微地震监测技术发展方向及应用

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1、微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用17微地震监测技术发展方向及应用刘建中1，唐春华1，左建军2（1.北京科若思技术开发股份有限

2、公司，北京100082；2.胜利油田物探研究院，山东东营257022）[摘要]论述了微地震监测技术的发展方向，并指出了提高微地震监测系统质量，降低仪器前端噪音，记到更多、更小的微地震，夯实微地震监测的理论基础。同时增多微地震监测台数，一次监测获取更多可以对比的资料是微地震技术发展的重要方向。引入常规地震、勘探理论也可以提高微地震监测水平，形成完整的微地震学理论。上述三者是微地震监测技术发展的重要方向。随着技术的发展，微地震监测技术除了用于油田压裂、注水监测外，还可应用于地震勘探，矿山、水库安全预报领

3、域。[关键词]微地震监测；地震勘探；压裂监测；注水监测P315.73[文献标识码]A[文章编号]1009-1742（2013）10-0054-05[中图分类号]1前言随着页岩气、非常规油气开采提上日程，微地登堡使用的原始量规函数在5km的距离上是1.4，国家地震台网使用的量规函数在5km的距离上是1.8，有些地震专家针对华北的研究结果建议在5km的距离上量规函数采用1.9[3]。鉴于微地震震级小，周期短，笔者趋于使用较大的量规函数；量规函数取值越大，测点信号强度越弱。A0是-2级地震在监测点的地动位

4、移，单位是微米。原震级公式使用的是S波最大振幅，微地震通常监测到的是P波，S波振幅是P波振幅的3倍，因此修改了原震级公式。由此可以计算出-2级地震在5km的距离上由仪器输入端记到的电压V=A0×ε×ω=4.7μV震监测技术成为判断压裂裂缝形成、发展趋势的判断依据，监测结果为提高页岩气开采水平，非常规油气采收率提供了重要保证。研究微地震监测技术发展方向，了解微地震监测技术应用领域成为需要。需要是技术发展的最重要的动力，微地震监测技术在最近几年取得了长足进展[1]。2降低仪器噪音，记到更小的微地震发展质

5、量更高的监测系统是微地震技术发展的主要趋势。油田水力压裂形成的微地震分布在-1级至-5级，地下微地震信号的强度可以由式（1）估计，依据古登堡的体波震级理论[2]可以估算测点微地震幅度M-Q(H，r)A0=0.72×10-4（2）式（2）中：M是体波震级；Q（H，r）是反映震中距影响的量规函数，量规函数包括了所有衰减的影响。古[收稿日期][基金项目][作者简介]2013-06-20式（3）中：ω是角频率，微地震频率在50~200周之ε是地震仪的转换系数，间，在式（3）中取为100；使用2个地震仪直接串

6、接。（3）M=lg3A0+Q(H，r)（1）计算结果表明，-2级地震在测点的信号幅值为4.7μV，要记到清晰的微地震波形，应该满足C(1-S3（4）式（4）中：C是采样率；T是被采集信号的最高频率，为200周；S是仪器前端输入噪音；P是微地震信号国家高新技术研究发展“863计划”资助项目——陆上非一致性时延地震（2011AA060303）刘建中（1947—），男，吉林吉林市人，高级工程师，主要从事采油工程和地应力研究工作；E-mail：jianzhong.liu@microseismic.net54

7、中国工程科学在测点折算出的电压幅值。由式（4）可看出，提高仪器水平有两条途径，降低仪器前端输入噪音水平或者提高采样率。事实上，在仪器研制过程中，两者也是互相制约的，采样率提高，仪器前端的输入噪音也会增大，选择一个最佳的结合点，也可以提高仪器水平。由式（4）可以计算出 17S＜(1-3T/C)×P＜1.88μV仪器前端输入噪音小于1.88μV，才可以保证每个地震周期采集3个以上的有效点，回放出清晰的地震波形。仪器前端输入噪音的测试方法是：前端短路，用输出端的电压除以整个仪器系统的放大倍数，其结果就是输

8、入端噪音。图1是仪器前端输入噪音的测试结果。如果仪器系统达不到上述指标，则记录不到清晰的微地震波形，影响记录、分析的可靠性。作为补救，可以进行隐性相关分析，得到相对可靠的分析结果。隐性相关分析通常使用时间偏移、叠加技术。记录波形的精确叠加需要可靠的到时差，计算到时差需要可靠的速度模型，计算可靠的速度模型依赖可靠的到时差，二者互相依存，这使隐性相关分析存在某些不确定性。高可信的压裂、注水监测，应该使用合格的监测系统，减少结果的不确定性。图2某油田压裂监测实际记到的微地震