油氣田水力壓裂地面微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

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1、2014年第39卷第1期能源技術(shù)與管理V01．39No．1EnergyTechnologyandManagementdoi：10．3969／j．issn．1672—9943．2014．01．001謄％0鬟、謄麓謄董驀棗謄：譬：粥：：弱然：0￡照：油氣田水力壓裂地面微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)研究趙爭(zhēng)光，馬彥龍，劉穎，谷育波，趙百順，接銘麗(1．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)，北京100083；2．北京陽(yáng)光吉澳能源技術(shù)有限公司，北京100083)[摘要]水力壓裂地面微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)，是低孔低滲油氣藏及非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中描述水力壓裂誘發(fā)裂縫幾何形態(tài)及評(píng)價(jià)壓裂效果的主要技術(shù)，在我國(guó)尚處在工業(yè)試驗(yàn)

2、階段，在技術(shù)應(yīng)用層面上存在認(rèn)識(shí)不足。在介紹了地面微地震監(jiān)測(cè)發(fā)展歷史可行性證明、地面檢波器排列類型的基礎(chǔ)上，探討了微地震數(shù)據(jù)處理反演定位方法以及地面監(jiān)測(cè)定位精度。結(jié)果認(rèn)為，采用稀疏臺(tái)站檢波器排列布設(shè)的地面微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)成本較低、施工方便且反演定位精度在橫向和縱向上(一定監(jiān)測(cè)距離以外)優(yōu)于井中監(jiān)測(cè)，對(duì)此觀測(cè)系統(tǒng)采集的微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行走時(shí)反演和能量反演，都能獲得準(zhǔn)確可靠的結(jié)果，因此，是未來(lái)微地震監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向。[關(guān)鍵詞]水力壓裂；微地震；檢波器排列；走時(shí)反演；能量反演；定位精度[中圖分類號(hào)]TEl3[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1672-9943(2O14)O1-0001-03

3、層析成像技術(shù)監(jiān)測(cè)水平井水力壓裂并獲得巨大成1水力壓裂地面微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)功。至此，微地震地面監(jiān)測(cè)技術(shù)走向?qū)嵱秒A段，并水力壓裂微地震監(jiān)測(cè)，指的是利用水力壓裂開(kāi)始為石油工業(yè)界專家所認(rèn)可。作業(yè)時(shí)引起地下應(yīng)力場(chǎng)變化，導(dǎo)致巖層裂縫或錯(cuò)隨著儀表化油田技術(shù)的提出和發(fā)展，微地震斷所產(chǎn)生的地震波，進(jìn)行水力壓裂裂縫成像。通過(guò)地面監(jiān)測(cè)正朝著對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)實(shí)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)微地震數(shù)據(jù)處理和解釋可獲得水力裂縫的準(zhǔn)確的方向發(fā)展，地面微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用不局限走向以及裂縫空間形狀、尺寸等數(shù)據(jù)，還可給出水于水力壓裂誘發(fā)裂縫成像，這項(xiàng)技術(shù)目前也廣泛力裂縫帶中流體通道的圖像。此外，還可給出水力應(yīng)用于地?zé)豳Y源

4、勘探、高溫注汽熱力開(kāi)采、CO地裂縫隨時(shí)間發(fā)育過(guò)程的圖像，從而為水力壓裂方質(zhì)封存監(jiān)測(cè)，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)潛力是巨大的。法的研究和技術(shù)發(fā)展提供無(wú)可替代的資料Ⅲ。2地面監(jiān)測(cè)可行性分析根據(jù)檢波器排列布置，可將微地震監(jiān)測(cè)分為2大類：地面監(jiān)測(cè)和井中監(jiān)測(cè)。自從人們認(rèn)識(shí)到聲微地震地面監(jiān)測(cè)的發(fā)展史同時(shí)也是微地震地發(fā)射現(xiàn)象可以被用來(lái)服務(wù)于油氣生產(chǎn)以來(lái)，可靠面監(jiān)測(cè)的可行性證明史。的微地震監(jiān)測(cè)方法就成為各國(guó)研究人員的研究目Kiseleviteh等發(fā)明了發(fā)射層析成像處理方法標(biāo)。人們最早進(jìn)行的微震監(jiān)測(cè)，是采用地面監(jiān)測(cè)方并應(yīng)用此技術(shù)成功地勘探到冰島一處地?zé)崽?。式，但由于較早時(shí)候檢波器制造水平、排列方式以

5、Kuznetsov等和Kochnev等發(fā)明了與Semblance及處理軟件算法的落后，無(wú)法在地表監(jiān)測(cè)到地下方法相似的大時(shí)窗疊加方法來(lái)檢測(cè)幾秒內(nèi)的固定傳來(lái)的微地震信號(hào)或者無(wú)法從噪音中將有效信號(hào)目標(biāo)深度的增強(qiáng)能量。Chambers等利用與油藏深成功剝離，地面監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)失敗。這同時(shí)導(dǎo)致后來(lái)井度相同的一系列爆炸索爆炸來(lái)激發(fā)微震；地面檢中監(jiān)測(cè)方式的巨大成功。20世紀(jì)90年代，波器排列由1000個(gè)垂直檢波器組成，排列作星Kiselevitch等研究出地面微地震監(jiān)測(cè)方法，稱其型分布。實(shí)驗(yàn)中，預(yù)處理后的微地震剖面在不同信為“發(fā)射層析成像”。利用發(fā)射層析成像技術(shù)成功噪比情況下微震信號(hào)P波

6、波至的可見(jiàn)性不同，信地勘探到冰島地?zé)崽铩?004年，美國(guó)Barnett頁(yè)巖噪比降低至0．15或以下，微震信號(hào)P波初至不可氣井增產(chǎn)改造儲(chǔ)層時(shí)首次用地表檢波器排列發(fā)射見(jiàn)，這意味著無(wú)法準(zhǔn)確拾取P波初至進(jìn)行反演定位。然而，通過(guò)道疊加，在信噪比分別為1．5—015、基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2008ZX05023—005—014)0．1的情況下獲得了清晰的射孔震源位置。同時(shí)也2014年第39卷第1期能源技術(shù)與管理V01．39No．1EnergyTechnologyandManagement3速度場(chǎng)、VSP資料進(jìn)行速度建模。以此種方法建立結(jié)論是：采用深度和偏移距1：1的地面二維

7、檢波的速度模型不考慮層狀地層的橫向各向異性。利器排列監(jiān)測(cè)獲得的縱向定位誤差大于401TI且易用以上方法建立速度模型后，再利用射孔信號(hào)(相受速度模型影響，橫向定位精度通常小于10In且當(dāng)于已經(jīng)知道準(zhǔn)確位置的震源)校正速度模型，并不易受速度模型影響，如表2所示_5]。在此過(guò)程中利用迭代算法不斷校正，最后獲得最表2地面監(jiān)測(cè)和井中監(jiān)測(cè)定位精度對(duì)比優(yōu)的速度模型。精準(zhǔn)的速度模型固然可以提高微震監(jiān)測(cè)定位精度，但信噪比、初至?xí)r間和方向分量也是影響微井中單一垂大多數(shù)情徑向誤差很垂直和水平方向定位都受速度模型影響震震源定位精度的重要因素。直檢波器排況下1～小，方位誤差(