微地震監測技術及應用

張方（中國石油新疆油田分公司勘探開發研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

微地震監測技術及應用

張方（中國石油新疆油田分公司勘探開發研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

近年來水力壓裂微地震監測技術發展迅速，并在鉆井現場擁有很好的應用前景，筆者從微地震監測技術的原理出發，并指出目前現場施工作業時難點并提出相應的技術對策。為了較好地評估區塊內水力壓裂過程中的破裂發生和發展狀況，更好的評估壓裂效果，進一步優化工藝參數和縫網系統，為井距論證和整體開發井網部署提供依據，建議在井區內優選幾口井進行水平井壓裂微地震監測。

微地震監測；水力壓裂；裂縫系統

1 微地震監測水力壓裂技術原理

近年來水力壓裂微地震監測技術發展迅速，并在鉆井現場擁有很好的應用前景。微地震監測技術是建立在地震學和聲發射原理的基礎上，以在壓裂過程中形成的小地震事件為目標，通過展示裂縫空間立體形態達到裂縫監測的目的。

在水力壓裂過程中，地層原有應力受到壓裂作業干擾，使得射孔位置處出現應力集中現象，導致應變能量升高，井筒壓力迅速升高，當壓力大于巖石的抗壓強度時會導致巖石破裂變形，進而形成裂縫擴展，在應力釋放過程中一部分能量會以地震波的形式向四周傳播，進而形成微地震。微地震一般發生在裂縫之類的斷面上，通常裂縫范圍在1-10m之間，頻率范圍一般在200-1500Hz，持續時間較短通常小于15s。微地震在地震記錄上具有以下特點地震能量越弱其地震頻率越高，持續時間越短破裂長度也越短。微地震監測水力壓裂通過監測站收集被檢測井在水力壓裂過程中產生的微地震波，并對收集到的微波信號進行處理解釋，根據直達波的時間確定震源具體位置。

目前微地震解釋主要用于以下幾個方面：

（1）分析微震事件出現的空間展布，計算裂縫網絡方位、長度、寬度、高度；

（2）隨著壓裂施工的進行，破裂事件不斷發生，破裂事件出現的速率與壓裂施工曲線的對應關系；

（3）根據微震事件出現的空間位置，結合地震剖、測井資料，解釋裂縫擴展與地層巖性、構造相互關系；

（4）評估壓裂產生的SRV；

2 微地震監測水力壓裂技術難點與技術對策

2.1 難點分析

（1）在實時監測，一般需要檢驗速度模型的合理性，但是，現場實時監測中調整速度模型的難度較大；

（2）在監測過程中，對于信噪比低的事件，自動識別程序難以自動識別；

（3）在監測過程中，可能有個別事件明顯偏離它的真實位置，以及個別事件P波和S波初至時間的自動拾取結果不合理，對現場實時處理帶來一定的影響。

2.2 技術對策

（1）根據聲波速度測井、自然伽馬測井資料、錄井資料以及鉆井地質設計中的地質分層信息，分析縱向上的巖性變化，合理劃分速度界面，使誤差降到最低，并在后續工作中修改并完善速度模型；

（2）分析微震信號過濾器參數的合理性，調動參數，降低自動識別門檻，并進一步手動加以識別；

（3）應用不同的反演定位方法，測試各種方法在該區域實時處理并確保定位的有效性。

3 微地震監測應用

為了較好地評估區塊內水力壓裂過程中的破裂發生和發展狀況，更好的評估壓裂效果，進一步優化工藝參數和縫網系統，為井距論證和整體開發井網部署提供依據，在AA地區選取了5口水平井進行微地震監測。

統計各水平井有效監測范圍內的裂縫擴展形態參數，并與單段總液量、總砂量、儲層改造體積對比。發現裂縫擴展與施工規模存在以下幾條規律：

(1)裂縫網絡長200-250m，裂縫網絡寬60-100m，裂縫網絡高27-35m。

(2)裂縫長寬高與單段液量相關性較強，單段液量1000-1200方為最佳。

(3)裂縫長寬高與單段砂量相關性較弱。

(4)儲層改造體積大小與單段總液量及總砂量都有影響。單井比較，改造體積與單段液量相關性強，單段液量1000-1200方為最佳。各井相互比較，改造體積與單段砂量相關性強，單段砂量應保證80方以上。

(5)AA地區百口泉組砂礫巖儲層改造，由于地層疏松，微地震信號能量較弱且衰減較快。而且實際施工中各段施工壓力較高，實際施工排量很難達到設計排量10方∕分。各方面因素綜合導致微地震監測定位信號較少、監測效果不佳。根據不同距離下微地震事件能量的強弱對比，建議AA地區開展微地震井中監測選擇監測井時，優選監測距離在500m以內的井開展施工。

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張方(1989-),女,漢族、湖北省隨州市、碩士、助理工程師、研究方向：儲層地質；