[0001] 本申请涉及油气勘探与开发领域，特别涉及一种二氧化碳压裂施工监测方法、装置、电子设备及存储介质。

[0002] 近年来二氧化碳压裂技术得到了长足发展。在二氧化碳压裂过程中二氧化碳的扩散机理问题是制约当前油气高质量效益开发的工程之一，但国内外在对二氧化碳压裂过程监测方面还是一片空白，缺少能够有效监测二氧化碳压裂过程的技术。

[0056] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0057] 在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0058] 在本申请的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0059] 本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

[0060] 下面参照图1至图9描述根据本申请实施例的一种二氧化碳压裂施工监测方法、装置、电子设备及存储介质。

[0061] 本申请实施例提供了一种二氧化碳压裂施工监测方法，如图1所示，包括但不限于步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400和步骤S500。

[0062] 步骤S100：建立研究区的初始地电模型，初始地电模型为二氧化碳压裂施工前的研究区的地电模型；

[0063] 本步骤中，基于广域电磁法，能够建立研究区域的初始地电模型，初始地电模型能够反映二氧化碳压裂施工前的研究区的目标区域的电阻率情况。如图2所示，图2为初始地电模型的示意图，其中K为目标区域。

[0064] 步骤S200：获取二氧化碳压裂施工的情况下，研究区中目标区域的第一地层电阻率数据；

[0065] 本步骤中，获取二氧化碳压裂施工时的目标区域的第一地层电阻率数据，能够反映二氧化碳压裂施工影响下，目标区域的电阻率情况。

[0066] 步骤S300：将第一地层电阻率数据对应填入初始地电模型，得到目标地电模型；

[0067] 本步骤中，将第一地层电阻率数据对应填入初始地电模型的目标区域，从而反映出目标区域的变化情况。如图3所示，图3为目标地电模型的示意图，其中，f40、f45和f48分别代表目标区域中，目的层顶部、目的层顶部和目的层底部对应的频率。

[0068] 步骤S400：根据初始地电模型和目标地电模型，确定目标区域的二氧化碳的分布范围。

[0069] 本步骤中，通过比较初始地电模型和目标地电模型的目标区域的电阻率变化情况，从而确定目标区域的二氧化碳的分布范围。

[0070] 本申请实施例中，由于二氧化碳压裂施工会使得研究区的电阻率发生变化，通过比较初始地电模型和目标地电模型，即根据目标区域在二氧化碳压裂施工前和施工时的电阻率变化，即可确定目标区域的二氧化碳的分布范围，能够有效监测二氧化碳压裂过程。

[0071] 如图4所示，图4为二氧化碳注入过程中，目标地电模型的目标区域的电阻率变化示意图，其中，A为注入井，W为某一时刻二氧化碳波及范围。如图5所示，图5为二氧化碳注入井口位置的目标区域视电阻率水平投影示意图，其中，B为某一时刻二氧化碳波及范围，C为二氧化碳注入井口，L1和L2为分支井(共用同一个井眼)。如图6所示，为(过L1/L2分支井水平段部分)目标区域二氧化碳分布范围电阻率变化平面图，其中，E为某一时刻二氧化碳波及范围，D为水平井筒平面投影。如图7所示，图7为(过L1/L2分支井水平段部分)目标区域监测部分广域监测点分布图，其中，F为监测点。

[0072] 本申请一实施例，方法还包括但不限于步骤S500和步骤S600。

[0073] 步骤S500：获取目标区域的电磁响应变化特征模版，电磁响应变化特征模板包括多个二氧化碳饱和度与多个地层电阻率的对应关系；

[0074] 本步骤中，多个地层电阻率为目标区域的地层电阻率，通过电磁响应变化特征模版，能够反映目标区域的地层电阻率对应的二氧化碳饱和度。

[0075] 步骤S600：根据目标地电模型和电磁响应变化特征模版确定二氧化碳的饱和度。

[0076] 本实施例中，根据目标地电模型中目标区域的第一地层电阻率数据，在对应关系中找到对应的地层电阻率，即可根据对应关系确定目标区域对应的二氧化碳饱和度。

[0077] 本申请一实施例，对步骤S500中的“获取电磁响应变化特征模版”进行进一步说明，步骤S500包括但不限于步骤S510和步骤S520。

[0078] 步骤S510：获取目标区域的二氧化碳岩心驱替试验数据；

[0079] 本步骤中，通过开展室内二氧化碳岩心驱替试验，即可获得目标区域的二氧化碳岩心驱替试验数据。室内二氧化碳岩心驱替试验的岩心为研究区内目标区域的岩心，岩心可从研究区内其他钻井中获取。室内二氧化碳岩心驱替试验所用二氧化碳为纯度为99％以上的工业二氧化碳。

[0080] 可以理解的是，电磁响应变化特征模板包括多个对应关系，任意两个对应关系对应温度和/或压力条件不同。

[0081] 需要说明的是，二氧化碳压裂施工时，二氧化碳的注入过程，就是储层有效孔隙中的流体不断被二氧化碳驱替的过程，原流体不断被驱出，二氧化碳饱和度不断升高，最终达到一个临界点。过程中储层中的流体成分、流体饱和度、温度、压力都会发生变化，而这些变化就会引起电磁响应特征的改变。随着二氧化碳的注入，储层二氧化碳饱和度升高，则储层电阻率增大。地层温度下降，则电阻率增大；压力对地层电阻率的影响较小，随着压力的升高电阻率略微上升。根据二氧化碳岩心驱替试验，能够建立不同温压条件下的电磁响应变化特征模版.电磁响应变化特征模版如表1所示。

[0082] 表1.电磁响应变化特征模版

[0083]

[0084]

[0085] 步骤S520：根据二氧化碳岩心驱替试验数据，建立电磁响应变化特征模板。

[0086] 本申请的一实施例，对步骤S100中“建立研究区的初始地电模型”进行进一步说明，步骤S100包括但不限于步骤S110、步骤S120、步骤S130、步骤S140和步骤S150。

[0087] 步骤S110：获取二氧化碳压裂施工前，研究区的地震资料、测井资料和基于广域电磁法的第一地层电性数据；

[0088] 本步骤中，在二氧化碳压裂施工前，利用高精度广域电磁监测系统采集第一地层电性数据，组成初始背景场。首先在需要进行监测的井场附近布设网状测点，并部署并连接好高精度广域电磁监测系统，利用多功能发送系统发射伪随机信号，在高精度广域电磁监测系统进行数据采集，获取研究区内由老到新(由底至顶)一定深度范围内的时间域数据和频率域数据，即获取第一地层电性数据。

[0089] 通过高精度广域电磁监测系统采集到的第一地层电性数据，包括时间域数据和频率域数据。对采集到的第一地层电性数据进行预处理，包括视电阻率的计算、拟地震图、等频率曲线等。再对第一地层电性数据进行前期处理，包括针对数据质量差一些的测点或频率，从时域数据进行处理，重新提取有效信号。再继续对第一地层电性数据进行常规处理，包括去噪、静态较正、趋肤深度反演、相位高分辨率成图等。

[0090] 可以理解的是，测井资料包括但不限于岩性数据、地层分层信息、自然伽马测井数据、自然电位测井数据、中子测井数据、密度测井数据、电阻率测井数据、声波时差测井数据、成像测井数据、核磁共振测井数据。

[0091] 步骤S120：根据地震资料，建立研究区的第一地层构架；

[0092] 本步骤中，根据地震资料的层位划分成果，建立研究区的第一地层构架。

[0093] 步骤S130：利用测井资料标定第一地层构架，得到第二地层构架；

[0094] 本步骤中，将第一地层构架和测井数据进行井震标定联合处理，利用测井数据标定第一地层构架，得到工区准确的第二地层构架。井震标定联合处理会让初始地电模型更为准确，减少反演操作的多解性，提高了结果可信度。

[0095] 步骤S140：对第一地层电性数据进行反演得到第二地层电阻率数据；

[0096] 本步骤中，对第一地层电性数据进行已第二地层构架导向的约束反演和目标区域的电磁‑波阻抗联合反演。

[0097] 步骤S150：将第二地层电阻率数据填入第二地层构架，得到初始地电模型。

[0098] 本步骤中，在二氧化碳压裂施工前，将第二地层电阻率数据按地层类型依次填入从第二地层构架中，从而得到准确的初始地电模型。

[0099] 本实施例中，通过井电震联合方法，以地震空间构造为框架，以电磁成果做为属性填充，利用测井进行标定，沿井筒两侧范围布设测点，压裂前进行全频采集，能够得到初始地电模型。

[0100] 本申请一实施例，对步骤S300中的“将第一地层电阻率数据对应填入初始地电模型，得到目标地电模型”进行进一步说明，步骤S300包括但不限于步骤S310和步骤S320。

[0101] 步骤S310：去除初始地电模型中对应目标区域的第二地层电阻率数据；

[0102] 步骤S320：将第一地层电阻率数据对应填入初始地电模型，得到目标地电模型。

[0103] 本实施例中，将初始地电模型中对应目标区域的第二地层电阻率数据去除，再将目标区域的第一地层电阻率数据对应填入初始地电模型，得到目标地电模型。目标地电模型能够反映二氧化碳压裂施工影响下，目标区域的电阻率情况。

[0104] 本申请一实施例，对步骤S200中的“获取二氧化碳压裂施工的情况下，研究区中目标区域的第一地层电阻率数据”进行进一步说明，步骤S200包括但不限于步骤S210和步骤S220。

[0105] 步骤S210：获取二氧化碳压裂施工的情况下，目标区域的基于广域电磁法的第二地层电性数据；

[0106] 步骤S220：对第二地层电性数据进行一维反演和二维反演，得到第一地层电阻率数据。

[0107] 本实施例中，在二氧化碳压裂施工的情况下，获取基于广域电磁法的第二地层电性数据，再对第二地层电性数据进行一维反演和二维反演，得到第一地层电阻率数据。第一地层电阻率数据能够反映二氧化碳压裂施工的情况下，目标区域的电阻率情况。

[0108] 本申请的一实施例，对步骤S210中的“获取二氧化碳压裂施工的情况下，目标区域的基于广域电磁法的第二地层电性数据”进行进一步说明，步骤S210包括但不限于步骤S211、步骤S212和步骤S213。

[0109] 步骤S211：根据初始地电模型，得到目标区域的深度数据；

[0110] 步骤S212：基于趋肤效应，根据深度数据得到目标区域对应的广域电磁法的发射信号频率；

[0111] 步骤S213：获取二氧化碳压裂施工的情况下，对应发射信号频率的基于广域电磁法的电性数据，得到第二地层电性数据。

[0112] 本实施例中，由于初始地电模型由第二地层构架得到，第二地层构架包括了各个地层的深度，因此通过初始地电模型能够直接得到目标区域的深度数据。基于趋肤效应，利用深度数据可以计算得到目标区域对应的广域电磁法的发射信号频率。获取高精度广域电磁监测系统进行数据采集的对应发射信号频率的电性数据，即得到第二地层电性数据。

[0113] 可以理解的是，目标区域的深度数据对应的发射信号频率通过如下趋肤效应公式近似计算：

[0114]

[0115] 其中：D为探测深度，单位为m；ρ为视电阻率，单位为Ω·m；f表示发射信号频率，单位为Hz。多功能发送系统的发射频率范围为0.0020Hz‑15728.6Hz，发射频率可根据实际情况调整。通常情况下，频率越高，探测深度越浅，频率越高，探测深度越深。

[0116] 可以理解的是，视电阻率ρ通过高精度广域电磁监测系统采集计算获得，并且视电阻率ρ在未经过人工干预的情况下，会一直保持稳定，变化甚微。

[0117] 另外，本申请一实施例还公开了一种电子设备100，如图8所示，包括：

[0118] 至少一个处理器110；

[0119] 至少一个存储器120，用于存储至少一个程序；

[0120] 当至少一个程序被至少一个处理器110执行时实现如上述的二氧化碳压裂施工监测方法。

[0121] 本申请实施例提供的电子设备100能够实现上述方法实施例实现的各个过程，并达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。

[0122] 另外，本申请实施例提供了一种二氧化碳压裂施工监测装置200，如图9所示，包括：

[0123] 第一建模模块210，用于建立研究区的初始地电模型，初始地电模型为二氧化碳压裂施工前的研究区的地电模型；

[0124] 数据获取模块220，用于获取二氧化碳压裂施工的情况下，研究区中目标区域的第一地层电阻率数据；

[0125] 第二建模模块230，用于将第一地层电阻率数据对应填入初始地电模型，得到目标地电模型；

[0126] 结果输出模块240，用于根据初始地电模型和目标地电模型，确定目标区域的二氧化碳的分布范围。

[0127] 另外，本申请一实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，处理器可执行的程序被处理器执行时用于实现如上述的二氧化碳压裂施工监测方法。

[0128] 本申请实施例提供的计算机可读存储介质能够实现上述方法实施例实现的各个过程，并达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。

[0129] 本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD‑ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

[0130] 上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。