地应力、裂缝测试技术在华北油田的应用共84页文档
微地震裂缝监测技术在中原油田的应用
微地震裂缝监测技术在中原油田的应用杨 丽（中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳 ４５７００１） 摘 要：对微地震裂缝监测技术原理进行了研究，主要包括微地震发生机制、定位原理、裂缝空间分布描述原理；对微地震裂缝监测技术工艺进行了描述，并对工艺原理进行了分析。
微地震压裂裂缝监测技术分别在油田压裂转向、双封分层压裂、压裂效果的判定、水平井多段压裂各个方面进行了应用，有效地优化了压裂施工过程和压裂方案设计，提供了油气藏资源评价、油气藏驱替信息和未来钻井位置图及二次勘探的规划依据，达到了增产目的。
关键词：微地震波；裂缝监测；水力压裂；中原油田 中图分类号：Ｐ６３１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０２０）０４—００９１—０２ 中原油田是复杂的断块油气田，地质构造复杂，断层多，油层差异大，具有井深、低渗等特性。
水力加砂压裂作为油气井增产、油水井增注的一项重要技术措施，在油田开发过程中得到了广泛应用。
水力加砂压裂在井底附近形成具有一定几何尺寸和高导流能力的裂缝，从而达到增产增注的目的［１］。
为了有效地对增产增注效果进行评价，需要对裂缝形态及空间分布状况进行描述。
近年来，中原油田致力于微地震监测技术研究，发展了自己独立的地面微地震监测系统，且在不同领域应用过程中取得了良好的效果。
微地震裂缝监测是指将井下地震技术用于探测由于岩石内应力发生变化而引起的微地震事件，然后震源成像和精细反演，求取地震震源位置等参数［２］，标定出压裂裂缝方位长度等几何参数。
该技术具有即时、控制范围大、适应面广等特点，在国际上得到了广泛应用。
微地震监测分为地面监测和井中监测两种方式。
地面监测就是在监测目标区域周围的地面上，布置若干接收点进行微地震监测。
井中监测就櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗是在监测目的区域周围临近一扣或几口井中布３．３ 高效经济的水处理目前ＳＡＧＤ注汽工艺是直流锅炉＋汽水分离器组合形式，实现出口干度≥９５％，井底≥７０％，必须采用汽包锅炉或过热直流锅炉，对水质要求严格。
论地应力在煤矿开拓工程＼高层建筑的桩基础＼勘探开发油田钻井中的应用
论地应力在煤矿开拓工程＼高层建筑的桩基础＼勘探开发油田钻井中的应用摘要地应力即地壳岩石应力,准确地掌握地应力,对指导我们煤矿立井的开拓、高层建筑的桩基础、勘探开发油田等都有着十分重要的意义。
关键词地应力;技术;钻探;应用任何与地壳岩石接触的工作都受到它的影响和制约,煤矿的开拓、高层建筑的桩基础、石油勘探与开发的各个环节也不例外。
地应力检测包括两个方面的内容,即地应力的大小和方向。
同时地应力因时间、地区、井深不同而有所差异。
到目前为止,检测地应力的方法很多,但是每种方法都有其局限性。
本文介绍了在某地区进行地应力检测时,采用的多种方法以及采用各方法时应注意的一些问题,并介绍了该地应力在煤矿立井开拓、高层建筑桩基础、石油钻井工作中的应用。
1地应力大小的确定1.1地应力大小的计算式地应力的实测结果表明,地应力的一个主方向是垂直地表的方向,它等于上覆岩层压力σV,另两个主方向是水平的,且互相垂直,分别表示为σH、σn,且σH>σn 其数学模式如下:式中,A、B为构造应力系数,无因次;μ为岩石泊松比,无因次;PP为地层孔隙压力,MPa;A为地层孔隙压力贡献系数,无因次。
1.2地应力计算式中参数的确定1)垂直方向的主应力σV通常采用补偿密度测井曲线,通过回归、积分得到,其计算式为:式中ρ(H)为井深H处的岩石密度,g/cm3,上式计算得到的为井深H处的垂向主应力σV,单位为MPa。
将各井深处的σV计算出后回归得出垂向主应力σV,随井深变化的关系式。
通过对江汉油田ZJ地区五口井的数据处理,其结果为:2)水平主应力的确定方法有很多,根据江汉油田ZJ地区的特点,测井资料多;而且齐全,并有部分压裂施工数据,于是我们采用声波法加压裂资料确定有关参数。
岩石泊松比μ采用全波列中纵、横波测井曲线,其计算式为:式中,Vp与Vs分别为声波测井的纵波与横波波速m/s。
贡献系数采用全波列测井和密度测井相结合的方法,其计算式为式中,Pma,Vmp和Vms分别为致密砂岩的密度和纵波、横波波速,取Pma=265g/cm3,Vmp=5959m/s,Vms=3000m/s;pa为所测地层密度,g/cm3。
试论油田构造裂缝及其有效性
试论油田构造裂缝及其有效性【摘要】对油田构造的裂缝以及油田地应力场特征进行正确认识和熟悉，认清油田储层不同裂缝组系有效性及其变化，才能设计出合理、有效以及切合实际的油田开发方案，并为开发方案的调整以及开发技术的界限确定提供基础。
因此，本文基于某油田实践，对相关内容做介绍。
【关键词】油田构造裂缝有效性1 引言在岩心以及露头裂缝发育特征，通过观察数据以及数据统计等方法进行研究，了解油田开发的相关动态，采用室内岩心古地磁定向实验方法以及现场水力压裂数据资料，对油田扶杨油层地应力场分布及裂缝组发育特征，进行科学、全面、系统的分析探讨。
随油田内压力场不断发展变化，其裂缝有效性也随之不断发生着变化，产生了多方向水淹特性现象，在低渗透油田开发过程中注水压力界限可控制多方向裂缝组系张开度。
2 油田概况分析十屋油田位于吉林省东南隆起的公主岭十屋断陷东北部，该油田是被多条南北方向的地质断层所切割，产生破碎的背斜地质构造，十屋断裂构造中的构造带，受到营末、登末及嫩末等地质结构运动的叠加改造而形成的褶皱地质构造带，南至桑树台断裂，北至太平庄凸起，纵贯十屋断裂构造，包括了十屋油田断裂最有利源区，众多的地质构造运动使得油田裂缝组系十分发育，在充分研究该区域的基础地质资料并对岩心观测，测井数据等有关资料分析，对裂缝的一些特征以及有效性研究，得到一些经验供大家参考。
3 油田构造裂缝特征低渗透裂缝在油田构造裂缝中对注水开发影响非常严重，油田构造裂缝发育频率以及发育方向决定裂缝影响程度，一般采用岩心裂缝磁定向方法对油田裂缝进行定向研究，同时可获得可靠的裂缝数据，结果可以分析出裂缝方向，以及裂缝主要集中在范围，同时可以呈现出的裂缝主要走向等特征，以及局部裂缝相关分布情况信息。
基于上述数据情况可以分析研究出裂缝的平面分布，并了解哪些油井区是在裂缝产生的主方向上，并可以确定裂缝是否具有多方向性；统计数据结果同样也是可以分析出纵向的各层变化，包括油田区的裂缝扶扬变化情况。
成像测井资料在裂缝和地应力研究中的应用
从目前裂缝和地应力研究过程来看，成像测井资料的应用对提高整个裂缝和地形的研究效果具有重要影响。
基于成像测井资料的特点以及成像测井资料在应用中的具体情况，按照裂缝和地应力分析的实际需要，做好成像测井资料的应用，对提高研究效果和满足研究需要以及提高研究的准确性具有重要意义。
因此，我们应当结合裂缝和地应力研究实际，重点做好，测井成像资料的应用，为整个裂缝和地应力的分析提供有力的技术支持和参数保证。
一、利用成像测井资料识别裂缝在裂缝的识别中，利用成像测井资料可以有效识别裂缝的类型，并按照裂缝的实际特点划分出裂缝发育的成分，从而确定物性较好的储层段。
在裂缝的识别中，利用成像测井资料识别，具有识别方式简单、识别速度快和识别准确性高的问题，比其他的方法具有明显的优势。
从成像测井资料的应用来看，成像测井资料除了可以单独应用之外，也可以同地质路井资料一同应用，实现对油气水层的综合判断，提高裂缝的分析质量以及裂缝地层的特性分析效果。
因此，成像测井资料作为识别裂缝的重要手段，在油田地质勘探中得到了有效应用，并提高了分析效果。
二、利用成像测井资料评价裂缝基本参数1.裂缝产状的描述从目前裂缝产状的分析来看，裂缝产状主要可以表现为裂缝的倾角、倾向和走向三个方向。
分析裂缝产状的具体特点，能够为裂缝产状的描述提供方法支持。
通过对裂缝产装的描述，能够发现裂缝的地层特点以及裂缝与原油蕴藏的直接关系，对提高裂缝分析效果和判断裂缝中的原油储藏情况具有重要作用。
结合裂缝分析的实际情况，在裂缝分析中裂缝产状的描述是重要分析内容，同时也是关系到裂缝评价效果的重要因素。
为此，我们应当掌握裂缝产状描述的特征，并采用成像测井资料的方式评价裂缝产状。
2.裂缝宽度的计算利用成像测井资料评价裂缝参数，能够对裂缝的宽度进行有效计算。
裂缝宽度计算中，能够通过了解地层电阻率、井壁裂缝的基础宽度以及裂缝内钻井液的异常低电阻等参数的方式，进行裂缝宽度的计算。
裂缝宽度计算，需要采取有针对性措施，裂缝宽度计算主要是通过检验与之相关的参数的变化情况，通过分析判断的方式，找出裂缝宽度的变化规律，从而利用关键公式计算裂缝的宽度，利用成像测井资料能够提高裂缝宽度的计算效果，满足裂缝宽度的计算需要，在裂缝宽度的计算准确性方面具有突出的优势。
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。
水压致裂法地应力测量技术及工程应用
水压致裂法地应力测量技术及工程应用水压致裂法是地应力测量中最常用、可靠的方法之一，论文详细阐述了水压致裂法的测试原理、设备简介以及在现场钻孔中的测试步骤，介绍了如何从压力-时间曲线读取压裂特征值。
并结合测试实例，得出深部岩石三维地应力大小。
标签：水压致裂法；地应力测量；印模实验水压致裂法始于50年代石油开采用到的水力压裂技术，为提高采油量用水压在钻孔中人工制造裂隙。
1987年国际岩石力学会议确定水压致裂法为测定岩石力学的推荐方法之一，是目前测量深部应力最可靠最直接的方法，该方法操作较简单，测值可靠，可进行多次或重复测量[1]。
它是利用膨胀封隔器在已知深度上封隔一段钻孔，然后通过泵入流体对测段增压。
利用记录到的破坏压力、瞬时关井压力和重张压力确定水平主应力值。
由于此方法不需要套芯，克服了应力解除法应用上的缺点，可应用到深井测量，可以在煤矿井巷、水利隧洞、铁路隧道等领域推广使用。
1设备简介中国地质科学院地质力学研究所研发的SY-KX-2011水压致裂测试系统可满足深度两千米以内的裸孔应力测试（图1）。
此设备为单回路地应力测试系统[2]，单回路系统是指只用一个回次即可先后给封隔器和测试段加压，而双回路系统是通过两套独立的系统分别实现做封和实验段加压，双回路系统的优点是可以同时观察试验段和封隔器的压力变化，若封隔器压力不够漏水时，可以及时加压。
较双回路系统省时、准确，更适合孔径较小的钻孔，单回路仅通过一条高压管线（或钻杆）依次对封隔器和加压测试段施加液压，转换通过推拉活塞实现，可实现多次重复测量、任意段测量和小孔径测量等。
主要组成部分如下：1）高压水泵：电动轴向柱塞泵，型號250CY14-1B，最大压力为100MPa，最大流量为75ml/r，最大转速为2500r/min，重量为75kg。
2）高压油管：钢丝编织胶管结构，内径6±0.5mm，工作压力≦50MPa，试验压力51.5 MPa，用量约2捆100m段、20根1m段，配合三通管使用。
测井地质学-裂缝+生盖+测井在油气评价中的应用
井下裂缝有效与否，取决于其张开程度、径向延伸情况 和连通情况三个因素。 1、裂缝张开度
1）充填缝和张开缝的区别 张开缝以黑色高电导异常出现。
如被方解石、石英等矿物充填的裂缝则为高阻特征，图像为亮白 色，可以和有效张开缝区分； 如被泥质等低阻物质充填，图像为暗色高导异常，与有效缝不易 区分。但在ARI、DSI成像图上，低阻充填无效缝却无反映。
四、裂缝有效性的测井评价及参数计算
2、从裂缝的径向延伸特征判断裂缝有效性
高角度裂缝的径向延伸情况对其有效性评价至关重要（结合深侧 向、浅侧向和ARI图像来综合判别）。
三、裂缝有效性的测井评价及参数计算
3、从裂缝的连通性和渗滤性判断裂缝有效性
A. 裂缝连通性评价主要是区分天然裂缝和诱导裂缝。天然裂缝的 有效性优于诱导缝，诱导缝通常浅（位于井眼周围的塑性层或进 入弹性层，仅在FMI图像上看到；有效天然缝在FMI、ARI、 DSI图像上均可识别）。 B. 裂缝的渗透性是评价裂缝有效性的最好标志（能综合反映径向 延伸情况、张开度和彼此连通程度）。 可以用斯通利波的能量衰减判断裂缝渗滤性的好坏。在有效裂缝 处（有效缝与井壁流通，井液沿着裂缝流进或流出），能量衰减， 幅度降低；无效裂缝处，不会发生能量衰减（注意消除泥饼影响）
烃源岩应在地质历史中生成和排出烃类流体，并且形成的 烃类流体在数量上应能聚集成藏。 （1）有效烃源岩：已生成和排出大量烃类流体的岩石，对油 气成藏有贡献。 活性有效烃源岩：目前仍在生排烃的有效烃源岩 惰性有效烃源岩：由于抬升剥蚀或地温降低，目前已不再生烃
高角度半充填裂缝
85、86、87号层 成像图上可见该 段发育多条裂缝, 但基本为半充填 缝，裂缝有效性 较差。
地层与裂缝产状
地应力测试及其在勘探开发中的应用
地应力测试及其在勘探开发中的应用综述地应力测试及其在勘探开发中的应用葛洪魁林英松王顺昌(石油大学石油工程系,山东东营257062)(石油物探局)摘要对国内外地应力测试与应用工作现状进行了综合分析。
论述了地应力的分布规律、地应力的矿场和岩心测试方法、地应力的计算及其在油气勘探开发中的应用等。
分析了水力压裂法、井壁崩落法、声发射法等地应力测试方法的原理、应用范围及计算方法,对目前应用的测试方法中存在的问题进行了研究,并指出了进一步发展的方向及需要解决的主要问题。
结合油气勘探开发的需要,对油田开展地应力研究问题提出了建议。
主题词岩石应力;测试;水力压裂;声发射;开发方案;裂缝;预测;定向射孔中图法分类号T E21;P554X第一作者简介葛洪魁,男,1963年生。
副教授,1989年获硕士学位,现在攻读博士学位。
主要从事岩石力学、地应力等方面的研究。
引言石油形成并赋存于地壳岩石中。
地应力的大小及其变化是控制油气富集区分布、水力压裂裂缝扩展、储集层裂缝分布、油井套管长期外载以及钻井地层破裂压力、坍塌压力等项参数的因素之一,也是油气田开发方案的制定及油井工程设计必不可缺少的基础数据。
认真分析研究国内外地应力测试及应用的现状,依此确定地应力研究工作的方向和路线,具有重要意义。
1地应力测试方法研究概况到目前为止,地应力的确定方法可以分为四大类:一是利用资料进行定性分析,如火山喷道、断层类型、油井井眼稳定情况、取心收获率、区域应力场、地形起伏、地质构造、震源机制等;二是矿场应力测试,如水力压裂应力测试,井壁崩落地应力反演;三是岩心测试,如差应变分析、波速各向异性测定、滞弹性应变分析、声发射(Kaiser效应)测定等;四是地应力计算,如地应力场有限元数值模拟、地应力测井解释、钻进参数反演等。
地应力测量方法虽较多,但真正能直接测量出地应力的方法,严格来讲还没有。
相对而言,水力压裂方法可给出比较可靠的最小地应力值,在一定精度范围内可视为地应力的直接测量。