微地震數(shù)據(jù)預(yù)處理方法研究

胡楊　賈志坤

【摘 要】隨著非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的興起，微地震技術(shù)已經(jīng)成為非常規(guī)油氣開發(fā)一項不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，微地震數(shù)據(jù)在監(jiān)測儲層改造效果，優(yōu)化壓裂設(shè)計有著顯著的效果。微地震數(shù)據(jù)因其自身數(shù)據(jù)能量級小的特點在對其進行分析前必須進行質(zhì)控和處理，才能利用處理后的數(shù)據(jù)開展后續(xù)解釋工作。經(jīng)過處理后的微地震數(shù)據(jù)，綜合利用地震數(shù)據(jù)、測井?dāng)?shù)據(jù)進行解釋，開展地層的脆性、壓裂的隔擋層效果、壓裂能量釋放區(qū)域分析及儲層的改造效果分析和解釋，從而達到監(jiān)測壓裂改造效果和水平井軌跡及壓裂設(shè)計優(yōu)化的目標。

【關(guān)鍵詞】非常規(guī)油氣；微地震；預(yù)處理

近些年，隨著北美頁巖油氣革命的成功，微地震技術(shù)逐漸進入了石油工作者的視野。微地震技術(shù)對于監(jiān)測儲層改造效果具有獨特的優(yōu)勢，同時對于非常規(guī)開發(fā)井井距的決策和壓裂設(shè)計也具有較好地決策支撐作用。微地震數(shù)據(jù)雖然具有如此多的應(yīng)用，但是同時微地震工作也面臨了許多挑戰(zhàn)，微地震數(shù)據(jù)的震級由于是人工激發(fā)，震級相對較小，能量較弱，被噪聲所污染，精度隨離井距增大而降低，數(shù)據(jù)進行嚴格的QC才能使用。

1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

經(jīng)過幾年的微地震數(shù)據(jù)的采集、處理及解釋，發(fā)現(xiàn)微地震數(shù)據(jù)面臨最大的挑戰(zhàn)就是噪音，這是由于微地震數(shù)據(jù)自身的能量級別較小，因而相對的噪音對微地震數(shù)據(jù)的干擾更大。如果對微地震數(shù)據(jù)不加質(zhì)量控制直接使用，勢必會對微地震數(shù)據(jù)的解釋精度帶來較大的誤差。本文使用量級和可信度兩個參數(shù)對得到的原始數(shù)據(jù)進行過濾，去低能級受噪聲干擾較大的和可信度較低的數(shù)據(jù)點。本文選取某油田一口水平井的壓裂數(shù)據(jù)的處理和解釋為例（圖1）。

從上圖可以看到水平壓裂的措施井是位于底圖左側(cè)顯示藍色軌跡為一口水平井X1井，壓裂分為14級，右側(cè)紅色圓點為一口直井，是坐側(cè)水平井的觀測井。可以看到微地震事件的分布，在水平井右側(cè)的微地震事件比左側(cè)的多，這是因為隨著微地震事件的距離監(jiān)測井的接收距離越遠，微地震事件的能量級別越小，越不容易被檢測到，這就存在了一個微地震數(shù)據(jù)的偏離問題。同時在距離檢波器距離較近的地方，可能有一些能量級別較小的噪聲也被當(dāng)作有效的微地震數(shù)據(jù)接收到檢波器，所以在使用微地震數(shù)據(jù)之前，應(yīng)該去除微地震數(shù)據(jù)的偏離和去除噪聲。通過實踐證明，震級參數(shù)和可信度參數(shù)可以將大部分的噪音和無效數(shù)據(jù)過濾出去。

2 震級參數(shù)過濾

從目前的能量理論來看，大部分的能量分布符合Gutenberg-Ritcher法則，因此，一般來說，小震的發(fā)生頻度要比大震高的多，大小地震的比例關(guān)系可用Gutenberg和Richter提出的關(guān)系式來表征，根據(jù)公式計算可知，隨著能量級別達到-2.4的位置，數(shù)據(jù)點出現(xiàn)了明顯的下降趨勢，這與震級和數(shù)據(jù)頻率的線性關(guān)系不符合，這說明能量級小與-2.4的數(shù)據(jù)點中，噪音占有主要部分，這些數(shù)據(jù)樣點的有效成分過少，不適于用來使用來進行后續(xù)的微地震數(shù)據(jù)解釋工作，需要移除這些微地震事件，這樣就確定了第一個數(shù)據(jù)過濾參數(shù)。

3 可信度參數(shù)過濾

微地震數(shù)據(jù)中有一個重要的數(shù)據(jù)項就是可信度，這個參數(shù)是來自于多個檢波點共同決定的參數(shù)。如果多個檢波點確定接收到了來自同一位置的微地震事件，那么認為該微地震事件的可信度較高，如果較少的檢波器接受到了來自同一個位置的微地震數(shù)據(jù)，那么可信度就較低。在可信度小于某個值以后，微地震事件數(shù)量也急劇下降，將這個數(shù)值設(shè)置為可信度參數(shù)的截取值，將可信度小于這個數(shù)值的微地震事件移除，這也保證了不會將過多的微地震數(shù)據(jù)過濾，保證數(shù)據(jù)可用性，所以這個參數(shù)可以根據(jù)單井的情況變化（圖2）。經(jīng)過震級參數(shù)和可信度參數(shù)預(yù)處理后的微地震數(shù)據(jù)保證了數(shù)據(jù)的真實和可靠性，可以利用處理后的微地震數(shù)據(jù)開展分析和研究。

4 結(jié)論

本文采用了一口單井對微地震數(shù)據(jù)預(yù)處理效果進行了研究，如果采取不同地區(qū)、不同層位的水平井進行對比分析，就可以得到全區(qū)的全層系的關(guān)于地層脆性、隔擋層分布和裂縫發(fā)育特征等方面的地質(zhì)認識，從而達到指導(dǎo)水平井位設(shè)計和壓裂的目的。同時，微地震數(shù)據(jù)如果能夠結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)必將對壓裂改造的效果監(jiān)測起到更好的效果。

【參考文獻】

[1]李庶林.試論微震監(jiān)測技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用[J].地下空間與工程學(xué)報，2009.5（1）：1-21.

[2]趙金花，李波，陸漢鵬，等.單一地震事件與多個地震事件的定位方法及應(yīng)用[J].地震地磁觀測與研究，2007.28（4）：75-83.

[3]沈琛，梁北援，李宗田.微破裂向量掃描技術(shù)原理[J].石油學(xué)報，2009.30（5）：744-749.

[責(zé)任編輯：王偉平]