水力压裂支撑剂电磁监测(微地震替代技术)_赵争光.pdf

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1、中国矿业大学（北京）水力裂缝表征的电磁方法地球科学与测绘工程学院赵争光2015年5月汇报提纲一水力裂缝表征二主要监测方法3DSeismicMicroseismicHydraulicFracture三电磁示踪剂监测四相关课题组及专利水力裂缝表征水力裂缝支撑缝长缝高方位支撑剂垂向分布支撑剂堆积（proppantbanking）主缝中的支撑剂垂向分布示意图（SPE119368）汇报提纲一水力裂缝表征二主要监测方法3DSeismicMicroseismicHydraulicFracture三电磁示踪剂监测四相关课题组及专利主要监测方法SPE

2、59735主要水力裂缝监测方法示意图（Cipolla&Wright,2000）主要监测方法对比微地震监测仅提供与压裂地层所处位置有关的信息，而不会检测放置支撑剂的位置和支撑的压裂。只模拟离散压裂网络和SRV，只告诉您哪个压裂和体积拥有液体。比使用液体添加剂的评估技术更具优势，因为这些技术只检测液体的去向，而不是支撑剂，然后用外推法来计算压裂高度。SRV-储层改造体积微震解决方案只模拟离散压裂网络和SRV（图片来源：卡博公司）EPV-有效支撑体积储层改造体积和有效支撑体积对比（Maxwell,2013）SRV-StimulatedReserv

3、oirVolume,储层改造体积EPV-EffectiveProppedVolume,有效支撑体积SRV>EPV支撑体积<水力裂缝体积<应力体积<微震体积EPV液体到达体积SRV压裂各种体积示意图（据SPE146932修改）SRV>EPVURTeC：1922843模拟裂缝斜视图。裂缝方位根据震源机制获得，绿色为含支撑剂裂缝，红色为非支撑裂缝。红色圆点为微震事件，大小代表地震矩。SRV>EPVEvie~15%SRV被支撑剂充填Muskwa~29%SRV被支撑剂充填完井效率：Muskwa最有效支撑被支撑SRV（EPV）（McKenna,2

4、014）汇报提纲一水力裂缝表征二主要监测方法3DSeismicMicroseismicHydraulicFracture三电磁示踪剂监测四相关课题组及专利示踪剂示踪剂技术允许精确检测支撑剂的位置，并提供支撑压裂高度的直接测量结果。示踪剂可用于任何支撑剂，贴附于每个支撑剂晶粒，形成支撑剂材料基体的一个组成部分，所以无法将其溶解或洗掉。油井的整个寿命周期内均可检测放射性示踪剂存在保质期或半衰期问题，不可以在油井的生命周期内在任何时间进行有效评估。CARBONRT惰性示踪剂技术采用一种惰性、永久溯源材料。电磁示踪剂压裂是普遍的支撑剂分布是

5、未知的解决方案：支撑剂中加入导电粒子，利用电磁方法对这些粒子成像，从而定位支撑剂分布低频电磁感应技术LFEIUTAustin的Sharma课题组低频电磁感应（LowFrequencyElectromagneticInduction，LFEI)技术（SPE168606）可检测长达75m的缝长、0.5cm缝宽及与水平井筒呈45°交角的水力裂缝发射-接收间距60m效果好；接收间距越小越好最佳频率100Hz效果最好：基质电阻率1-500ohm-m套管井信噪比更高EM分析模型EM分析模型（Heagyetal.,2014）EM分析模型EM分析模

6、型试算（Heagyetal.,2014）结果表明：接收信号显著强于背景噪声水平，该方法可行汇报提纲一水力裂缝表征二主要监测方法3DSeismicMicroseismicHydraulicFracture三电磁示踪剂监测四相关课题组及专利课题组Hellmann,PennStateUniversitySharma,UniversityofTexasatAustinHeagly,UniversityofBritishColumbiaEM监测专利1.ControlledSourceFractureMonitoring,ConocoPhillipsC

7、ompany2.Electricallyconductiveproppantandmethodsfordetecting,locatingandcharacterizingtheelectricallyconductiveproppant,SandiaCorporation&CarboCeramicsInc.3.ElectromagneticImagingofProppantinInducedFractures，SchlumbergerTechnologyCorporation4.Proppantscoatedbypiezoelectricorm

8、agnetostrictivematerials,orbymixturesorcombinationsthereof,toenablet