油气田水力压裂地面微地震监测技术研究.pdf

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1、2014年第39卷第1期能源技术与管理V01．39No．1EnergyTechnologyandManagementdoi：10．3969／j．issn．1672—9943．2014．01．001誊％0鬟、誊麓誊董蓦枣誊：譬：粥：：弱然：0￡照：油气田水力压裂地面微地震监测技术研究赵争光，马彦龙，刘颖，谷育波，赵百顺，接铭丽(1．中国矿业大学(北京)，北京100083；2．北京阳光吉澳能源技术有限公司，北京100083)[摘要]水力压裂地面微地震监测技术，是低孔低渗油气藏及非常规天然气开发过程中描述水力压裂诱发裂缝几何形态及评价压裂效果的主要技术，在我国尚处在工业试验

2、阶段，在技术应用层面上存在认识不足。在介绍了地面微地震监测发展历史可行性证明、地面检波器排列类型的基础上，探讨了微地震数据处理反演定位方法以及地面监测定位精度。结果认为，采用稀疏台站检波器排列布设的地面微地震监测技术成本较低、施工方便且反演定位精度在横向和纵向上(一定监测距离以外)优于井中监测，对此观测系统采集的微地震数据进行走时反演和能量反演，都能获得准确可靠的结果，因此，是未来微地震监测的发展方向。[关键词]水力压裂；微地震；检波器排列；走时反演；能量反演；定位精度[中图分类号]TEl3[文献标识码]A[文章编号]1672-9943(2O14)O1-0001-03

3、层析成像技术监测水平井水力压裂并获得巨大成1水力压裂地面微地震监测技术功。至此，微地震地面监测技术走向实用阶段，并水力压裂微地震监测，指的是利用水力压裂开始为石油工业界专家所认可。作业时引起地下应力场变化，导致岩层裂缝或错随着仪表化油田技术的提出和发展，微地震断所产生的地震波，进行水力压裂裂缝成像。通过地面监测正朝着对油气田开发实行全程实时监测对微地震数据处理和解释可获得水力裂缝的准确的方向发展，地面微地震监测技术的应用不局限走向以及裂缝空间形状、尺寸等数据，还可给出水于水力压裂诱发裂缝成像，这项技术目前也广泛力裂缝带中流体通道的图像。此外，还可给出水力应用于地热资源

4、勘探、高温注汽热力开采、CO地裂缝随时间发育过程的图像，从而为水力压裂方质封存监测，其技术和经济潜力是巨大的。法的研究和技术发展提供无可替代的资料Ⅲ。2地面监测可行性分析根据检波器排列布置，可将微地震监测分为2大类：地面监测和井中监测。自从人们认识到声微地震地面监测的发展史同时也是微地震地发射现象可以被用来服务于油气生产以来，可靠面监测的可行性证明史。的微地震监测方法就成为各国研究人员的研究目Kiseleviteh等发明了发射层析成像处理方法标。人们最早进行的微震监测，是采用地面监测方并应用此技术成功地勘探到冰岛一处地热田。式，但由于较早时候检波器制造水平、排列方式以

5、Kuznetsov等和Kochnev等发明了与Semblance及处理软件算法的落后，无法在地表监测到地下方法相似的大时窗叠加方法来检测几秒内的固定传来的微地震信号或者无法从噪音中将有效信号目标深度的增强能量。Chambers等利用与油藏深成功剥离，地面监测实验失败。这同时导致后来井度相同的一系列爆炸索爆炸来激发微震；地面检中监测方式的巨大成功。20世纪90年代，波器排列由1000个垂直检波器组成，排列作星Kiselevitch等研究出地面微地震监测方法，称其型分布。实验中，预处理后的微地震剖面在不同信为“发射层析成像”。利用发射层析成像技术成功噪比情况下微震信号P波

6、波至的可见性不同，信地勘探到冰岛地热田。2004年，美国Barnett页岩噪比降低至0．15或以下，微震信号P波初至不可气井增产改造储层时首次用地表检波器排列发射见，这意味着无法准确拾取P波初至进行反演定位。然而，通过道叠加，在信噪比分别为1．5—015、基金项目：国家科技重大专项(2008ZX05023—005—014)0．1的情况下获得了清晰的射孔震源位置。同时也2014年第39卷第1期能源技术与管理V01．39No．1EnergyTechnologyandManagement3速度场、VSP资料进行速度建模。以此种方法建立结论是：采用深度和偏移距1：1的地面二维

7、检波的速度模型不考虑层状地层的横向各向异性。利器排列监测获得的纵向定位误差大于401TI且易用以上方法建立速度模型后，再利用射孔信号(相受速度模型影响，横向定位精度通常小于10In且当于已经知道准确位置的震源)校正速度模型，并不易受速度模型影响，如表2所示_5]。在此过程中利用迭代算法不断校正，最后获得最表2地面监测和井中监测定位精度对比优的速度模型。精准的速度模型固然可以提高微震监测定位精度，但信噪比、初至时间和方向分量也是影响微井中单一垂大多数情径向误差很垂直和水平方向定位都受速度模型影响震震源定位精度的重要因素。直检波器排况下1～小，方位误差(