微地震监测技术及在油气田开发中的应用新进展
地震技术在油气田开发中的应用研究
2019年09月地震技术在油气田开发中的应用研究苟幸福1陈明勇2张艺宝2单安平2（1.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第十一采油厂，甘肃庆阳745000；2.中石油川庆钻探长庆钻井总公司，陕西西安710000）摘要：随着我国石油开发技术的逐渐发展，对地震等相关问题的研究也在不断地深入。
地震技术知识也在成熟和完善中发展着。
我国的油气田开发的过程中。
相关技术人员已经开始熟练的使用地震技术，而地震技术在油气田的开发过程中起到了积极的保障作用，熟练的掌握地震技术不单单可以提升油气田的采集效率，还有利于提升油气田开发技术水平，文章将对地震技术在油气田开发中的应用问题进行分析。
望对相关的从业人员提供一定的参考。
关键词：地震技术；油气田；开发；应用研究社会经济的不断发展和进步，促使人们对石油资源的需求量逐渐提升。
为了更好的满足人们的生产生活需要，石油的开采量正在逐年增大。
因此油气田的资源逐渐减少，但是开采的难度逐渐提升。
勘探技术的好坏将关乎石油的开采，同时也影响着石油工程建设的安全性和稳定性，因此我们需要加强对油气田勘探技术的研发，从而保障石油的安全有效稳定生产。
地震技术在油气田开发中具有至关重要的作用，相关的技术人员需要根据当前的地震技术现状应用现状，对地震技术在油气田开发中的应用进行不断的改进，从而进一步提升我国石油的开采量以及我国石油开采的效率[1]。
1地震技术在油气田开发中的具体应用研究1.1加强流动单元的划分，保障开采的合理性通过对石油开采区域的地震资料进行研究，可以充分的掌握开采区域的客观地质情况。
同时通过地震资料可以有效的掌握该区域的地形地质，有助于石油开采区域的连续性观察，进而为后续的开采作业奠定良好的科学基础。
一般来说，对油气田进行开发之前需要对该区域的地质进行研究。
从而掌握相关的地质资料。
若目标开采区域具有动态变化的特点，且速度较快，则会提升后续的地层差异对比难度。
在后续的油气田开发和利用阶段，根据相关的地震地质资料可以有效的剖析该区域中的地质情况。
微地震监测技术及其在油田中的应用
过程中产生的微地震 ， 如图３ 。当然 ， 如果在压裂井旁
有 深井 可 供观 测 ， 并在 观测 井 中放 置 多级 井下 检 波器 与浅 井 监测 同 时 进 行 观 测 ， 或 在压 裂 前后 进 行 一 次 ３ Ｄ３ Ｃ ＶＳ Ｐ ， 可 以更 好 地 提 高 裂 缝 监 测 的 成 果 质 量 。
微地震监测技术及其在油田中的应用
・ １ ３ ・
２ ． ３地面微地震 监测技术
成立于 ２ ０ ０ ３ 年 的美 国 Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍ ｉ ｃ （ ＭＳ Ｉ ） 公 司是 地 面微 地 震 监 测 技 术 的 积极 开 发 和 推 广 者 。它 是 在
●Ｉ
监 测 目标 区域 地 面 上 布 置 大量 监 测 站 点进 行 微 地 震 监测（ 见 图２ ） ， 通 过 监 测 数据 确 定微 地震 事 件及 其 震
图 ２ 地 面微地 震 监测 示意 图
地 面 监测 方式 可 直接 获 得微 地震 源 的二 维坐 标 ，
对 于准确描绘储层 中压裂缝的位置形态是非常有利 的， 这 是 地而 监’ ？ 贝 ４ 方 式 的一个 优 势 。 由于微地 震 的 能 量很小 ， 若 被压 裂 的储 层很 深 ， 则微 地 震 波 的信 号 就 很难被布置于地而的传感器识别 ， 所以地面监测方式 适合于较浅的压裂储层。
水平井 ， 压 裂 施工 形 成 的人 工 裂缝 形 态较 为简 单 ， 无 需 采取 特殊 技术 措施 即可保证 压裂 施工 的成 功 ， 对 于 井 眼方 位 角较 大 的水 平 井 ， 压 裂形 成 的人工 裂缝 扭 曲 严重 ， 导 致 近 井 人工 裂缝 形 态 复 杂 ， 极 大地 增 加 了压 裂 施 工 难度 。 因此 根据 地 应 力 的方 向优化 钻 进 轨迹 设计 ， 对钻 井与压 裂 改造意 义重 大 。
微地震监测技术及其在油田开发中的应用
摘 要 : 微地震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 ,即将高灵敏度的 地震传感器布放于压裂邻近的井中 ,连续记录因压裂引起的油气藏物理特性改变而产生的微地震活动 。该技术用于油 藏和气藏水力压裂裂缝的成图 ,通过对压裂过程中的微地震数据连续采集记录并实时处理 ,标定出微地震事件即压裂裂 缝的位置 。借助于微地震裂缝诊断 ,在压裂作业过程中可以有效地优化压裂和压裂方案设计 ,提供油气藏资源评价 、 油 气藏趋替信息和未来钻井位置图 ,达到增产目的 ,并为二次勘探的规划提供依据 。 关 键 词 : 微地震监测技术 ; 水力压裂裂缝 ; 裂缝空间位置 ; 油田增产 中图法分类号 : P631. 4 + 13 文献标识码 : B 文章编号 : 100429134 ( 2004) 0520005204
图4 正交直方图
测技术是一种有利于油田开发的技术 , 搞清楚裂缝的 空间发育情况 ,直接关系到油田生产产量的部署 ,也直 接影响到油田的总体产量 。 国外已经将此技术作为一个常规生产手段 , 使用 在重点大型压裂的动态监测中 ,在美洲 、 欧洲等地有大 量的使用 [ 10 ] 图 5 是一实例 ,给出了压裂裂缝动态检测 得到的裂缝空间展布图 。
第一作者简介 : 董世泰 ,男 ,1965 年生 ,博士 ,高级工程师 ,1989 年毕业于石油大学 ( 华东) 地球物理勘探专业 ,现在中国石油勘探开发研究院从事物 探装备研究工作 。邮编 :100083
・6 ・
石 油 仪 器 PETROL EUM INSTRUMENTS 2004 年 10 月
人员 、 压裂技术人员 、 地质人员都想明了人为改造的裂 缝的位置 ,即裂缝的高度 、 长度 、 宽度 、 延伸 、 方位的准 确位置 ,以便合理地调整开发方案 ,确保油井的安全和 整个油田的完整性 , 达到长期高效的油田开发和增产 的目的 。借助于微地震监测技术可以实现这一愿望 。 微地震监测是将一种新的能够保证实时数据采集 的三分量地震接收系统 , 以大级距的排列方式 , 多级 布放在压裂井旁的一个邻近井中 , 接收由于压裂导致 地下岩石断裂所产生的微地震信号 , 经过资料处理得 到裂缝的空间位置 [ 2～4 ] 。
地震勘探新技术发展及其在油气资源勘探开发中的意义
地震勘探新技术发展及其在油气资源勘探开发中的意义地震勘探是一种常用的地质勘探方法，通过测量地震波在地下的传播速度和特性，以揭示地下地层结构和油气资源的分布情况。
近年来，随着科技的不断进步，地震勘探新技术的发展为油气资源的勘探开发带来了革命性的变化。
一、地震勘探新技术发展概述1. 宏观技术发展：近年来，地震勘探技术在硬件装备、数据处理和解释方法等方面取得了显著的进步。
先进的地震仪器设备、高速计算机和人工智能技术的引入，使得勘探精度和效率大幅提升。
2. 三维地震勘探技术：传统的地震勘探主要依赖二维地震数据，不能直观地表现地下地层的三维形态。
而三维地震勘探技术能够获取更全面、准确的地下地层信息，为油气勘探开发提供了更准确的地质模型。
3. 长偏移距地震勘探技术：长偏移距地震勘探技术能够提高地震波在地下的穿透深度和分辨率，对于深层地质结构和隐蔽薄层油气的探测能力更强，有助于开发深层油气资源。
4. 增强震源技术：增强震源技术通过提高地震波能量释放和频率带宽，能够在地下产生更强的反射能量，提高地震勘探的信噪比和分辨率。
它在海上勘探中尤为重要，因为海洋环境下地震波会衰减得迅速，而增强震源技术能够弥补这一不足。
二、地震勘探新技术在油气资源勘探开发中的意义1. 提高勘探成功率：地震勘探新技术能够提供更准确、全面的地质信息，帮助勘探人员准确定位油气藏，提高勘探成功率。
通过对地震波的解释和处理，可以预测潜在的油气储量和产能，为油气资源的合理开发提供科学依据。
2. 降低勘探成本：地震勘探新技术能够更好地识别目标层位，避免不必要的钻探与开发，从而帮助节约勘探成本。
通过高精度的地震勘探数据，勘探人员可以更好地评估目标层位的地质特征，降低勘探风险。
3. 拓宽勘探范畴：传统的地震勘探方法对于复杂地质结构和深层油气的勘探存在一定的局限性。
而地震勘探新技术的发展可以更好地解决这些难题，拓宽油气勘探的范畴。
比如，在海底深水地区，增强震源技术能够提高地震勘探的效果，帮助勘探人员发现更多的深水油气资源。
国内外微地震检测技术现状与应用
国内外微地震检测技术现状与应用一、国内技术应用现状基于微震监测的裂缝评价技术正发展成为油层压裂生产过程中直观而又可靠的技术。
近几年来，国内众多油气田纷纷投入人力、物力和资金，积极开展该技术的应用与研究工作，广泛用于油气勘探开发工作。
1、2011年，东方物探公司投入专项资金，积极开展压裂微地震监测技术研究，压裂微地震监测技术水平得到快速提升。
截止2011年11月，东方物探公司已成功对11口钻井实施了压裂微地震监测。
2、同年，华北油田物探公司针对鄂尔多斯工区大力推广水平井分段压裂技术、不断提高储量动用率及单井产量的要求，2011年年初就对微地震检测技发展状况进行调研，并对检波器、记录仪器、处理软件进行实际考察。
他们与科研院校合作，在鄂南工区富县牛东4井与洛河4井开展微地震监测裂缝评价技术攻关，采用微地震技术对储层压裂进行监测，结果与人工电位梯度方法(ERT)监测结果一致。
该公司还通过组建微地震监测项目组，加强相关专业知识的培训和学习，并与科研院校“高位嫁接”，开发微地震检测特色技术，打造差异化竞争优势。
3、近年来，胜利油田积极开展微地震压裂检测技术应用研究，并把它作为油气勘探开发的重要技术手段和技术储备。
据了解，“十二五”期间，非常规油气藏将成为胜利油田的一个重要接替阵地，而微地震压裂检测技术是非常规油气藏勘探领域中的一项重要新技术。
通过开展对国内外微地震压裂检测技术现状、微地震压裂检测采集方法、数据处理及裂缝预测方法、目前成熟的处理反演软件、微地震压裂检测技术应用实例分析等方面调查研究，全面了解和掌握微地震压裂检测技术的技术特点、技术关键、技术实用性及其发展方向，为胜利油田下一步开展非常规油气资源的勘探开发工作提供先进的技术支持，更好地为油气藏勘探开发工作服务。
二、国外技术研究与应用在20世纪40年代，美国矿业局就开始提出应用微地震法来探测给地下矿井造成严重危害的冲击地压，但由于所需仪器价格昂贵且精度不高、监测结果不明显而未能引起人们的足够重视和推广。
微地震检测：页岩气开发明星技术
但 由于所需仪器价格 昂贵且精度不
高 、监测结果不明显而未能 引起人 们 的足够重视 和推广 。近 １年来 ， ０ 地球物理学的进展 ，特别是数字化
地 震 监 测 技 术 的应 用 ， 为小 范 围 内
开采坑道的破 坏，只有那些能够引 起矿区附近的地区都受到破坏的地 震事件才叫做冲击地压或煤爆、岩 爆 。对地下开采诱发 的地震活动性
术特 点、技术关键、应用方法 、技
术 实用性及其发展方 向，必将对我 国页岩油气藏勘探开发起到重 要的 推进作用。
地震监测研 究。一些技术服务公司
在该领域取得重大进展，在优化开发
微 地震检 测技术及 应用 方法
作为２ １年世 界十大石油科学 ００ 技术进展之一 的微地震检测技 术， 最早于２ 世纪８ 年代提出，９ 年代 Ｏ Ｏ Ｏ
息最 丰富的监测手段 。随着对 微地 震震源机制 、反演及可视化的深入 研 究，微地震技术将不断扩大应用 范围，发展前景将更加广阔。
类 ：第一类是矿井 地震检测系统 ， 用于监测矿震 ，特 点是监测大震级
破裂事件，定位精度５０ ０米左右，主
微地震检测技术 的基本应用方
法是：通过在井 中或地面布置检波
随着我国页岩油气开发技术的不 断突破 ，未来５ Ｏ ～１年必将形成一定 的油气开发规模 。微地震压裂检测 技术作为一项重要的非常规油气藏
勘 探 新 技 术 ，全 面 了解 和 掌握 其 技
用包括储层压裂监测 、油藏动态监 测等，可缩短和 降低储层监测的周
期与 费用 。
数 ，最后通过这些参数对 生产活动
压裂检测技术 ，首次在油气勘探领 域实现商业化应用 。微地震检测技
术在油气藏勘探开发方面的主要应
国内外微地震检测技术现状与应用
国内外微地震检测技术现状与应用一、国内技术应用现状基于微震监测的裂缝评价技术正发展成为油层压裂生产过程中直观而又可靠的技术。
近几年来，国内众多油气田纷纷投入人力、物力和资金，积极开展该技术的应用与研究工作，广泛用于油气勘探开发工作。
1、2011年，东方物探公司投入专项资金，积极开展压裂微地震监测技术研究，压裂微地震监测技术水平得到快速提升。
截止2011年11月，东方物探公司已成功对11口钻井实施了压裂微地震监测。
2、同年，华北油田物探公司针对鄂尔多斯工区大力推广水平井分段压裂技术、不断提高储量动用率及单井产量的要求，2011年年初就对微地震检测技发展状况进行调研，并对检波器、记录仪器、处理软件进行实际考察。
他们与科研院校合作，在鄂南工区富县牛东4井与洛河4井开展微地震监测裂缝评价技术攻关，采用微地震技术对储层压裂进行监测，结果与人工电位梯度方法(ERT)监测结果一致。
该公司还通过组建微地震监测项目组，加强相关专业知识的培训和学习，并与科研院校“高位嫁接”，开发微地震检测特色技术，打造差异化竞争优势。
3、近年来，胜利油田积极开展微地震压裂检测技术应用研究，并把它作为油气勘探开发的重要技术手段和技术储备。
据了解，“十二五”期间，非常规油气藏将成为胜利油田的一个重要接替阵地，而微地震压裂检测技术是非常规油气藏勘探领域中的一项重要新技术。
通过开展对国内外微地震压裂检测技术现状、微地震压裂检测采集方法、数据处理及裂缝预测方法、目前成熟的处理反演软件、微地震压裂检测技术应用实例分析等方面调查研究，全面了解和掌握微地震压裂检测技术的技术特点、技术关键、技术实用性及其发展方向，为胜利油田下一步开展非常规油气资源的勘探开发工作提供先进的技术支持，更好地为油气藏勘探开发工作服务。
二、国外技术研究与应用在20世纪40年代，美国矿业局就开始提出应用微地震法来探测给地下矿井造成严重危害的冲击地压，但由于所需仪器价格昂贵且精度不高、监测结果不明显而未能引起人们的足够重视和推广。
微地震监测技术在文中油田的应用
文 中油 田是 １ ８ ９ ７年投入开发 的高压低渗 油藏 ， 期望通过微地 震地 下影像 技术研究 的开展 ， 图发现在此期 间由于注水产 生的破 裂位 置 ， 试 以进一步解释该块 的裂缝或裂缝带 、 水驱前缘 或主要水 淹区 、 剩余油储 区及其构造等等 ， 从而为油藏下步注采调整和剩余 油挖潜提供依据 。
科 技信 息
工 程技 术
微地震监测技术在文 由油 田响应用
任 福 强 曹修 恒 侣翠 爱 侣 张 宪 杨 海 燕 （． １中原 油 田地 球 物理测 井公 司 ２中原 油 田采 油 三厂 ３中原 油 田采 油一 厂 ） ． ．
［ 摘 要］ 本文介 绍微地震监 测技 术的基本原理 、 数据采集和数据处理方法 ， 以文中油田 日常注水破 裂监 测为 实例阐述 了该项技术 并 的关键技 术及 其监测过程 ， 描述 了文中油田裂缝分布 、 水驱前缘及 其剩余油分布规律 ， 其结果与生产 实际比较吻合 。现场应用结果 表明微地震地下影像技 术是 应用于油气田勘探 开发 中的一种新技术 ， 具有很 高的推广应用前景。 ［ 关键 词］ 微地震 地 下影像 监测 文 中油田 裂缝 带 速度反演
２ 微 地 震 地 下影 像 技术 原 理 、
微地震监 测技术是通 过观测 、 析生产活动 中所 产生 的微小 地震 分 事件来监测生产 活动 的影 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 。微地震监测 主要包括数据 采集 、 震源成像 和精 细反演等几个关 键步骤 。微地震 监测的主要依据就是各传感器记录下 的微地震事件信号波形 。该 波形含有最新的事件发生时震源及其附近 的岩石状态信息 ， 信号 波形中尽可能多地把有用信息提取 出来 ， 从 并用 些定量 的参数（ 主要用 于表征岩石应力 、 应变 的动态演变和同岩的最 终破坏） 来表示 ， 以提供 给工程 应用。微地震地下影像技术 是近年来出 现 的用 于油气 田勘探 开发 中的新 技术 ， 地震 波波速异常在 空间上的分 布往往 对应于 岩石 或土壤成 分变化在空 间上 的分布 ， 据此 可以得到深 层构造 面的空间状态。可以解析深层地质构造 、 研究裂缝分布 、 监测注 水破 裂 、 驱前缘 位置及优 势注水 方 向等 ， 基础是声 发射学 和地震 水 其 学， 主要包括数据采集 、 震源成像和精细反演等几个关键步骤。 ３ 微 地 震 地 下 影 像 技 术 配 套 关 键 技 术 应 用 、 ３１ ．数据采集 从 ２ ０ 年 ６月 １日到 ２ １ 年 ５ ６日， ０９ ０１ 月 利用微地震数据采集站共 ４ ６ 台， 文中油田 ８ ｋ 的范围内的 ２ 个 观测点 ， 在 ． ｍ ６ ８ 布设成一个小型地面观 测 台阵持续进行 天然微地震 观测 。
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微地震监测技术及在油气田开发中的应用新进展
【摘要】微地震监测技术在油气田开发中的应用得到快速发展，成为国内外研究的热点之一。
本文介绍了微地震监测的原理以及在油气田开发中的应用新进展，重点分析总结了微地震监测技术在水力压裂裂缝监测，稠油热采状况监测，地应力监测等方面的应用情况；微地震监测技术的发展和应用为认识和开发油气田提供了有效的手段.
【关键词】微地震监测开发应用
图1？微地震监测技术原理
我们假设在o点有微小地震事件的发生，让地层剪切产生错动，因为错动而出现微地震波的震源。
有别于一般的地震勘探，这种的震源能量不强，差不多等同数十克炸药所产生的能量。
它会向外发出子波，在时间1t处纵波及横波发射到了a点，在时间2t处纵波及横波发射到了b点。
设在b点的三分量检波器检测到了p波及s 波，通过对检波器得到的数据进行处理得到震源位置。
微地震监测技术是对生产活动中发生的微小地震进行勘测及研究，以此作为依据来控制生产活动的过程和结果，与地震勘探不同，
微地震监测所涉及到的震源方位、发生的时间以及强度都未能知晓，根据以往记录微地震频率一般在200～1500hz之间，震发时长不超过1s。
地震记录对于微地震事件的记录，一般都脉冲清楚，同时事件越弱则频率相对更高、发生的时长更短、产生的能量更少，岩石的裂缝也会更短。
震源信号被检波器检测到后进而对资料进行整理，推断震源的方位所在，此方位就表明了裂缝的所在。
2 微地震在油田开发中的应用进展
2.1 水力压裂裂缝监测
随着水力的压裂会对裂缝四周不够强厚的层面（如天然裂缝、横推断层、层理面）造成影响，稳定性不够而极易产生剪切滑动，发生“微地震”或者是“微天然地震”这和沿断层发生的现象相似。
微地震所发射的弹性波频率很高，通常在声波范围内。
这种信号能够用传感器检测到，在进行数据的处理后得出震源的相关信息。
采用光缆将三分量实时采集检波器布放在压裂井旁的一个邻近
井（监测井）井底对应储层深度，通过监测（压裂井）裂缝端部岩石的张性破裂和滤失区的微裂隙的剪切滑动造成的微地震信号，获得裂缝方位、高度、长度、不对称性等方面的空间展布特征。
在被诸层压裂的影响下，岩石被损坏并出现裂缝，裂缝的周围肯定会发生微小地震，之后对微震波的信号进行逐一的收集整理，便能得出微地震震源的方位，从而得到储层压裂缝的相关数据。
微地震监测是现有的对储层压裂最准确、速度最快、信息量最大的监测方法。
它能对储层压裂发生范围及裂缝发展动态进行全方位的信息查取，从而更有依据的对压裂工程给予评价，优化压裂的方案设计，提高压裂效率，对于低渗透油气藏的开发具有很重要的意义。
2.2 用微地震监测技术进行水驱前缘监测
油田注水同样会导致微地震的发生，通过微地震波对水驱前缘的监管测量，掌握注水开发油田有关注入水的范围及推进方向的有关情况，这可以做为加强监测活动的合理部署、增加采取量的技术依据。
在进行监测前对注水井止注入10小时，使其之前的微裂缝闭合。
开始之后再将其打开。
在注水时，会对流动压力前缘及孔隙流体压力造成影响，从而发生微震波，这时候微裂缝会重新打开，导致微裂缝的生出，最终引起微地震。
2.3 火烧油层监测
火烧油层是用于稠油开采的技术，因为稠油粘度较大的关系，是无法在地层流淌的。
往稠油层内充进空气，之后是指燃烧掉一些，
这样一来剩余的稠油温度升高，粘度降低，从而能流淌到采油井中。
用燃烧的方式处理稠油应该知道前缘位置，以及燃烧可以波及的范围。
假如将燃烧波及范围设定偏小，进行多次的燃烧就会造成能源的浪费；假如将燃烧波及范围设定偏大，进行多次的燃烧会有一些区域无法被燃烧，也会造成资源的浪费。
精准判定火烧前缘和范围，对稠油的采出以及能源的节约都有很深刻的影响。
采用微地震监测技术进行火烧油层进行监测是最佳方式，在国际范围内被应用较多，但是在国内这还是具有开创性质的。
2.4 地应力监测
从现在的发展看来，地应力场对于天然裂缝在油田注水开发的作用有着一定的重要性，和井网优化以及人工压裂裂缝都息息相关。
根据应力的数值得出的地层破裂的压力值，可以作为设计注水压力时的根据，用应力测量的方法来研究应力场，推断出地应力和孔隙度以及渗透率存在的关联，得知地应力和油气运移之间的联系，从另一方面推断出油田高低产区和余存油量的储存位置。
3 结论与展望
（1）通过将物理信息运用到油藏的开采，使物理在油气田开采中运用得更加广泛，而对于水力压裂监测，水驱前缘监测和油藏信息的提供都取得了极其成功的实验结果，因此微地震监测技术未来的发展还是十分可观的。
.（2）微地震监测技术受到物理界的追捧，而且它的作用基础是震源的定位，在震源机制越来越深的探讨，有关参数越来越多的影响下，微地震检测技术会被越来越多的应用，它的监测结果也会越来越精准。
（3）因为在油藏开采中极高的实用性，并且技术方面的难题也已基本化解，资料的高分辨率以及较低的投入成本也为微震监测收获了更多的肯定。
（4）微地震裂缝监测可获得裂缝的准确位置图，数据结果除指出裂隙以外，还可得到相对于二维模型更快更精准的真实压裂模型数据，并作用于油气田的开采。