(jì)位于鄰井中與防砂井碌石充填層段深度對(duì)應(yīng)的深度處，由多個(gè)磁力計(jì)構(gòu)成一個(gè)磁力計(jì)組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的地面磁力計(jì)、防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)為超導(dǎo)量子干涉儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:磁性顆粒容器帶有磁屏蔽裝置；磁性顆粒的大小、強(qiáng)度、密度與礫石充填所用礫石的大小、強(qiáng)度、密度接近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述磁性顆粒占混合礫石的體積比例在10%到100%之間。
8.一種礫石充填過(guò)程監(jiān)測(cè)方法，采用上述權(quán)利要求1-6所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方式，在布置好防砂井的監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)后開(kāi)始礫石充填全過(guò)程監(jiān)測(cè)，具體步驟如下: 步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)在防砂設(shè)備和防砂材料進(jìn)入防砂井現(xiàn)場(chǎng)之前，根據(jù)防砂井周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井為中心在地面布置一組地面磁力計(jì)，并將地面磁力計(jì)通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 優(yōu)選地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 或者，還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 最優(yōu)地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)、在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心，測(cè)量初始背景磁場(chǎng)； 步驟3:防砂設(shè)備和防砂材料現(xiàn)場(chǎng)就位； 步驟4:測(cè)量防砂設(shè)備和防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)； 步驟5:將磁性顆粒和礫石在礫石混合器中均勻混合，然后與攜砂液在混砂車中均勻混合形成混砂液并注入防砂井井筒中； 步驟6:在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入礫石充填段之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段前的背景磁場(chǎng)； 步驟7:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷進(jìn)入礫石充填段中，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)； 步驟8:根據(jù)步驟7測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟6所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、壓裂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)； 步驟9:防砂井井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入礫石充填段中時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)； 步驟10:根據(jù)步驟9所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、壓裂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)； 步驟11:完成礫石充填，測(cè)量礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，結(jié)合步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)t匕，顯示完成礫石充填后的礫石充填狀態(tài)。
9.一種防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)礫石充填狀態(tài)的工作方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下步驟: 步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng) 防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)礫石充填狀態(tài)作業(yè)，根據(jù)防砂井8周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井為中心在地面布置一組地面磁力計(jì)，并將地面磁力計(jì)通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與處理中心相連； 優(yōu)選地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 或者，還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 最優(yōu)地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)、在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 磁力計(jì)的布置數(shù)量、布置方式和布置位置與礫石充填過(guò)程中磁力計(jì)的布置數(shù)量、布置方式和布置位置保持一致； 步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心，測(cè)量防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后的背景磁場(chǎng)； 步驟3:根據(jù)步驟2所測(cè)量的防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后的背景磁場(chǎng)和該井實(shí)施最近一次礫石充填作業(yè)時(shí)如權(quán)利要求1中步驟2所測(cè)量的初始背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、壓裂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示防砂井投產(chǎn)一段時(shí)間后礫石的分布狀態(tài)。
10.一種多層礫石充填實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法的工作方法，采用上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下步驟: 步驟1:布置監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng) 在防砂設(shè)備和防砂材料進(jìn)入防砂井現(xiàn)場(chǎng)之前，根據(jù)防砂井周圍實(shí)際環(huán)境，以防砂井為中心在地面布置一組地面磁力計(jì)，并將地面磁力計(jì)通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與處理中心相連；· 優(yōu)選地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連；或者，還在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將鄰井磁力計(jì)通過(guò)鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 最優(yōu)地，還在防砂井防砂層段附近布置一組防砂井磁力計(jì)、在鄰井中對(duì)應(yīng)防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計(jì)，并將防砂井磁力計(jì)、鄰井磁力計(jì)分別通過(guò)防砂井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、鄰井磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與數(shù)據(jù)采集與處理中心相連； 步驟2:啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理中心，測(cè)量初始背景磁場(chǎng)； 步驟3:防砂設(shè)備和防砂材料現(xiàn)場(chǎng)就位； 步驟4:測(cè)量防砂設(shè)備和防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)； 步驟5:將磁性顆粒和礫石在礫石混合器中均勻混合，然后與攜砂液在混砂車5中均勻混合形成混砂液并注入防砂井井筒中； 步驟6:在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入第一層礫石充填段之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)； 步驟7:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷進(jìn)入第一層礫石充填段中，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)； 步驟8:根據(jù)步驟7所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟6所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第一層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示第一層礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)； 步驟9:防砂井井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入第一層礫石充填段時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)； 步驟10:根據(jù)步驟9所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入第一層礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)； 步驟11:完成第一層礫石充填，測(cè)量第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；結(jié)合步驟4所測(cè)量的防砂設(shè)備與防砂材料就位時(shí)的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成第一層礫石充填后第一層礫石的充填狀態(tài)； 步驟12:定位第二層礫石充填段；向井筒注入磁性顆粒、礫石和攜砂液均勻混合的混砂液；在攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液進(jìn)入井筒但未進(jìn)入第二層礫石充填段之前測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)； 步驟13:隨著攜帶磁性顆粒和礫石的混砂液不斷進(jìn)入第二層礫石充填段，測(cè)量磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)； 步驟14:根據(jù)步驟13所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟12所測(cè)量的磁性顆粒和礫石進(jìn)入第二層礫石充填段前的背景磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示第二層礫石充填過(guò)程中礫石的運(yùn)移狀態(tài)； 步驟15:防砂井井筒中的磁性顆粒和礫石與攜砂液的均勻混砂液被完全替入第二層礫石充填段時(shí)，測(cè)量磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)； 步驟16:根據(jù)步驟15所測(cè)量的磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的強(qiáng)化磁場(chǎng)和步驟11所測(cè)量的第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示磁性顆粒和礫石全部替入第二層礫石充填段后的礫石充填狀態(tài)； 步驟17:完成第二層礫石充填，測(cè)量第二層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)；結(jié)合步驟11所測(cè)量的第一層礫石充填完成后的強(qiáng)化磁場(chǎng)，由數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面、防砂井、鄰井所對(duì)應(yīng)的三組磁異常數(shù)據(jù)，然后分別反演出礫石分布情況，最后通過(guò)綜合對(duì)比，顯示完成第二層礫石充填后第二層礫石的充填狀態(tài)； 步驟18:重復(fù)上述步驟12 步驟17，進(jìn)行下一層礫石充填監(jiān)測(cè)工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)礫石充填的系統(tǒng)和方法。礫石充填監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括磁性顆粒容器、礫石容器、礫石混合器、攜砂液容器、混砂車、高壓泵組、數(shù)據(jù)采集與處理中心、地面磁力計(jì)、磁性顆粒輸送管線、礫石輸送管線、均勻混合礫石輸送管線、攜砂液輸送管線、第一混砂液輸送管線、第二混砂液輸送管線、地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路，地面磁力計(jì)從地面監(jiān)測(cè)磁參數(shù)變化；數(shù)據(jù)采集與處理中心通過(guò)地面磁力計(jì)與數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路相連，數(shù)據(jù)采集與處理中心采集、保存地面磁力計(jì)的測(cè)量信息并計(jì)算、顯示礫石分布狀態(tài)。本發(fā)明能從地面、本井和/或鄰井跟蹤礫石充填過(guò)程中礫石在防砂井段的運(yùn)移及分布狀態(tài)，可在防砂井投產(chǎn)后實(shí)現(xiàn)礫石分布重復(fù)檢測(cè)。
文檔編號(hào)E21B43/04GK103244081SQ20131017405
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者劉均榮, 姚軍, 孫致學(xué), 于偉強(qiáng), 卜亞輝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)