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压裂监测的方法很多，（1）裂缝测斜仪：测量原理是依据水力压裂过程中的岩石变形，所以它不受声波等因素的影响，除了地面测斜仪（Tiltmeter）可以用于水力裂缝方位以外，现在开发的施工井和邻井应用的井下测斜仪可以用于确定水力裂缝的几何形态，可以监测裂缝实实扩展过程中的的裂缝情况，如：裂缝的长度、高度和宽度随时间增长情况；压裂作业规模的增加对裂缝的长度或高度的影响情况；裂缝的两翼长度对称情况；水力裂缝与天然裂缝交互情况等。
但要得到水力裂缝的方位和几何尺寸，要同时用地面和井下两种方法，而且地面测斜仪需要在施工前静置一段时间，以消除背景影响。
（2）大地电位法：从电磁场基本方程出发导出井下电偶极供电，地面电磁场的三维正演方法。
采用物理模拟及数学模拟方法，研究复杂地下介质条件下的各种源与接收器组合的电位响应,分析电位响应与储层电阻率关系。
在地面电位响应数值模拟、电位响应特征及反演算法的快速实现与人机交互处理解释等方面得到成果与认识。
（3）井下微地震：压裂过程中，裂缝波及的地层应力增长明显，孔隙压力改变也很大，这两个变化都影响水力裂缝附近的弱应力平面的稳定性，并且使得它们发生剪切滑动，这种剪切滑动就像地震沿着断层滑动，只是规模小很多，因而常用“微地震”来描述这种现象。
水力压裂产生的微地震释放弹性波，频率大概在声音频率的范围内。
采用合适的接收仪，这些声音信号就能够被检测到，通过分析处理就能够判断它们的具体位置，将布置多个接收仪的线性阵列下入邻井，就可检测到微地震信息。
周围井中布置接收仪后，就能够三角测量微地震信息，就像地震检测一样。
很多情况下，无法采用多口邻井，只有一口邻井作观察井，就采用竖直多组布置接收仪的方法来确定微地震信息的位置。
（4）放射性示踪测试诊断：（一般来自于美国岩心公司(Core Lab)的子公司ProTechnics。
）压裂示踪诊断技术的先进性主要体现在两个方面，一是拥有专利权的零污染示踪剂技术(ZeroWash )，二是先进的高精度高分辨率的存储式示踪成像测井技术(SpectraScan®)。
裂缝监测实施细则一、背景介绍裂缝是指岩石、土壤、混凝土等材料表面或内部出现的线状或面状的破坏性断裂。
裂缝的产生与地质构造活动、地下水位变化、地震等因素密切相关。
裂缝的发展可能会导致建筑物的结构损坏，对人员和财产安全造成威胁。
因此，裂缝监测的实施非常重要。
二、监测目的裂缝监测的目的是及时了解裂缝的变化情况，为采取相应的维护和修复措施提供科学依据。
具体目的包括：1. 监测裂缝的长度、宽度和扩展趋势，了解裂缝的变化情况；2. 分析裂缝的形态特征，判断裂缝的发展趋势，预测可能出现的风险；3. 监测裂缝周围的地表沉降情况，评估地基的稳定性。
三、监测方法裂缝监测可以采用多种方法，包括：1. 视觉监测：通过肉眼观察裂缝的形态特征，记录裂缝的长度、宽度等参数；2. 测量监测：使用测量仪器（如裂缝计、测距仪等）对裂缝进行精确测量，获取更准确的数据；3. 影像监测：利用遥感技术、摄影测量等方法获取裂缝的影像数据，进行分析和比对。
四、监测频率裂缝监测的频率应根据具体情况而定，一般可分为常规监测和特殊监测。
1. 常规监测：对于裂缝变化缓慢、风险较低的情况，可采用每月或每季度进行一次监测；2. 特殊监测：对于裂缝变化较快、风险较高的情况，应采用每周或每日进行监测，以便及时发现异常情况。
五、监测数据处理与分析监测数据的处理与分析是裂缝监测的重要环节，可以采用以下方法：1. 数据录入：将监测数据按照时间顺序录入监测数据库，确保数据的准确性和完整性；2. 数据分析：对监测数据进行统计和分析，计算裂缝的变化速率、趋势等参数，判断裂缝的发展情况；3. 风险评估：根据监测数据和分析结果，评估裂缝对建筑物和周围环境的风险程度，制定相应的维护措施。
六、监测报告编制监测报告是裂缝监测的重要成果，应包括以下内容：1. 监测概况：对监测区域的背景、监测目的和方法进行介绍；2. 监测数据：将监测数据按照时间顺序进行展示，包括裂缝的长度、宽度、变化趋势等参数；3. 数据分析：对监测数据进行统计和分析，给出裂缝的发展趋势和风险评估结果；4. 建议措施：根据监测结果，提出相应的维护和修复措施，保障建筑物和人员的安全；5. 结论与展望：总结监测结果，展望下一阶段的监测工作。
摘要本文对目前国内外了解裂缝形态的技术进行了总结，分为室内实验和现场监测两部分，分别对其技术原理进行了阐述，并对几种现场监测技术进行了对比，加深了对裂缝监测技术的认识。
在此基础上，提出面对复杂地层，应该结合不同监测技术进行优化设计，以更好指导生产。
关键词：室内试验；裂缝监测；水力压裂一、前言当今石油储量日渐消耗，需求却逐日增长，这对石油产量提出了更高的要求。
而每年产量的提高除通过探测新油气储存区外，低渗透储层或者老旧油区的剩油、稠油、重油等也开始受到重视，而其中低渗油藏的油气资源是现今利用最多的一种，成为能源主要的供应来源之一。
但是对低渗透储层中油气的开采，需要通过特别的处理手段，才能够实现经济开采，水力压裂是目前各大油田中常用的增产手段。
水力压裂形成的人工裂缝的形态是压裂施工是否成功的关键之一，对不同条件下压裂裂缝形态的研究具有重要意义。
由于实际上压裂施工是在井下进行操作，压裂效果只能通过压裂工人的经验以及压裂井压后的生产数据进行分析判断，或通过压裂施工的破裂压力等数据进行粗略判断。
这些方法存在如下问题：（1）经验性。
即解释结果受操作者的经验限制较大，对于比较陌生的地层，其结果与实际条件存在较大差距。
（2）精度较低。
没法准确判断人工裂缝的走向和方位，裂缝参数的计算。
（3）施工复杂，周期长，成本高。
（4）推广困难。
一个地区的经验很难用到地层条件有差异的地区。
因此，本文通过调研，对目前室内和现场常用的裂缝形态研究和监测手段进行了综述。
一、室内实验目前，水力裂缝形态的室内研究主要是通过裂缝模拟实验系统进行。
最早进行室内实验的是Abbas Ali Dane shy[1]，通过自行研制的实验系统对地层存在弱面条件下裂缝的延伸规律进行了研究。
此后国外又有众多学者[2][3][4]通过裂缝模拟实验系统对不同地层条件下的裂缝形态进行了研究。
而目前国内只有石油大学(北京)岩石力学实验室[5]拥有一套自行设计组建的大尺寸真三轴模拟试验系统。
裂缝监测实施细则一、背景介绍裂缝监测是一项重要的工程技术，用于监测建筑物、桥梁、地下管道等结构中可能出现的裂缝情况。
通过及时监测和评估裂缝的变化，可以有效预防和解决潜在的安全隐患，保障结构的稳定性和安全性。
二、监测对象裂缝监测的对象包括但不限于以下几类：1. 建筑物：包括住宅、商业建筑、工业厂房等；2. 桥梁：包括公路桥、铁路桥、步行桥等；3. 地下管道：包括给水管道、排水管道、天然气管道等；4. 地下隧道：包括地铁隧道、交通隧道等。
三、监测方法裂缝监测可以采用多种方法，根据具体情况选择合适的监测方法，常见的监测方法包括：1. 视觉检测：通过人工观察裂缝的形态、长度、宽度等参数，进行定期巡视和记录；2. 激光扫描：利用激光测距仪等设备进行裂缝的三维扫描，获取裂缝的几何形状和变化情况；3. 高精度测量：利用全站仪、测距仪等设备进行裂缝的精确测量，获取裂缝的长度、宽度等参数；4. 无损检测：利用超声波、红外线等无损检测技术，对裂缝进行检测和评估。
四、监测频率裂缝监测的频率应根据具体情况确定，一般分为以下几种情况：1. 日常监测：对于结构稳定、裂缝变化缓慢的情况，可以选择每天或每周进行一次监测；2. 定期监测：对于结构存在一定风险、裂缝变化较快的情况，可以选择每月或每季度进行一次监测；3. 事件监测：对于发生地震、暴雨等特殊事件后，应及时进行监测，以评估结构的安全性。
五、监测数据处理与分析监测数据的处理和分析是裂缝监测工作的重要环节，主要包括以下几个方面：1. 数据收集：将监测得到的裂缝数据进行整理和汇总，建立数据库；2. 数据处理：对裂缝数据进行去噪、平滑等处理，提取有效信息；3. 数据分析：通过对裂缝数据的统计和分析，评估裂缝的变化趋势和危险程度；4. 报告撰写：根据监测结果，编写监测报告，提出相应的建议和措施。
六、监测报告内容监测报告是裂缝监测工作的重要成果之一，报告内容应包括以下几个方面：1. 监测目的和范围：明确监测的目的和监测对象；2. 监测方法和仪器：介绍所采用的监测方法和仪器设备；3. 监测结果：详细列出裂缝的位置、长度、宽度等监测数据；4. 数据分析：对监测数据进行分析，评估裂缝的变化趋势和危险程度；5. 结果解读：根据监测结果，对结构的安全性进行评估和解读；6. 建议和措施：根据监测结果，提出相应的建议和措施，以确保结构的安全性。
裂缝监测实施细则一、背景介绍裂缝是地表或建筑物上的一种常见的结构缺陷，其产生可能是由于地壳运动、地震、地基沉降、结构变形等原因引起的。
裂缝的出现可能会导致建筑物的结构不稳定，甚至危及人员生命安全。
因此，裂缝监测的实施对于及时发现和处理裂缝问题具有重要意义。
二、监测目的裂缝监测的目的是通过对裂缝的定期观测和记录，获取裂缝的变化情况，以便及时采取相应的措施，确保建筑物的结构安全和人员的安全。
三、监测方法1. 观测点的选择：根据建筑物的结构特点和裂缝的分布情况，选择代表性的观测点进行监测。
观测点应包括建筑物的主要结构部位和易发裂缝区域。
2. 监测设备的安装：在每个观测点上安装裂缝计量仪器，如裂缝计量尺、裂缝计量仪等。
安装过程中应确保设备的稳定性和准确性。
3. 监测频率：根据裂缝的情况和建筑物的使用状况，确定监测的频率。
一般情况下，建议每季度进行一次监测，并在重大地震或其他自然灾害发生后进行特殊监测。
4. 数据记录和分析：每次监测完成后，将监测数据记录下来，并进行数据分析。
可以使用电子表格或专门的监测软件进行数据管理和分析。
四、监测内容1. 裂缝的形态：记录裂缝的长度、宽度、深度等参数，并绘制裂缝的示意图。
可以使用测量仪器进行测量，也可以通过人工观测进行记录。
2. 裂缝的变化：比较不同时间点的裂缝数据，分析裂缝的变化趋势。
特别关注裂缝的扩展、变形、闭合等情况。
3. 环境因素的影响：记录监测期间的环境因素，如温度、湿度、地震等，以便分析这些因素对裂缝变化的影响。
五、监测结果的处理1. 正常情况下，如果裂缝的变化在合理范围内，可以继续进行定期监测，并保持监测记录的完整性。
2. 如果裂缝的变化超出了正常范围，应立即采取措施进行修复或加固。
修复或加固的具体措施应根据裂缝的性质和严重程度进行决策。
3. 在重大地震或其他自然灾害发生后，应立即进行特殊监测，并根据监测结果及时采取应急处理措施。
六、监测报告每次监测完成后，应编制监测报告，包括以下内容：1. 监测目的和方法的介绍。
万方数据 万方数据 万方数据６４江汉石油职工大学学报８压裂实时监控技术实时监控和监测技术，是通过在施工现场实时地测定压裂液、支撑剂和施工参数，模拟水力裂缝几何形状的发展，随时修改施工方案，以获得最优的支撑裂缝和最佳的经济效益。
（１）施工参数监控，包括排量、泵压、砂比等由仪表车直接显示和控制。
（２）压裂质量监测：分别监测混砂车出、人口压裂液（携砂液）的流变性、温度、ｐＨ值等参数，对压裂液流变性，特别是加人各种添加剂后的性能以及携砂能力进行定量分析，常用的仪器为范氏系列粘度计，并在模拟剪切和地层温度条件下模拟整个施工过程。
对于延缓硼交联压裂液和延缓释放破胶剂体系，矿场实时监测更为重要。
（３）实时压力分析：根据测定的施工参数和压裂液参数用三维压裂模拟器预测井口或井底压力，并与实际值进行拟合，预测施工压力变化（泵注和闭合期间）和裂缝几何形状。
主要用途如下：①识别井筒附近的摩阻影响（射孔和井筒附近裂缝的弯曲），并能定性判断其主要影响因素，判断井筒附近脱砂的可能性；②评价压裂设计可信程度：如果施工压力与矿场实时预测压力相吻合，则设计的裂缝几何形状是可信的；③预测砂堵的可能性；④确定产生的水力裂缝几何形状Ｉ⑤提供施工过程的图像和动画信息。
矿场实时分析随着便携式计算机的发展，在矿场上得到了广泛应用，除ＧＲＩ外，其它石油公司也都相继研制和发展了这套系统。
在实际应用中．经常与小型压裂测试分析结合应用。
９ＦＡＳＴＦｒａｃ压裂管柱贝克石油工具公司新近开发出一种连续油管压裂系统一ＦＡ刚下ｒａｃ压裂管柱，用于对先前未处理到的层位进行选择性的增产措施，从而获得比常规压裂更高效、更经济的压裂效果。
应用该技术能一趟管柱实现多层隔离与措施。
从而降低了修井作业成本，节省了完并时间。
由于该连续油管传送系统能保证高比重压井液不接触生产层，使完井和增产措施均不造成油井伤害，从而快速实现生产优化。
ＦＡｓＴＦｒａｃ工具与Ａｕｔｏ—Ｊ系统组成一个整体，Ａｕｔｏ—Ｊ系统的作用是保证连续油管将压裂管柱送入或从井筒中起出。
裂缝监测实施细则一、背景介绍裂缝是指岩石、土壤、混凝土等材料中的断裂或裂缝，通常是由于地壳运动、地下水位变化、地震等原因引起的。
裂缝的形成可能对建筑物、基础设施和地质环境产生严重影响，因此对裂缝进行监测是非常必要的。
二、监测目的裂缝监测的目的是及时了解裂缝的变化情况，为工程和地质环境的安全提供科学依据。
具体目的包括：1. 监测裂缝的形态、长度、宽度和变形情况；2. 监测裂缝的运动速率和方向；3. 监测裂缝的活动性和稳定性。
三、监测方法1. 传统测量方法传统测量方法包括视觉观察、测量仪器测量和测量标记等。
视觉观察是最简单的方法，通过人眼观察裂缝的变化情况，但其精度有限。
测量仪器测量可以使用水平仪、裂缝计等设备进行，可以提高测量精度。
测量标记是在裂缝两侧设置标记点，通过测量标记点的位置变化来判断裂缝的变化情况。
2. 遥感监测方法遥感监测方法利用航空遥感、卫星遥感等技术，通过获取裂缝的遥感图像来进行监测。
这种方法可以获取大范围的裂缝信息，并可以进行定期监测，但对于小尺度的裂缝监测精度较低。
3. 激光扫描监测方法激光扫描监测方法利用激光扫描仪进行裂缝的三维扫描，可以获取裂缝的形态和变形情况。
这种方法具有高精度、高效率的特点，适用于各种规模的裂缝监测。
四、监测频率和时机裂缝监测的频率和时机应根据具体情况进行确定。
一般来说，监测频率应根据裂缝的活动性和工程的重要性来确定，活动性较高的裂缝和重要的工程应增加监测频率。
监测时机应选择在地壳运动、地下水位变化等可能引起裂缝变化的时期进行。
五、监测报告每次监测完成后，应及时编制监测报告。
监测报告应包括以下内容：1. 监测时间和地点；2. 监测方法和仪器；3. 监测结果和数据分析；4. 裂缝的变化趋势和活动性评价；5. 监测结论和建议。
六、质量控制裂缝监测的质量控制应包括以下方面：1. 仪器的校准和定期维护；2. 监测人员的培训和操作规范；3. 数据的准确性和可靠性检查；4. 监测结果的验证和比对。
煤岩体水力致裂弱化的理论与应用研究一、本文概述本文旨在全面探讨和研究煤岩体水力致裂弱化的理论与应用。
水力致裂是一种利用高压水流在煤岩体中形成裂缝，进而改善煤岩体渗透性、提高开采效率的技术手段。
随着煤炭资源开采的不断深入，煤岩体弱化问题日益突出，水力致裂技术作为一种有效的煤岩体弱化方法，受到了广泛关注。
本文将从理论和应用两个层面对煤岩体水力致裂弱化进行深入分析，以期为我国煤炭资源的开采和利用提供理论支撑和实践指导。
在理论层面，本文将对煤岩体水力致裂弱化的基本原理进行阐述，包括水力致裂的物理化学过程、裂缝扩展机制以及影响因素等。
同时，通过数学建模和数值模拟，对水力致裂过程中的应力分布、流体流动和裂缝扩展等关键问题进行深入研究，揭示水力致裂弱化煤岩体的内在规律。
在应用层面，本文将对煤岩体水力致裂弱化的实际应用情况进行分析，包括水力致裂技术在煤炭开采、油气资源开发和地热能源利用等领域的应用案例。
通过对实际工程案例的剖析，总结水力致裂技术在不同煤岩体条件下的应用效果和经验教训，为相关工程实践提供借鉴和参考。
本文旨在对煤岩体水力致裂弱化的理论与应用进行全面系统的研究，以期推动水力致裂技术在煤炭资源开采和利用领域的发展和应用，为我国的能源安全和经济发展做出贡献。
二、煤岩体水力致裂弱化理论基础煤岩体水力致裂弱化技术是一种利用高压水射流或水压作用，在煤岩体中产生裂缝，从而改变其力学性质、提高瓦斯抽采效率或进行煤岩体的切割和破碎的技术。
这一技术的理论基础主要涉及到流体力学、岩石力学、断裂力学等多个学科的知识。
从流体力学的角度来看，高压水射流或水压作用会在煤岩体中形成应力场和压力场，当这些场的强度超过煤岩体的抗拉、抗压或抗剪强度时，就会在煤岩体中产生裂缝。
裂缝的产生和扩展过程受到多种因素的影响，如煤岩体的物理性质（如弹性模量、泊松比、抗拉强度等）、水力参数（如射流压力、流量、喷嘴形状等）以及环境因素（如温度、压力、地应力场等）。
水工混凝土构件裂缝检测方法及应用摘要：水工结构工程缺陷是水利工程安全的重大隐患，我国大量的水工混凝土结构存在着各种类型的缺陷，其中裂缝是水工结构缺陷中最常见的形式，结构性裂缝的延伸扩展对构件承载能力的损害最大，严重影响着水工结构的整体性和耐久性；微裂纹是结构性裂缝的先兆，结构性裂缝的产生是微裂纹任意发展的结果。
因此，水工混凝土结构的裂缝防控工作十分重要，而防控工作的第一步是尽早发现微裂纹，在其发展到关键点时，对结构进行支护，以此控制结构性裂缝的产生。
关键词：水工混凝土构件；裂缝检测；方法近年来，随着国家对水利设施建设投资力度的逐渐增加，新建、扩建的水利水电工程也逐渐增多，这些水利水电工程的运行条件极其复杂，尤其是水工建筑物的水下部分，在长期水下运行的过程中，会出现不同程度的工程问题和病害险情，我国是世界水库大坝最多的国家，现有水库大坝在这些水利工程中，水工混凝土结构存在着各种类型的缺陷。
其中裂缝是最主要、最常见的病害形式之一。
一、水工混凝土结构裂缝的类型水工混凝土结构裂缝的类型很多，性态千差万别，包括微观裂缝、细观裂缝、宏观裂缝。
如果要正确判断水工混凝土结构的裂缝，必须对裂缝的成因及形式进行全面的分析，现从裂缝产生原因、产生时间、活动性质、危害程度、特性、方向形状等方面对裂缝进行分类介绍。
1、按裂缝的产生原因可以分为承载受力裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、强迫位移裂缝、结构构造裂缝、施工裂缝、预应力裂缝、装配裂缝、耐久性裂缝以及偶然作用裂缝等。
2、按裂缝的形成时间可以分为早期裂缝、中期裂缝和后期裂缝。
其中：（早期裂缝一般出现在一个月内，为混凝土尚未达到设计强度时形成的裂缝；（中期裂缝形成在六个月内，为混凝土达到设计强度后，由于设计或施工原因造成的裂缝；（后期裂缝是其后（年或更长时间形成的裂缝，主要是由于外界的因素，如突发情况或自然界侵烛造成的裂缝。
3、按裂缝的活动性质可以分为死缝、准稳定裂缝和不稳定裂缝。
第19卷 增刊岩石力学与工程学报19(增):868～872 2000年6月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering J une,2000大尺寸真三轴水力压裂模拟与分析陈 勉 庞 飞 金 衍(石油大学 北京 102200)摘要 采用大尺寸真三轴模拟试验系统模拟地层条件,对天然岩样和人造岩样进行水力压裂裂缝扩展机理模拟实验,并实现对裂缝扩展的实际物理过程进行监测。
讨论了地应力、断裂韧性、节理和天然裂缝等因素对水压裂缝扩展的影响。
关键词 水力压裂,模拟实验,岩石力学分类号 T D315+.3 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2000)增-0868-051 引 言水力压裂自1947年在美国首次试验成功后,作为油气增产的主要措施之一已被广泛应用于现代石油工业中,对低渗油气藏的生产起了重要的作用。
同时,水力压裂还发展成为测定深部地层原地应力的最可靠方法之一。
在地热资源的开发、核废料的储存等领域也得到了重要应用。
因此,水力压裂技术具有重要的工业价值和经济效益[1]。
水力裂缝的几何形态是影响压裂处理效果的主要因素之一。
经济有效的压裂,应尽可能地让裂缝在储层延伸,并且应防止裂缝穿透水层和低压渗透层。
这就要在深刻认识裂缝扩展规律的基础上优选压裂作业参数,并采取有效措施控制裂缝的扩展。
但是,现场作业表明,水力压裂的效果往往不是十分明显,有时由于穿透隔层而导致失败,尤其当存在高压底水层时,如果裂缝贯穿水层,不仅导致压裂作业失败,还将造成油层压力体系的破坏。
水力压裂作业失败的一个主要原因是未能对裂缝的几何形态实现有效地控制。
这说明对水力裂缝的扩展机制以及影响裂缝扩展规律的因素的认识还是十分有限的,因此迫切需要对水力压裂理论进行深入地研究。
在现阶段,由于对水力压裂机理认识的局限性,在分析裂缝扩展规律时往往采用理想化的假设条件,在预测水力裂缝几何形态时大多采用了过于简化的二维模型或三维模型来模拟水力压裂过程。
含水裂隙预制与水压监测方法
随着工程建设规模越来越大，工程地质条件也越来越复杂，例如由于地下水回灌、降水等原因，地下水位下降或水压分布变化等原因导致的含水层变干、变湿等现象，容易对工程结构造成安全隐患。
因此，含水裂隙预制及水压监测方法的应用逐渐受到了工程界的关注。
含水裂隙预制技术是一种在软岩中采取的加固方法。
它通过在包含水的裂隙中预制水泥浆与膨润土混合物填充，使裂隙水泥化，起到固结填充、增加摩擦力、减少渗水等作用。
该技术的优点是施工方便、节约时间和材料，且效果显著。
水压监测方法是通过安装水压计监测工程中含水层的水压变化情况。
水压计是一种用于测量液体静态压力的仪器，它能够准确、实时地监测含水层的水压变化。
当含水层水压异常升高时，可能会导致对工程结构的破坏。
通过水压监测技术，可以在水压异常升高时及时发现并给出处理建议，有效地保障了工程的安全。
两种技术的结合可以提供更加有效的防护措施。
预制含水层裂隙可以有效地减少含水裂隙的渗水和塌方风险，同时水压监测方法能及时发现水压异常变化，确保工程结构的安全和稳定性。
总之，含水裂隙预制与水压监测技术是工程领域中重要的安全保障技术，能够在工程建设中提供有效的防护措施，降低工程风险，保障工程的安全和稳定性。
它们的发展和应用必将随着大规模工程建设的不断发展而不断完善，为工程建设提供更加有效的技术保障。
裂缝监测实施细则一、背景介绍裂缝监测是一种重要的工程技术手段，用于检测和评估建筑物、土木工程或地质结构中的裂缝情况，以及裂缝的变化趋势。
裂缝监测的目的是及时发现和解决裂缝问题，确保工程的安全运行和人员的生命财产安全。
本文将详细介绍裂缝监测的实施细则。
二、裂缝监测方案制定1. 确定监测目标：根据工程类型和具体情况，明确监测的裂缝类型、位置、数量和监测指标，以及监测的时间和频率。
2. 选择监测方法：根据裂缝特点和监测目标，选择合适的监测方法，如视觉观察、测量仪器监测、遥感技术监测等。
3. 设计监测方案：制定监测方案，包括监测点的布置、监测仪器的选择和设置、监测数据的采集和处理方法等。
三、裂缝监测实施步骤1. 监测点布置：根据监测方案确定的监测点，进行现场勘察，确定监测点的具体位置和布置方式。
监测点应覆盖裂缝的起始点、终止点和中间段，以全面监测裂缝的变化情况。
2. 监测仪器设置：根据监测方案选择合适的监测仪器，并按照仪器说明书进行设置和校准。
确保监测仪器的准确性和可靠性。
3. 数据采集和记录：按照监测方案规定的时间和频率，对裂缝进行监测，并记录监测数据。
监测数据应包括裂缝的长度、宽度、变形情况等指标。
4. 数据处理和分析：对采集到的监测数据进行处理和分析，计算裂缝的变化速率和趋势，并与预定的监测指标进行比较和评估。
5. 结果报告和评估：根据监测数据的分析结果，编制监测报告，并对裂缝的变化趋势和安全性进行评估。
根据评估结果，提出相应的建议和措施。
四、裂缝监测数据管理1. 数据存储：监测数据应进行及时、准确的存储和备份，确保数据的完整性和可靠性。
可以采用电子数据库或纸质档案的方式进行存储。
2. 数据保密：监测数据应严格保密，不得随意泄露或外传。
只有授权人员可以查阅和使用监测数据。
3. 数据共享：在保证数据安全的前提下，可以根据需要进行数据共享，以促进工程的安全和发展。
五、裂缝监测质量控制1. 仪器校准：监测仪器应定期进行校准，确保测量结果的准确性和可靠性。
摘要本文对目前国内外了解裂缝形态的技术进行了总结，分为室内实验和现场监测两部分，分别对其技术原理进行了阐述，并对几种现场监测技术进行了对比，加深了对裂缝监测技术的认识。
在此基础上，提出面对复杂地层，应该结合不同监测技术进行优化设计，以更好指导生产。
关键词：室内试验；裂缝监测；水力压裂一、前言当今石油储量日渐消耗，需求却逐日增长，这对石油产量提出了更高的要求。
而每年产量的提高除通过探测新油气储存区外，低渗透储层或者老旧油区的剩油、稠油、重油等也开始受到重视，而其中低渗油藏的油气资源是现今利用最多的一种，成为能源主要的供应来源之一。
但是对低渗透储层中油气的开采，需要通过特别的处理手段，才能够实现经济开采，水力压裂是目前各大油田中常用的增产手段。
水力压裂形成的人工裂缝的形态是压裂施工是否成功的关键之一，对不同条件下压裂裂缝形态的研究具有重要意义。
由于实际上压裂施工是在井下进行操作，压裂效果只能通过压裂工人的经验以及压裂井压后的生产数据进行分析判断，或通过压裂施工的破裂压力等数据进行粗略判断。
这些方法存在如下问题：（1）经验性。
即解释结果受操作者的经验限制较大，对于比较陌生的地层，其结果与实际条件存在较大差距。
（2）精度较低。
没法准确判断人工裂缝的走向和方位，裂缝参数的计算。
（3）施工复杂，周期长，成本高。
（4）推广困难。
一个地区的经验很难用到地层条件有差异的地区。
因此，本文通过调研，对目前室内和现场常用的裂缝形态研究和监测手段进行了综述。
一、室内实验目前，水力裂缝形态的室内研究主要是通过裂缝模拟实验系统进行。
最早进行室内实验的是Abbas Ali Dane shy[1]，通过自行研制的实验系统对地层存在弱面条件下裂缝的延伸规律进行了研究。
此后国外又有众多学者[2][3][4]通过裂缝模拟实验系统对不同地层条件下的裂缝形态进行了研究。
而目前国内只有石油大学(北京)岩石力学实验室[5]拥有一套自行设计组建的大尺寸真三轴模拟试验系统。
近些年，随着水平井重要性的不断上升，对水平井裂缝形态的研究也显得尤为重要。
国外，代表性的研究工作是W.El Rabaa对水平井起裂裂缝的几何形状的试验研究。
国内，史明义等[6]对中国石油大学(北京)岩石力学试验室组建的一套大尺寸真三轴模拟试验系统进行了改造和完善，使这套系统也能够对水平井裂缝形态问题进行研究。
1.1实验系统组成室内裂缝模拟实验系统主要组成部分有试验架、伺服增压泵、声发射仪、稳压源、油水隔离器及其他辅助装置等，其整体结构如下图[6]所示。
图1.1大尺寸真三维裂缝模拟实验系统1.2实验流程将试样放入压机后，安装声发射探头，接出信号线，然后安装压力板和压机的其它部件。
试样安装完毕后，由液压稳压源施加三向围压。
再根据选定的泵排量向模拟井筒泵注压裂液，直到试样破裂。
在开始泵注压裂液的同时，启动声发射仪监测泵注过程中的声发射信号，启动与伺服控制器连接的数据采集系统，记录泵注压力和排量等参数。
试样破裂后，观察形成的裂缝形态。
1.3技术评价1.3.1主要应用方向根据文献[5]，目前实验系统的主要研究方向在于：（1）裂缝形态的直观试验。
方法是用有机玻璃等透明材料做为试样，便于直接观察裂缝扩展的过程和形态。
（2）非固结表面对裂缝垂向扩展的影响。
主要研究界面性质的影响。
（3）层状介质对裂缝垂向扩展的影响。
主要研究压裂层与隔层间水平地应力差、弹性模量差、断裂韧性差等因素对裂缝垂向扩展的影响。
（4）多裂缝扩展的模拟研究。
1.3.2特点根据调研，本文认为目前室内物理模拟实验存在的问题有（1）对水平井进行物理模拟难度较大。
室内实验与现场实际条件的相似性还有差距。
（2）难以模拟复杂的地层条件。
而室内物理模拟实验具有如下的优点：（1）有利于研究人员直观的了解和观察裂缝的形态，这在现场施工时是不可能办到的。
（2）有利于对某个的影响因素进行单独研究，受其余因素干扰小。
（3）研究周期短，费用低。
二、现场监测室内实验只能够模拟较为简单的井底条件，在实际地层条件下，裂缝的形态往往更为复杂，这个时候，要对裂缝形态进行研究，就需要借助现场的监测方法，主要包括4种方法：微地震监测技术（地面与邻井），电位法裂缝测试技术，地面测斜仪裂缝监测技术，压后测井检测。
2.1微地震裂缝监测技术微地震压裂监测技术的主要依据是在水力压裂过程中，裂缝周围的薄弱层面的稳定性受到影响，发生剪切滑动，产生了类似于沿断层发生的“微地震”，微地震辐射出弹性波的频率相当高，一般处在声波的频率范围内。
这些弹性波信号可以用精密的传感器在地面井和邻井探测，并通过数据处理分析出有关震源的信息。
记录这些微地震，并进行微地震震源定位，由微地震震源的空间分布可以描述人工裂缝的轮廓。
对于4D微地震监测方法，引入了时差变量，通过不同微地震事件到达的时间来区分不同裂缝产生的事件[7]。
微地震监测技术又可细分为两种，地面监测和邻井井下监测。
2.1.1地面监测通过在压裂井周边地表布置适当的检波器采集地震信号，根据微地震震源的空间分布在柱坐标系三个坐标面上的投影，可给出裂缝的三视图，分别描述裂缝的长度、方位、产状、及参考性高度。
目前地面微地震监测的主要缺点[8]：地面监测所得到的资料存在微震事件少；信噪比低、反演可靠性差。
它具有的优点是：能够对较大范围内的地震信号进行监测；可以确定一个区域人工裂缝与天然裂缝的连通情况。
2.1.2邻井井下监测压裂施工时，在邻井下入一组检波器，对压裂过程中裂缝张开形成的微地震事件进行接收，将数据传输到地面，然后对数据进行处理来确定微地震的震源在空间的分布，用震源分布图就可以解释水力压裂的缝高、缝长和方位（如图2.1[9]）。
图2.1 井下微地震监测示意图与其他裂缝监测技术相比，井下微地震技术的优点包括[10]：测量速度快；微地震事件位置能够实时确定；能同时确定裂缝的长度、高度和方位；具有噪音过滤能力；现场应用方便。
不过其缺点是压裂井周围必须要有相应可供下检波器的邻井，否则无法实施监测；井下监测相比于地面监测，更加昂贵；远离监测井的施工井监测得到的数据有限。
在未来的研究中，可以考虑地面与井下微地震监测协同进行，以提高解释精度，目前已有研究者对此问题展开了研究和实验[11]。
此外，对于井下微地震监测，未来主要考虑克服需要邻井的问题，研究如何在施工井直接监测。
2.2电位法裂缝测试技术压裂施工中，由于注入的工作液电阻率与地层介质的电阻率差异很大，这势必造成地面电流密度的改变，相应的地面电位也会发生较大的变化。
鉴于此，以压裂井套管为电极A，以无穷远为另一电极B，通过压裂井钢套管往地下进行大功率充电时，在井的周围必然形成一个很强的人工直流电场(如图2.2[12]）。
以压裂井井口为中心在其周围布置几个环形测网，充分利用压裂液与地层之间的电性差异所产生的电位差，采集高精度电场数据，经精细处理和对比压裂前后的电位变化，解释压裂裂缝的方向和长度。
图2.2 电位法裂缝方位监测示意图电位法测量的优点在于成本较低，但要求压裂液和地层水矿化度差别大，对液体要求较高。
电位法目前只能解释缝长和方位，无法解释缝宽，缝高等参数。
2.3地面测斜仪裂缝监测技术地面测斜仪监测法，是通过在地面压裂井周围布置一组测斜仪来测量地面由于压裂引起岩石变形而导致的地层倾斜，经过地球物理反演确定造成大地变形场压裂参数的一种裂缝测试方法。
从理论上来说，水力压裂是将地下岩石分开，伴随着岩石裂缝两个面的变形，最终形成一定宽度的裂缝。
压裂裂缝引起的岩石变形场向各个方向辐射，引起地面及井下地层变形(如图2.3[13])。
图2.3 地面测斜仪监测示意图裂缝引起的地面地层变形典型的量级为万分之一英寸，几乎不可测量。
但是测量变形场的变形梯度即倾斜场相对容易，裂缝引起的地层变形场在地面是裂缝方位、裂缝中心深度和裂缝体积的函数。
变形场几乎不受储层岩石力学特性和就地应力场的影响。
图2.4 典型测斜仪阵位布置压裂造缝过程中，用放置在压裂井附近6-12m地下的测斜仪可测量地层倾角的微小变化。
利用这些数据可以绘制出地面变形图，由此估算压裂裂缝的方位、倾角、深度、缝宽、缝高等参数（典型布置如图2.4[13]）。
地面测斜仪测试方法是目前国际上公认的最为先进的裂缝监测技术之一，与同类方法相比，地面测斜仪能准确测量裂缝的方位和产状。
但是，地面测斜仪测试方法虽然准确性高，但施工过于繁琐，对地貌要求较高，制约了其推广应用。
2.4压后测井检测测井检测的手段包括：放射性示踪剂测井技术、温度测井、生产测井、井眼成像测井、井径测井等几种方法。
这些测量方法的主要缺点是仅能了解井眼中产生了裂缝，但是在裂缝离井眼距离较远的时候，这些测量方法不能提供任何资料。
如果裂缝与井眼不成一条线，那么测量结果只能对裂缝的高度提供一个下限。
近井眼压裂诊断技术的主要用途是识别进入井内的压裂液、支撑剂或验证多层开采的油井每一层的产量[10]。
2.5几种现场监测技术对比上述的几种裂缝监测技术是目前国内外常用的裂缝测试技术，每种技术都有各自的特点，如井下测斜仪可以较准确评价裂缝的长度、高度、对称性、容积，一定程度上获得宽度和方位，示踪剂测试和井温测井、偶极子声波测井等测井技术可以获得裂缝的高度，实际应用中都是通过这些方法的综合利用和互相校对，得出裂缝的产状，这些方法有各自的特点和局限性，也有各自的技术适用性。
现将其总结对比如表2.1。
表2.1 监测技术对比（符号注释：√√能够；√可能；×不能）类别诊断方法局限性评价能力缝长缝高对称性缝宽方位倾角容积导流能力压前延伸模型预测1.结果取决于模型的假设条件和储层描述结果2.需要利用直接观测数据进行“校正”3、对复杂地层的裂缝形态进行的预测难度大√√×√××√√压裂过程微地震（地面和邻井）1.受监测井可用性等条件的限制，取决于速度模型是否正确2.不能完整提供支撑剂分布以及有效裂缝形状信息3、成本较高√√√×√√√××电位法1、对液体要求较高，需要压裂液和地层水矿化度差别大2、只能解释缝长和方位，无法解释缝宽，缝高等参数√√×××√√×××地面测斜仪1、监测复杂裂缝时精度较低2、施工复杂，并且受一定的地貌限制√√√×√√√√√√×压后测井方法只能提供近井筒裂缝形态的信息×√×√√√×√2.6监测技术的应用目前国内外使用最多的监测手段是微地震监测和测斜仪监测。
相比其它方法，这两种方法能够更加准确的获得井下裂缝的信息。
并且同时采用两种方法进行监测还能够互相印证和补充。
通过这些监测手段，在油田开发过程中，有助于开发人员完成以下任务[14][15]：（1）修正压裂设计模型；（2）判断断层或者隔层位置；（3）进一步了解原地应力场分布；（4）评估井网密度和压裂施工规模（5）评估裂缝形态，了解隔夹层性质，有利于压裂施工的优化。
