微地震压裂裂缝监测方法及应用
压裂裂缝监测技术及应用
压裂裂缝监测技术及应用【摘要】目前国内外油气田普遍采用裂缝监测技术了解水力裂缝扩展情况及其复杂性，将裂缝与油藏、地质相结合以评价增产效果，并制定针对性的措施。
目前形成的技术主要分为间接诊断、直接近井诊断、直接远场诊断等三类十多种方法，在B660、F142等区块开展了多口直井现场应用，并在F154-P1井采用多种监测方法对水平井多级分段压裂裂缝进行了监测试验。
通过裂缝监测技术的应用，大大提高了对裂缝复杂形态的认识。
【关键词】水力压裂；裂缝监测；微破裂成像；示踪陶粒；井下微地震裂缝监测技术是指通过一定的仪器和技术手段对压裂全过程进行实时监测和测试评价，通过数据处理，得到裂缝的方向、长、宽、高、导流能力、压裂液的滤失系数、预测产量、计算压裂效益等，从而评价压裂效果。
使用评价的结果可以验证或修正压裂中使用的模型、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺等，保证压裂施工按设计顺利进行并且取得最好的改造效果。
1、压裂裂缝监测技术裂缝监测的主要目的在于了解裂缝真实形态，并利用监测结果评价改造效果、储层产能、指导压裂设计。
目前国内外采用的裂缝监测技术可以分为地震学方法和非地震学方法，主要采用地面微地震、井下微地震、阵列式地面微地震和测斜仪阵列水准观测等技术。
1.1地面微地震技术1.1.1简易地面微地震简易地面微地震技术是采用最多的裂缝监测技术，该技术采用地震学中的震源定位技术，通过3-6个观察点接受的信号来定位震源。
该技术具有原理简单，费用低的特点，但对于埋藏的深油藏，井下微地震信号需要穿越多个性质不同的地层，因此只有震级高的脆性破裂信号可以被从噪音中区分出来，信号采集方面的缺陷降低了该技术的精确度。
目前在使用中多采用贴套管的微地震监测技术，通过在相邻井的套管上放置检波器来收受信号，可以在一定程度上避免这一问题，但是要求井距要小。
1.1.2微破裂成像技术微破裂成像裂缝监测技术采用埋在地表下30cm的20-30台三分量检波器，利用向量扫描技术分析目的层位发生的破裂能量分布，用能量叠加原理，解释出裂缝方位、裂缝动态缝长、裂缝动态缝高。
裂缝监测实施细则
裂缝监测实施细则一、背景介绍裂缝是指岩石、土壤或建筑物等物体表面出现的线状或面状的裂缝，是地质灾害中常见的一种形式。
裂缝的形成可能是由于地壳运动、地震、地下水位变化、地质构造活动等原因引起的。
为了及时掌握裂缝的变化情况，采取裂缝监测是非常必要的。
二、监测目的裂缝监测的目的是为了及时掌握裂缝的变化情况，判断其稳定性，并根据监测数据进行合理的防治措施。
三、监测方法1. 传统测量法：采用传统的测量仪器，如经纬仪、水准仪等，通过测量裂缝的长度、宽度、深度等参数，来判断裂缝的变化情况。
2. 光电测量法：采用光电测量仪器，通过测量裂缝两侧的光电信号变化，来判断裂缝的变化情况。
3. 形变监测法：采用形变传感器，如应变计、位移传感器等，通过测量裂缝周围的形变情况，来判断裂缝的变化情况。
四、监测频率1. 常规监测：根据裂缝的稳定性和重要性，定期进行监测，一般为每年一次或每季度一次。
2. 临时监测：对于新出现的裂缝或发生重大地质灾害的区域，应及时进行临时监测，以确保及时采取防治措施。
五、监测数据处理与分析1. 数据采集：监测数据应按照事先确定的监测方法进行采集，确保数据的准确性和可靠性。
2. 数据处理：对采集到的监测数据进行整理、筛选和校正，排除异常值和误差，得到可靠的监测数据。
3. 数据分析：根据监测数据的变化趋势和规律，进行数据分析，判断裂缝的稳定性和变化趋势。
六、监测报告1. 监测报告应包括监测的目的、方法、频率、数据处理与分析结果等内容。
2. 监测报告应及时提交给相关部门和单位，供其参考和决策使用。
七、监测责任1. 监测责任单位应具备相应的监测设备和技术人员，保证监测的准确性和可靠性。
2. 监测责任单位应定期对监测设备进行维护和检修，确保设备的正常运行。
以上为裂缝监测实施细则的详细内容，希望对您有所帮助。
如有任何疑问或需要进一步了解，请随时与我们联系。
水力压裂裂缝微地震监测测试技术与应用
特点
地面微地震 Y Y N Y
费用低、操作简单, 精度差 ,
N Y Y N N 易受地面 设备 造成的 微地 震影响
井下微地震 Y Y
Y
N
Y
YN
N
费 用昂 贵, 对 监测 井 要求 高, 条件较苛刻
地面微破裂 影像
Y
Y
Y
N Y Y N N 解释过程复杂, 需 3~ 4 d
阵列式地面 微地震
Y
Y
Y
N Y N N 费用昂贵, 精度较高
1 微地震裂缝监测技术
1. 1 地面微地震裂缝监测技术 根据摩尔- 库仑准则, 水力压裂裂缝扩展时, 必
将沿裂缝面形成一系列微震。记录这些微地震, 并 进行微地震震源定位, 由微地震震源的空间分布可 以描写人工裂缝的轮廓。微地震震源的空间分布在 柱坐标系的三个坐标面上的投影, 可以给出裂缝的 三视图, 分别描述裂缝的长度、方位、产状及参考性 高度( 见图 1) 。
本文收稿日期 : 2011- 12- 28 编辑: 王 军
( 1) 简易地面微地震与微破裂影像相比, 由于布 点少、干扰大, 再加上裂缝本身的复杂性, 检测精度 较低, 本次施工只解释出 6 段。解释结果与微破裂 影像解释结果差异较大, 有三段解释方向基本一致。
2012 年 6 月
油 气 井 测试
关键词 地面微地震 井下微地震 微破裂影像 阵列式微地震 压裂
0引言
微地震压裂监测技术原理起源于天然地震的监 测, 水力压裂井中, 由于压力的变化, 地层被强制压 开一条较大裂缝, 沿着这条主裂缝, 能量不断的向地 层中辐射, 形成主裂缝周围地层的张裂或错动, 这些 张裂和错动可以向外辐射弹性波地震能量, 包括纵 波和横波, 类似于地震勘探中的震源, 压裂裂缝微地 震监测技术就是通过收集这些弹性波信号, 结合模 型来解释地下裂缝的情况[ 1] 。
微地震裂缝监测技术与煤层气井应用实例
微地震裂缝监测技术与煤层气井应用实例作者：陈恩尧来源：《世界家苑·学术》2017年第05期摘要：压裂是低渗透煤层气井储层改造的重要手段和必要手段。
压裂后形成的裂缝长度、高度、渗透率和导流能力是影响压后效果最直接和最重要的因素，通过对煤层气井压裂进行微地震裂缝监测，可以认识裂缝方位及扩展规律，对评价压裂效果，压裂工艺的改进，井间距的调整及井网布置提供合理依据。
关键词：煤层气井；压裂；微地震；裂缝监测一、微地震裂缝监测技术原理及简介微地震监测技术就是通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震事件来监测生产活动之影响、效果及地下状态的地球物理技术。
其基础是声发射学和地震学。
声发射是指材料内部应变能量快速释放而产生的瞬态弹性波现象。
1956年，德国学者J.Kaiser发现，声发射活动对材料载荷历史的最大载荷值具有记忆能力，这一现象被称为Kaiser效应。
1963年，Goodman发现岩石材料也具有一定的Kaiser效应。
地下岩石因破裂而产生的声发射现象又称为微地震事件。
Kaiser效应是微地震监测技术的理论基础。
注入作业期间引发的微地震事件在空间和时间上的分布是复杂的，但不是随机的，可以在1Km范围内用适当的灵敏仪器检测到。
压裂井微地震实时监测评价技术是建立在微地震监测技术基础上的一项油田生产动态监测技术。
微地震监测技术自上世纪七十年代来，已在国内外进行了广泛的研究和实践，应用该项技术，已在油田生产工作中取得了很多实际效果，诸如可利用该项技术监测压裂井的裂缝空间形态、有效缝长、缝高及地应力分布情况，为完善压裂工艺、评价压裂效果、对压裂井进行压后产能分析和井网布置提供有力的依据。
压裂井微地震实时监测也是在这一已有的技术基础上，利用压裂时产生的微地震，使用现场监测系统及计算机和其相应的解释系统，解释、分析现场监测实时数据。
对压裂的范围、裂缝发育的方向、大小进行追踪、定位，客观评价压裂工程的效果，对下一步的生产开发提供有效的指导，降低开发成本。
裂缝监测方法研究及应用实例
裂缝监测方法研究及应用实例徐剑平【摘要】利用微震裂缝监测技术,对某油田的A区块进行压裂裂缝监测.通过接收地层破裂时的微震信号和微震震源定位方法确定震源.了解震源的空间分布,从而确定裂缝的形态、方位、高度.分析裂缝发育与地应力的关系,并考虑地应力状态下天然裂缝和人工裂缝的综合影响,为下一步的优化压裂设计、优化井网做好准备,从而为低渗透油藏高效开发提供依据.%Micro-seismic monitoring technology used in a block of some oil field to monitor fractured cracks. By accepting breakdown signal of the micro fracturing, the microseismic source orientation method is used to determine the seismic source . Then the fracture morphology , orientation , height with knowing the spatial distribution of the source are figured out. Furthermore, through the analysis of the genenral effect of stress and fractures, added the consideration of current state of natural fracture stress and the combined effects of artificial fracture, it will benefit for further optimize fracturing design and well network ,thus were be offered a basis for low permeability reservoirs’ efficient development.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)011【总页数】4页(P2575-2577,2581)【关键词】微震裂缝监测;地应力;裂缝方位;裂缝形态【作者】徐剑平【作者单位】长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,荆州,434023【正文语种】中文【中图分类】TE122.23现在,我国投入开发的中、高渗透性油气田越来越少,低渗透油田越来越多,并且大量未动用的储量大部分集中在低渗透储层中。
裂缝监测方法研究及应用实例
藏 压裂 改 造 领 域 中 的 一 项 重 要 新 技 术 。该 项 技
术通过 在 邻 井 中 的检 波 器 来 监 测 压 裂 井 在 压 裂 过
平均渗 透率 为 ６ ２×１ ， 层 内非 均 质 性 为 ０３ ． ０／ ， ｚ ｍ ．４
～
程 中诱 发 的微 地 震 波 来 描 述 压 裂 过 程 中 裂 缝 生 长 的几何 形 状 和 空 间展 布 。它 能 实 时 提 供 压 裂 施 工 产生裂 隙 的 高度 、 度 和方 位 角 ， 用 这 些 信 息 可 长 利 以优化 压裂 设 计 、 化 井 网等 开发 措 施 ， 而 提 高 优 从
方 法确 定 震 源 。 了解 震 源 的空 间分 布 ， 而 确定 裂缝 的形 态 、 位 、 从 方 高度 。分 析 裂 缝 发 育 与 地 应 力 的 关 系 ， 考 虑 地 应 力 状 态 并 下 天 然 裂 缝 和 人 工 裂 缝 的综 合 影 响 ， 下 一 步 的 优 化 压 裂 设 计 、 化 井 网做 好 准 备 ， 而 为 低 渗 透 油 藏 高 效 开 发 提 供 依 据 。 为 优 从
科
学
技
术
与
工
程
１ 卷 １
达 到最小 时的方 向 为 Ｆ， 工 裂缝 将 沿 着垂 直 于 Ｆ 人 的方 向形成 。
地层压 裂时 的破裂压力 为 Ｐ ， 有 ： ，则 Ｐ ＝ ０ 一ｏ ＋Ｓ 一 ０ ， ３－ － ＾ Ｈ Ｐ （） ３
式 （ ） ０ 是 水 平最 小 主 应力 ， ａ 是 水 平最 ３巾－ ＭＰ 为 ０ ６ ． １层 ． ３～１ ８ 。储 层物 性 为 ．７
低 孔特 低渗 ， 储层 非均 质层 内强 ， 问 中等 。 层
微地震技术与压裂效果评价
微地震技术与压裂效果评价摘要:本文就油田不同开发阶段,利用微地震监测技术对水力压裂人工裂缝实时监测,根据裂缝监测结果应用科学的评价方法,定量计算水力压裂措施前后渗流阻力及产量,是一项十分必要评价压裂效果的可靠方法。
关键词:微地震;监测;油气藏;地应力;储层;评价目前提高低渗透油藏单井产量最有效的方法是对油层进行水力压裂改造。
通过微地震监测技术,监测压裂人工裂缝形成过程中所诱发的微地震事件,通过对微地震事件反演及震源定位,就可以了解裂缝的产状,进而客观的描述压裂裂缝的再生作用导致的应力改变,以有效地提高油田开发水平。
1.微地震监测技术微震动(包括微地震)监测技术是20世纪90年代发展起来的一项地球物理勘探新技术,应用于油气藏勘探开发、煤矿“三带”(冒落带,裂缝带和沉降带)监测,矿山断裂带监测,地质灾害监测等多个领域。
目前微地震监测技术在国内外油气田勘探开发中的应用已经比较普遍。
1.1监测原理油气水井新井投产或后期改造进行水力压裂时,在射孔位置,当迅速升高的井筒压力超过岩石抗压强度,岩石遭到破坏,形成裂缝,裂缝扩展时,必将产生一系列向四周传播的微震波,微震波被布置在压裂井周围的多个监测分站接收到,根据各分站微震波的到时差,会形成一系列的方程组,求解这一系列方程组,就可确定微震震源位置,进而计算出裂缝分布的方位、长度、高度及地应力方向等地层参数;同时结合井口压力监测可获得闭合压力、液体滤失系数、液体效率、裂缝宽度等参数。
1.2压裂效果评价方法根据目前国际上通常评价系统,水力压裂前后几何渗流阻力(ΩrP)、产油量(q ) 、渗流阻力下降率(V )分别为:2.微地震监测技术在青海柴达木地乌南油田应用实例2.1乌南油田基本概况乌南油田位于青海省柴达木盆地西部南区,为柴达木盆地茫崖坳陷区昆北断阶亚区乌北-绿草滩断鼻带上的一个三级构造,构造面积130km2 ,构造整体为一由东南向北西方向倾没的鼻状构造,构造轴向为北西向,构造西南翼地层倾角较大,东北翼地层倾角相对较小,主体部位轴向330度。
HAL压裂裂缝监测技术说明
哈里伯顿压裂裂缝微地震监测说明2015年4月1.微地震数据采集方式井下微地震裂缝监测理论源于研究天然地震的地震学，主要为利用在水力压裂过程中储层岩石被破坏会产生岩石的错动（微地震）来监测裂缝形态的技术。
井下微地震监测法将三分量地震检波器（图1）,以大级距的排列方式，多级布放在压裂井旁的一个或多个邻井的井底中（图2）。
三分量微地震检波器在压裂井的邻井有两种放置方式：一种是放置在邻井中的压裂目的层以上，用于邻井压裂目的层已射孔生产情况，由于收集微地震信号的检波器非常灵敏；为防止监测井内的液体流动对监测造成井内噪音，必须在射孔段之上下入桥塞封隔储层，然后将检波器仪器串下入到桥塞之上的位置。
另一种方法是将检波器放置在邻井中的压裂目的层位置上，这种情况检波器和水力裂缝都位于相同的深度和储层，此时声波传播距离最近、需要穿过的储层最少，属于最佳的观测位置，这种方式用于邻井的目的层未实施射孔生产的情况。
图1 三分量地震检波器图2 三分量地震检波器下井施工现场图3显示一个由5级检波器组成的仪器串在压裂井的邻井下入的两种布局方式：图中左边表示邻井已射孔的情况下，射孔段以上经过桥塞封堵，检波器仪器串放置在该井的目的层以上；图中右边表示邻井为新井的情况下，目的层未实施射孔，检波器仪器串放置在该井的压裂目的层位置上。
井下微地震压裂测试使用的三分量检波器系统检波器以多级、变级距的方式，通过普通7-芯铠装电缆或铠装光缆放置在压裂井的邻井中。
哈里伯顿使用采样速率为0.25ms的光缆检波器采集系统采集和传输数据。
常规的电缆一方面数据传输速率低，另一方面对于低频震动信号易受电磁波的干扰大。
采用铠装光纤进行数据传输不但传输速度快，并且允许连续记录高频事件，提高了对微小微地震事件的探测能力同时对微地震事件的定位更加准确，监测到的裂缝形态数据最为可靠。
图3 多级检波器系统在邻井的两种放置方式另外，由于检波器非常灵敏，井筒中的油气流动会很大程度的影响监测微地震事件的信噪比，如果监测井为已经射孔的生产井，需要在射孔段以上20米的位置下入桥塞，检波器仪器串底部下入到距离桥塞10米的位置。
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this paper,at first,microseismic fracture monitor basic principles are
introduced,including acoustic emission(AE), Mohr-Coulomb theory,fracture
mechanics rules. Secondly,making a comparison between conventional fracture
monitor(dip compass, well temperature test, radioactive measurement, potential
method, etc.) and microseismic fracture monitor, showing microseismic fracture
1.1 选题依据及意义................................................................................................................1 1.2 国内外研究现状................................................................................................................2 1.3 研究思路及内容................................................................................................................4 1.4 创新点及研究成果............................................................................................................5 第 2 章微地震压裂监测原理...........................................................................................................6 2.1 微地震压裂监测技术的基本原理....................................................................................6
source
locating,
modifingvelocity
modeling,accuratemicroseismic source locating. In this paper,microseismic field date
III
is applied to research monitor effect,microseismic operation flow is researched,including how to select monitor well & fracture well, fracture preparation,fracture parameters selection and data process,field data shows microseismic fracture monitor play aimportant role for monitoring fractures..
Introduction o, was born in June,1986, whose tutor wasAssoc. Prof.Tang Xiangrong&Prof. He Zhenhua. He graduated from Chengdu University of Technology in Earth Exploration and Information Techniquemajor and was granted the Master Degree in June, 2012.
Keywords: microseismicfracture break monitormicroseismic source locatingartificial fracture monitoring enhance oil recovery wave equation numerical simulation
常规压裂监测技术，如倾斜测量、井温测量、放射性测量、电位法等压裂监 测技术，都具有其自身的局限性，不能完全监测裂缝的长度、高度、宽度、方位 角，微地震监测技术能够很好的解决上述问题。微地震压裂监测技术成为近年来 在低渗透油气藏增产一项重要新技术。该项技术通过在邻井中（或地面）布设检 波器来监测压裂井在压裂过程中诱发的微地震波来描述压裂过程中裂缝生长的 几何形状和空间展布。它能实时提供压裂施工过程中产生裂隙的高度、长度和方 位角信息, 利用这些信息可以优化井位设计、优化井网等开发措施, 从而提高采 收率。
essential for well arrangement in the development of oil field. How to evaluate the
fractures exactly is a still hot spot in petroleum industry.
Conventional fracturemonitortechnique, e.g., dip compass, well temperature test,
Finally,the role of microseismic monitor in shale gas is describedbriefly,showing microseismic has favorable application prospect. Meanwhile,regarding constructions on microseismic monitor are presented,which are to research further in future.
monitor is prior to others.Meanwhile, for researching microseismic wavefield
characteristic, a microseismic event is regarded as a time delay explosion reflection
a new geophysics technique, it can detect fracture geometry shape and space
distribution by receiving the microseismic signal. Microseismic can provide fracture’s
location, length,width,height,direction,which are can be used to improve oil & gas
field development project by optimize well location layout, enhancing oil recovery. In
point,designing a geological model to numerical simulation by finite difference
method. Based on the previous research,microseismic data acquisition and process
本文研究的目的是通过监测压裂过程中产生的微地震信号，获取震地震事件 的震源信息（位置、方向、长度、高度、大小），利用这些信息优化井位设计、 优化井网等开发措施, 提高采收率。本文首先介绍了微地震压裂裂缝监测的基本 原理，主要有声发射学、摩尔-库仑理论、断裂力学准则。其次，对比分析了常 规压裂裂缝监测技术（地面倾斜仪测试、井温测试、放射性同位素测试、压力诊 断测试）与微地震压裂裂缝监测技术的应用情况，突出微地震压裂裂缝监测技术 的优越性。同时，为了弄清微地震波场特征，本文把一个微地震事件看作是一个 时延爆炸反射点，设计了与研究目标相应的地质模型，采用有限差分对微地震传 播进行数值模拟，揭示了微地震波场传播特点。在上述研究基础上，系统的阐述 了微地震数据采集与处理的基本流程：观测系统的设计、去噪处理、极化分析、 三分量检波器定向、速度建模、震源定位、修改速度模型、精确震源定位。本文 也通过实例论述了微地震在压裂裂缝检测中的应用，包括其详细流程，如监测井、 压裂井的选择、前期相应准备工作、压裂参数选择及数据处理，论证了微地震监
radioactive measurement, potential method, etc., which are some constrains in length,
height, width, azimuth, microseismic monitor can solve the problems. Microseismic is
height, length, azimuth, which can be used to optimize well arrangement, enhancing
oil recovery.
This paper is to utilize microseismic signal to evaluate fracture,i.e., fracture
微地震压裂裂缝监测方法及应用
作者简介：刘伟，男，1986年06月生，师从成都理工大学唐湘蓉副教授、贺 振华教授，2012年06月毕业于成都理工大学地球探测与信息技术专业，获得工学 硕士学位。
摘要
在油气田开发过程中，对于低渗透油气田，压裂工艺是增产增注的一项重要 措施，而压裂所产生裂缝（裂缝方位又与地应力有着密切的关系）和压裂规模， 是井网部署的重要参考依据，因而深入地研究裂缝方位及形态，适时地进行井网 调整，这一直是油田亟待解决的课题。