在国内外化石能源开采中非常规能源所占的比重越来越大。水力压裂是油气藏尤其是非常规油气藏增产、增注的一项重要措施。而在水力压裂及后续开发过程中,准确监测压裂裂缝形态及体积能够为后续的井网设计,重复压裂,新井压裂措施及开发方案设计提供重要指导和保障。其中能够准确测量出贡献绝大部分产能的水力压裂有效支撑裂缝体积而非储层改造体积是精确预测压后产能的关键,也是目前工业界和学术界积极研究的一项课题。本文研究的目的是创建一套基于电磁技术的能够准确监测压后裂缝有效支撑体积的新方法。主要研究内容是在充分调研国内外新技术的基础上,首先进行物理和数值模型设计,形成能够近似于现场实际的正演模拟器,并进行大量的模拟试验,得到电磁监测信号与压后有效支撑裂缝参数(方位、长度、高度)之间的关系,为后续反演方法设计提供边界约束,降低反问题的不确定性;在完成正演模拟器设计并进行大量模拟之后,本文分析了电磁监测反问题特征,建立了合适的反演目标函数,并经过大量调研选取了差分进化算法进行反演优化迭代;此外,设计了分一阶段反演和分两阶段反演来判断施加正演约束对反演结果的影响,从而确定最优的反演方法。正演模拟发现,三轴电磁发射器中发射源面处于不同方位时,有效支撑裂缝形成的次级电磁场监测信号呈现不同的规律变化。当发射源面垂直于X、Y轴时,峰值信号对裂缝的长度和高度不敏感,而只对裂缝方位角敏感,需要说明的是,若方位角正负(从X轴起,逆时针方向为正,顺时针方向为负)不同而绝对值相同,监测信号几乎一致;当发射源面垂直于Z轴(沿井筒方向)时,峰值信号对裂缝方位、长度、高度均较敏感;此外,模拟发现,上述三种信号对裂缝方位角的正负号不敏感,鉴于此,设计并模拟发射源面垂直于M轴时的监测案例,可确定裂缝方位角的正负号,在反演开始时需首先解释以施加约束。在反演试验中,无论对单裂缝模型还是两裂缝模型,不施加正演约束的分一阶段的反演目标函数下降较慢,结果误差较大,在5%以上;而施加正演约束的分两阶段反演目标函数会有明显的下降过程,结果误差能够控制在5%以内。本文通过正演模拟和反演试验,验证了该方法监测有效支撑裂缝体积的可行性,并最终形成了一套基于电磁技术监测水力有效支撑裂缝体积和形态的方法。