微地震數據預處理及解釋

胡　楊　賈志坤

（1.南華大學核資源工程學院，湖南　衡陽　421001；2.中化石油勘探開發有限公司，北京　100031）

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微地震數據預處理及解釋

胡楊1賈志坤2

（1.南華大學核資源工程學院，湖南衡陽421001；2.中化石油勘探開發有限公司，北京100031）

摘要：微地震技術已成為非常規油氣開發一項不可或缺的關鍵技術，微地震數據對于監測儲層改造效果，優化壓裂設計有著顯著的效果。微地震數據因其自身數據能量級小的特點，在對其進行分析前必須進行質控和處理，才能利用處理后的數據開展后續解釋工作。經過處理后的微地震數據，綜合利用地震數據、測井數據進行解釋，從而達到監測壓裂改造效果和水平井軌跡及壓裂設計優化的目標。

關鍵詞：微地震；處理；綜合解釋

近些年，微地震技術逐漸進入了石油工作者的視野。主要是由于微地震對于監測儲層改造效果具有獨特的優勢，同時對于非常規開發井井距的決策和壓裂設計也具有較好的決策支撐作用。該研究綜合利用地震數據、測井數據、微地震數據來分析地層的脆性、壓裂隔擋層、能量釋放區以及壓裂改造效果［1］。

1　數據預處理

微地震數據面臨最大的挑戰就是噪音，這是由于微地震數據自身的能量級別較小，因而相對的噪音對微地震數據的干擾更大。如果對微地震數據不加質量控制直接使用，勢必會對微地震數據的解釋精度帶來較大的誤差。該文使用量級和可信度兩個參數對得到的原始數據進行過濾，去掉低能級受噪聲干擾較大的和可信度較低的數據點。從目前的能量理論來看，大部分的能量分布符合地震震級—頻度關系，即古登堡-李希特公式，簡稱G-R公式。因此，一般小震的發生頻度要比大震高得多，大小地震的比例關系LgN（m）=a-bm，其中N（m）為震級大于等于m的地震頻數，a、b為參數，可用實際地震目錄回歸得到。對原始數據進行分析，如圖1所示。

從圖1可以看到，在能量級別為-2.3的位置，數據點出現了明顯的下降趨勢，這與震級和數據頻率的線性關系不符合，這說明能量級小與-2.3的數據點中，噪音占有主要部分，這些數據樣點的有效成分過少，不適于用來進行后續的微地震數據解釋工作，需要移除這些微地震事件，這樣就確定了第一個數據過濾參數。利用這個參數進行過濾，把震級小于-2.3的微地震數據去除后，可見微地震數據的分布。

圖1 微地震數據震級頻率對數交會圖

微地震數據中有一個重要的數據項就是可信度，這個參數是來自于多個檢波點共同決定的參數。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據，那么可信度就較低。從圖1中可以看到，在可信度小于2.6以后，微地震事件數量也急劇下降，將2.6設置為可信度參數的截取值，將可信度小于2.6的微地震事件移除，這也保證了不會過濾過多的微地震數據，保證數據可用性，所以這個參數可以根據單井的情況變化，但一般應大于2.5。選取了2.6作為過濾參數后，將低可信度參數低于2.5的微地震數據過濾（見圖2）。

2　數據解釋

在壓裂過程中，盡量使壓裂所產生的能量盡量釋放到目的層段內，這樣可以使更多的能量用于改造目的層段的儲層，產生更多的裂縫，形成裂縫網，達到加強改造效果、提高產量的目的。與此同時，應盡量避免壓裂的能量向上或者向下用于破壞地層，同時也要盡量避免井位部署在較大的斷層附近，可以避免能量沿斷層釋放。因此，在井位部署時考慮目的層段向上和向下方向有較好的隔擋層，適合井位的部署。大部分的微地震數據點集中在藍色區域，藍色區域為低阻抗和低楊氏模量區域，綠色區域為高阻抗和高楊氏模量區域，紫色柱狀圖顯示的是能量按照深度的分布，數據點和能量分布說明高阻抗區高楊氏模量域作為隔擋層將大部分能量局限釋放于目的層段內，可以最大程度利用壓裂所產生的能量，同時也要注意在部署水平井位的時候，垂向的方向上不要距離隔擋層的位置過近，避免壓裂能量損失。

圖2 微地震事件分布圖

通過對微地震數據的分級，按照過濾參數將每級中不連續的微地震事件過濾掉，對每級的裂縫向井兩側的發育長度及目的層段向上和向下的裂縫生長高度進行統計，可以分析不同壓裂所對應的地層的非均質性。在得到裂縫的統計參數之后，可以看到水平裂縫的總平均長度為450ft，在部署水平井位時，在這個目的層段的水平井位的間距不能小于450ft，否則壓裂產生的裂縫很可能會連通兩口水平井，造成井間干擾，這主要是由于檢波器在水平井的東側，觀測距離更近，可以接收到更多的有效微地震事件，從而造成兩側裂縫長度的統計結果有差異，不能當作是地層的非均質性來對待。從裂縫向上生長裂縫參數來看，在部署水平井時要考慮盡量遠離目的層段的頂部，避免壓裂壓穿上覆的隔擋層，造成壓裂能量散失，盡量將能量局限在目的層段內。從對比關系中可以看到3個參數基本存在一個正相關的關系。

在接收到的微地震事件數量也較多的區域，裂縫發育強度較大。同時從計算結果來看，單級的水力壓裂改造效果也相對較好。這表明在微地震事件多的區域，地層的脆性較好，更易于被壓裂產生較多的裂縫，從而達到較好的改造效果。

參考文獻：

［1］李庶林.試論微震監測技術在地下工程中的應用［J］.地下空間與工程學報，2009（1）：1-21.

中圖分類號：P631.4

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）02-0158-02

收稿日期：2016-01-18

基金項目：南華大學博士科研啟動基金（2012XQD03）資助。

作者簡介：胡楊（1983-），男，講師，研究方向：微地震及鈾礦地質。

Micro-seismic Data Pre-processing and Interpretation

Hu Yang1Jia Zhikun2
（1.Nuclear Resources Engineering，Nanhua University，Hengyang Hunan 421001；2.Sinochem Petroleum Exploration and Development Co.Ltd.，Beijing 100031）

Abstract:The micro-seismic technology has become the key technology of unconventional oil and gas devel?opment,micro-seismic data has a significant effect in reservoir monitoring the effect of reconstruction and optimizing fracturing design.Quality control must be pre-processed seismic data for its own micro-level characteristics of a small energy data in its analysis,to take advantage of the processed data to carry out follow-up explanation.After the micro-processed seismic data,comprehensive utilization of seismic data,log?ging data interpretation,so as to monitor the effect of fracturing and fracturing and horizontal well trajecto?ry design optimization goals.

Keywords:micro-seismic；treatment；comprehensive interpretation