微地震监测技术介绍
微震监测方法与技术
引言
C – SeisPTTM微地震监测解释软件 声发事件的探测 声发事件的分析 微地震的定位 压裂裂缝绘制
左图:模拟无裂缝的均匀介质中P波和S波的传播.(图中小圆圈为接收点,星号为震 源-小裂缝) 右图:模拟有裂缝时的波传播情况( a. 40毫秒时 b. 75毫秒时. P波和S波的速度从 外部岩石向裂缝内部明显下降)
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5、反演定位方法研究
R为实测到时与初始参数计算到时之差，是已知 量；a，b，c为时距函数在初始点的偏微分，也是已知 量；e是二次以上的高截误差；σx、σy 、σz 、是待 求的震源参数修正量。下一步利用最小二乘原理，令e 的平方和最小化，从而建立下列线性方程组：
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引言
随后，1976年美国著名国家实验室桑地亚国家 实验室在Wattenberg油田做了大量工作，试验用地 面地震观测方式记录水力压裂诱发微震。试验结果 表明，由于水力压裂诱发微震的能量，频率等特点， 以及地层吸收因素等，在地面是不能可靠检测到的， 因而也就不能用地面观测的方法确定水力裂缝方位 和几何形状，而是应该在靠近这种裂缝附近记录诱 发微震。
微地震监测方案
微地震监测方案地震是地球表面因地壳断裂导致的振动现象，对人类生命和财产造成了巨大的威胁。
而微地震作为地震研究中的一个重要分支，被广泛应用于地震的监测与预警工作中。
本文将介绍一种可行的微地震监测方案。
一、引言地震是一种破坏性极大的自然灾害，而微地震监测则是通过监测和研究微小地震信号，以了解地壳的活动状况，更好地预测和防范大规模地震事件的发生。
因此，制定一套有效的微地震监测方案至关重要。
二、设备和技术1. 声波传感器声波传感器是一种用于检测地震信号的关键设备。
它能够测量地壳中微小地震波的振幅、频率和持续时间，从而判断地壳的活动情况。
2. 数据采集系统数据采集系统是用于收集和记录声波传感器所感知到的地震信号的设备。
采集系统应具备高灵敏度、高采样率和较大存储容量，以确保数据的准确性和完整性。
3. 数据处理软件数据处理软件用于对采集到的地震数据进行处理和分析。
它能够提取出地震信号的关键特征，并进行相关性分析，有助于判断地震的发生原因和趋势。
三、监测范围与布点微地震监测的范围应根据地震活动频率和地理位置进行合理确定。
选择地震频繁的地区进行监测，可以提高监测的准确性和有效性。
布点方面，应充分考虑地震监测站之间的辐射覆盖范围，布设足够数量的监测站点，并确保各监测站点之间的距离适当，以便有效监测地震信号的传播路径。
四、数据分析与处理1. 地震事件识别通过数据处理软件对采集到的地震数据进行分析，识别出地震事件的发生时间、震级和震源位置等关键信息。
这有助于及时了解地震活动的情况，并采取相应的应对措施。
2. 地震波形分析地震波形分析是对地震信号的振幅、频率和持续时间等进行详细分析的过程。
通过对地震波形的分析，可以判断地震的来源、运动性质和可能对周边地区产生的影响。
3. 数据趋势分析通过长期对微地震监测数据的积累和分析，可以发现地震活动的趋势和规律。
这对于预测地震事件的发生概率和可能性有很大的帮助。
五、监测结果的意义与应用微地震监测的结果可以为地震学研究提供重要的数据支持，有助于科学家们对地震活动机制和震源构造的认识。
注水井测试工艺的前沿技术与发展趋势
注水井测试工艺的前沿技术与发展趋势注水井测试是油田开发的重要工作之一，通过注水井的测试可以评估油层储集性能和开采效果，进而指导油田的后续开发和管理工作。
随着油田开发的深入，注水井测试技术也在不断发展，并出现了一些前沿技术。
本文将对注水井测试工艺的前沿技术和发展趋势进行综述，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、前沿技术介绍1. 微地震监测技术微地震监测技术是一种利用地震波传播的原理来监测井下岩石的变形和破裂情况的技术。
通过在注水井周围布置多个地震监测点，可以实时监测地下岩石的变形和破裂情况，从而判断注水效果和油层储集性能。
2. 网格化测试技术传统的注水井测试通常采用单孔测试的方式，即在每口注水井上依次进行测试。
而网格化测试技术通过在一定范围内布置多口注水井并进行同步测试，可以更全面地了解注水效果和油层储集性能。
还可以通过网格化测试数据的分析，优化注水井的布置和运行参数，提高注水效果。
3. 岩心取心分析技术岩心取心分析技术是在注水井测试的基础上，通过取岩心样品进行物理、化学和流体性质等方面的测试和分析，可以更加全面地了解油层的性质和水驱过程的特点。
岩心取心分析技术能够为油田开发和管理提供更可靠的依据，以提高开采效果。
二、发展趋势展望1. 多物理场耦合模拟技术随着计算机模拟技术的不断发展，基于多物理场耦合模拟技术的注水井测试方法得到了广泛关注。
多物理场耦合模拟技术可以模拟注水井周围的地质、地球物理和流体运动等多种物理场的相互作用过程，通过对注水井周围环境的模拟和分析，可以更准确地评估注水效果和油层储集性能。
2. 智能化监测与优化技术随着传感器技术和人工智能技术的不断发展，注水井测试工艺将向智能化监测和优化方向发展。
智能化监测技术可以实时监测注水井和周围环境的变化，并通过人工智能算法对测试数据进行分析和优化，从而实现注水井的智能化管理和优化控制。
3. 新型注水材料与装备技术通过开发新型注水材料和装备技术，可以进一步提高注水井测试工艺的可靠性和效率。
微震监测
微震监测技术在地下工程中的应用摘要：微震监测技术是一种高科技信息化的地下工程动力监测技术。
随着设备硬件技术、信号处理技术和数字化技术的快速发展，微震监测技术的应用在国际上也越来越多，目前国内出现了对该技术的应用研究热。
本文介绍了微震技术的特点及微震技术在地下工程安全监测中的作用。
根据微震监测技术在国内外的应用，概括了该技术在地下工程安全监测和防灾减灾监测的若干方面的应用。
0 引言微地震监测技术(Microseismic Monitoring Technique，简称MS)基于声发射学和地震学，现已发展成为一种新型的高科技监控技术。
它是通过观测、分析生产活动中产生的微小地震事件，来监测其对生产活动的影响、效果及地下状态的地球物理技术。
当地下岩石由于人为因素或自然因素发生破裂、移动时，产生一种微弱的地震波向周围传播，通过在破裂区周围的空间内布置多组检波器并实时采集微震数据，经过数据处理后，采用震动定位原理，可确定破裂发生的位置，并在三维空间上显示出来。
1 微震监测在工程中的应用历史[2]微地震监测技术在地下工程中的应用最早始于上世纪初的南非约翰内斯堡地区的金矿开采诱发的地震监测。
南非对微地震的早期监测是采用常用的地震监测仪器，20多年后，60年代大规模的矿山微震研究在南非各主要金矿山展开，并随之在l970-1980年代以来各采金矿山先后建立了矿山微震监测台站。
到上世纪中叶，在波兰、美国、前苏联、加拿大等采矿大国都先后开展了矿山地震研究，且随着电子技术和信号处理技术的发展，多通道的微地震监测技术也开始得到应用，最突出的有以美国斯波坎的Electrolab公司为代表研制和生产多通道微震监测技术和设备，并在美国的金属矿山得到应用，微震监测技术在非矿山行业之外的核能、地下油气存储库、地下隧道工程等领域也得到应用，如加拿大原子能地下实验室就采用了微震监测系统口。
近年来，利用微震监测技术进行地下灾害救助等方面，也得到应用。
微震监测技术
为诱发地震等。
iSeismograph™ 地 震 仪 能 与 强 大 的 Hyperion 地震处理及报 告软件完美结合。
监测地震及诱发地震
• 小，轻，坚固，低功耗 • 多通道24bit数字化分辨率 • 采样频率 1-1000SPS • 带宽 0.01-250HZ • 连续式和触发式记录 • 短周期/宽频带地震器 • 标准以太网TCP/IP遥远测技术 • 内置校准功能 • 内置固态储存 • Web界面 • 精确至1 μsec GPS时间
微震监测传感器 ESG公司提供全系列包括标准的和定制的地震检波 仪和加速 度计。这些坚固的传感器配以防水的不锈钢外壳，可 在恶 劣的环境下正常使用。可通过钻孔或板式安装配置单轴和 三轴传感器。传感器有不同的尺寸以满足不同的需求。
加速度计 加速度计使用在发生高频地震事件的环境中。有大量硬 岩 的地方通常配备单轴或三轴加速度计。微机电式传感器和 压电 式传感器可获得更高的灵敏性。 地震检波仪 地震检波仪使用在软岩或沙质环境中，因为它们可以 探测 到有低频成分的地震事件。还可通过配置强地动系统监测 大型的地震事件。 钻孔排列 在地下监测中，传感器可以以自定义的间距多级排列。
ESG 微震监测系统技术指标
产品概述：
微地震监测系统是通过监测岩体破裂产生的震动或其他物体的震动，对监测对象的破坏 状况、安全状况等作出评价，从而为预报和控制灾害提供依据的成套设备和技术。该监测系
统可广泛应用于矿山岩体破裂的定位监测，是预测预报顶板垮落、矿井突水、煤与瓦斯突出、 冲击地压等的有效工具，也可根据监测到的岩体破裂的范围和破裂程度，确定导水裂隙带高
有
17
功能
自动短期，中期岩爆
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微震检测技术原理
微震检测技术原理⼀、引⾔微震检测技术是⼀种新型的⽆损检测技术，它利⽤微震能量来检测和诊断材料或结构的损伤。
这种技术以其⾼灵敏度、⾼分辨率和⾼可靠性⽽受到⼴泛欢迎，尤其在⼯程领域，如⼟⽊⼯程、机械⼯程和航空航天等，微震检测技术被⼴泛应⽤于结构健康监测和损伤识别。
本⽂将对微震检测技术的原理进⾏深⼊探讨。
⼆、微震检测技术的基本原理微震检测技术基于振动的原理，通过测量微⼩振动信号来检测结构内部的损伤。
当结构受到外⼒或温度变化等外部因素影响时，会在结构内部产⽣微⼩的振动。
这些微⼩的振动信号包含了结构的状态信息，包括损伤的位置和程度。
通过精密的传感器和信号处理技术，可以捕捉和解析这些微⼩的振动信号，从⽽确定结构内部的损伤情况。
三、微震检测技术的实施步骤1.信号采集：⾸先，需要使⽤⾼灵敏度的传感器来捕捉结构内部的微⼩振动信号。
这些传感器通常被放置在结构的表⾯或者嵌⼊到结构中。
2.信号处理：采集到的原始信号往往包含了很多噪声和其他⼲扰因素，需要进⾏信号处理来提取有⽤的信息。
这⼀步通常包括滤波、放⼤、模数转换等操作。
3.信号解析：经过处理的信号需要进⼀步解析来提取出结构的状态信息。
这通常涉及到对振动信号的频谱分析、模式识别等操作。
4.损伤识别：根据解析出的信息，结合结构的特性和损伤的先验知识，可以对结构内部的损伤进⾏定位和评估。
5.结果输出：最后，将损伤识别的结果以适当的形式输出，如显示在计算机屏幕上或通过⽆线传输发送到远程服务器。
四、微震检测技术的应⽤范围和优势1.应⽤范围⼴泛：微震检测技术可以应⽤于各种材料和结构的损伤检测，如混凝⼟、钢材、复合材料等。
同时，该技术也可以⽤于实时监测结构的健康状态，预防重⼤事故的发⽣。
2.⾼灵敏度和⾼分辨率：微震检测技术可以对微⼩的振动信号进⾏⾼灵敏度和⾼分辨率的测量，从⽽准确地识别出结构内部的损伤。
3.⽆损检测：微震检测技术是⼀种⾮侵⼊性的检测⽅法，不会对被检测结构造成任何损伤，因此在许多领域中得到了⼴泛应⽤。
装配式建筑施工微震监测技术应用
装配式建筑施工微震监测技术应用一、引言近年来，随着城市化进程的加速推进，越来越多的装配式建筑开始被广泛应用。
装配式建筑由于其优势迅速成为了施工市场的热门选择，但其施工过程中也伴随着一定的风险。
为了有效监测和掌握装配式建筑施工过程中的微震情况，科学家和工程师们开发出了装配式建筑施工微震监测技术。
二、装配式建筑施工微震监测技术概述1. 装配式建筑施工微震监测技术的定义装配式建筑施工微震监测技术是指利用传感器等设备对装配式建筑施工中产生的微小地震信号进行实时采集、分析和监测的一种技术。
2. 技术原理装配式建筑施工微震监测技术通过在关键位置安放加速度传感器等设备，实时记录并分析由于地基下沉、挤压等因素引起的微小地震波信号。
这些信号可以帮助监测人员判断施工质量和地基情况，及时发现潜在的安全隐患。
三、装配式建筑施工微震监测技术的应用1. 施工质量监测借助装配式建筑施工微震监测技术，可以实时分析施工过程中产生的微震数据。
通过对这些数据的监测和分析，可以帮助监理人员掌握装配式建筑的施工质量，及时发现并解决问题。
比如，在挖掘基坑或现浇楼板的施工过程中，通过对微震信号的记录和分析，可以判断地基是否承受压力合理，并进一步优化施工设计。
2. 地基稳定性评估装配式建筑依赖于地基承载能力来确保其结构安全和稳定。
传统上，地基稳定性评估主要依靠直接观察以及经验判断。
而利用装配式建筑施工微震监测技术进行地基稳定性评估，则能够更为准确地判断地基是否具备足够的稳定性。
通过对微震信号强度、频率等参数进行监测和分析，可以及时发现地基下沉、变形等问题，为施工人员提供重要参考。
3. 安全隐患识别装配式建筑在施工过程中可能面临一些安全隐患，例如结构失稳、地基下沉等。
通过装配式建筑施工微震监测技术，可以在施工过程中及时对这些安全隐患进行识别。
一旦检测到异常的微震信号，监测人员可以立即采取相应措施避免事故的发生。
四、装配式建筑施工微震监测技术的意义和前景1. 提高施工质量利用装配式建筑施工微震监测技术可以有效提高装配式建筑的整体质量水平。
微地震监测新技术及新方法
微地震事件识别技术
5.微地震反演模型的建立 波动正演的特点是能够在不同的介质条件下，对波场传播过程中的 相位、振幅、频率等变化规律进行准确的模拟，真实的反映波的动 力学特征。一般情况下，基于波动方程的正演方法能够适应各种复 杂模型，本书中采用迭代法射线追踪的方法建立模型。
第九页，共23页。
• 缺点：适用于反演的模型参数比较少的情况，否则当模型参数的 数目比较多时，相应要搜索的模型点的数目也会急剧增加；此外， 进行分层次的网格搜索可以减少搜索的总数，并使搜索达到较高 的精度，但是当初始搜索的网格过于稀疏时，有可能将搜索导向 错误的点附近，而且当失配函数出现多个极小值时，上述的错误 引导的可能性会大大增加。
不涉及导数等其它辅助信息的计算，经过不断的选择、交叉、变异操作，既能使优 秀的个体得到最大限度的继承选择，又能通过不断的交叉使个体更加的趋于优秀； 同时，变异又能产生新的个体，丰富了解搜索的范围，对于实际微地震反演个体来 说，反演结果准确，方法适应性好，但是其对算法中的一些参数的设定的依赖性较 强，需要结合实际进行不断实验，才能得到最优的反演结果。因此结合网格搜索法 和遗传算法的优势，对于搜索法的反演结果从解的概率分布角度进行分析，得出真 解的分布区间。据此，设定遗传算法的参数，对于微地震事件进行反演，大大提高 了计算的速度和精度，对于准确的定位微地震事件具有重要的意义。
微地震事件识别技术
• 迭代法射线追踪 • 通过计算透射波、反射波、折射波时差规律及振幅特征，可以对
微地震记录中有效事件的识别、处理、反演进行指导。在给定的 速度结构下，通过模拟对应微地震事件的走时特征，识别有效事 件，对干扰进行处理，既能为有效事件的自动识别提供依据，又 可以保证反演计算的精度，因此，对于精确的微地震定位技术的 发展具有非常重要的意义。
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目
录
一．概 述
二．微地震监测的应用
三．微地震监测主要方法
1，井中监测 2，地面监测 3，浅井监测 4，方法对比 5，微地震监测的工作经验
四．结束语
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三．微地震监测主要方法
井中监测
地面监测
浅井长期埋置
12~30 级 3-C 检波器 监测距离: 100~800m 准备时间: 2-3 天
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位置、数量、相对时间和强度
二．微地震监测的应用
8、综合分析
微地震事件与反映储层特性的脆性、泊松比相结合，能够更好的解释微地震分布特征。
脆性
泊松比
数量较多、震级相对较大的微地震事件位于脆性梯度大、泊松比梯度大的地方
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位置、数量、相对时间和强度
微地震信号很容易受其周围噪声的影响或遮蔽；另 一方面在传播当中由于岩石介质吸收以及不同的地质环 境，也会使能量受到影响。
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微地震的特性
目
录
一．概 述
微地震事件发生的1，位置、
二．微地震监测的应用
2，数量、
3，时间和
4，强度
三．微地震监测主要方法
四．结束语
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微地震压裂监测的发展历程
一．概述
微地震监测：利用水力压裂、油气采出，或常规注水、注气以及热 驱等石油工程作业时引起地下应力场变化，导致岩层裂缝或错断所 产生地震波，进行水力压裂裂缝成像，或对储层流体运动进行监测 的方法.
微地震监测技术是一门新的地球物理技术，它通过监测微震事 件产生的地震波，确定微震坐标、发震时刻及烈度的技术。
二．微地震监测的应用
2013 年 1 月 和 3 月 ， SEG 和 EAGE 分 别 召 开 了 微 地 震 监 测 Workshop，会议均高度肯定了微地震监测技术在在非常规油气开 发中的重要地位，提出了目前进入微地震时代（Microseismic Comes of Age）的口号。
结合页岩、致密砂岩、碳酸盐岩、煤岩以及直井、斜井、丛 式井、水平井的监测经验，总结微地震监测作用如下：
生产活动干扰时，岩石中原来存在的或新产生的裂缝周
围地区就会出现应力集中，应变能增高；当外力增加到
一定程度时，原有裂缝的缺陷地区就会发生微观屈服或
变形裂缝扩展，从而使应力松弛，储藏能量的一部分以
弹性波(声波)的形式释放出来产生小的地震，即所谓微
地震。
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微地震的形成机制
一．概述
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引言
一．概述
1973年，压裂/微地震监测技术始于地热开发行业 80年代初，采集水力压裂地面监测微震信号试验失败（信噪比太低
）；随后，水力压裂井下监测微震信号获得成功，并确定水力压裂 裂缝监测方式为井下监测； H.R.Hardy成功地运用声发射技术进行了地下水压裂缝的定位研究， 井下观测方式得以快速商业化发展； 2003年，压裂/微震地面监测开始走向商业化。
三．微地震监测主要方法
电缆车
监测设备
监控仪 三分量检波器
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井中监测
三．微地震监测主要方法
准葛尔盆地 10 口井
吐哈盆地 8 口井
塔里木盆地 1口井
总计：大约200口井，1000段
(重庆) 33 口井
(银川) 5 口井
柴达木盆地 6口井
四川盆地 21口井
昭通页岩气 7口
DA21-11
DA23-13
2、验证和优化压裂设计（实时监控压DA21裂-9 裂DA缝23-1走1 向）
- 1 9 20
DA25-13
DA23-9
DA25-17
- 1900
DA21-1 - 1920
裂缝位置离已知断层 380 m
DA29-1
观测井
D21
DA31-5
-192 0 92 0
通过现场处理微地震监测的数据可以实时获得裂-19缝00 位置，结合地质剖面图，在裂 缝即将进入已知断层前，提醒压裂工程师优化调整压裂设计，降低成本。
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1-C or 3-C 检波器 8~16 线, 800~1000道 准备时间: 5~10 天
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100~600 3-C 检波器 适合于多井多段 准备时间: 2~4 周
微地震的监测方式
三．微地震监测主要方法
配套软件
GeoEast-VSP
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配套软件
数据处理
原始信号 微震事件筛选 射孔信号 噪声压制 偏振分析 初至拾取 测井地质资料 检波器定向 偏振分析 模型建立
空间定位
项目运作流程 成果解释
裂缝几何参数 破裂性质分析 地应力分析
SRV计算 综合研究
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井中监测
三．微地震监测主要方法
资料搜集
井场布置图
目标层和相关岩石属性（如：孔隙度、渗透率和模量)
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位置、数量和相对时间
二．微地震监测的应用
5、识别断层和天然裂缝
倾角8°
震级-1
震级0级以上为主
断层的派图 F—主断层；S1, S2—剪节理；T—张节理；D—小褶皱
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位置、数量和强度
二．微地震监测的应用
5、识别断层和天然裂缝
发生时间
先
后
剪切滑动
P S
YX 检波器
S(t1) P(t1)
S(t2) P(t2)
一般来说，采用三分量检波器对微地震信号进行记录， 在三分量检波器记录上，每个分量上P波和S波成对出现并且 三个分量上的P波波至时间和S波波至时间分别相同。
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微地震的特性
一．概述
大多数微地震事件频率范围介于 200～1500Hz之间 持续时间小于1s，通常能量介于里氏-3到+1级。在地震 记录上微地震事件一般表现为清晰的脉冲，越弱的微地 震事件，其频率越高，持续时间越短，能量越小，破裂 的长度也就越短。
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位置、数量和强度
二．微地震监测的应用
6、压裂时储层的响应
泥岩的高 GR 属性，导致微地震事件稀少
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位置、数量和相对时间
二．微地震监测的应用
6、压裂时储层的响应
泥岩的高 GR 属性，导致微地震事件稀少
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位置、数量和相对时间
与地震勘探相反，微地震监测中震源的位置、发震时刻、震源 强度都是未知的，确定这些因素是微地震监测的首要任务。
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微地震监测的定义
一．概述
微地震事件发生在裂隙之类的断面上，地层内地应
力呈各向异性分布，剪切应力自然聚集在断面上。通常
情况下这些断裂面是稳定的，然而，当原来的应力受到
微地震监测技术
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目
录
一．概 述
二．微地震监测的应用
三．微地震监测主要方法
四．结束语
2
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一．概 述
目
录
1，微地震监测的发展历程 2，微地震监测的定义 3，微地震监测的特性
二．微地震监测的应用
三．微地震监测主要方法
四．结束语
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一．概述
➢随着油气田大量开发，低渗致密油气藏已经变得越来越重要。但 是，低渗透油气藏储层物性差，储量丰度低，开发效益相对较差。 因此，提高低渗透油气藏储量的动用程度，是低渗透油气藏高效开 发的关键。 ➢油田开发后期，油气井的采收率较低，通常采用水驱或热驱提高 采收率，如何准确了解和掌握剩余油气去向是提高产能的重要问题。
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位置和相对时间
二．微地震监测的应用
2、验证和优化压裂设计（指导压裂工程师调整压裂液）
oil pressure
压力
排液量
体积（m³）
Mpa
m³/min 实际
计划
Stage2 前置液（一
型液）
Stage3 前置液（二
型液）
Stage4 前置液（一
型液）
前置液（基 液）
38.3-62.9 48.2-62.7 36.1-62.8 28.9-33.4
储层类型: 页岩、致密砂岩、煤矿、火山岩、碳酸盐岩 井类别: 垂直井、斜井、水平井、丛式井
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松辽盆地 40口井 松辽盆地 32口井 MI 1 口
渤海湾盆地 6口井
煤层气 6口
工作经验
三．微地震监测主要方法
采集设计
资料搜集 储层物性分析 观测井段优化 破裂能量分析 监测范围分析
携砂液 顶替液
30.8-33.5 3.8-4.2 184 165
33.1-34.0 3.8-4.5
12
12
14
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位置和时间
二．微地震监测的应用
2、验证和优化压裂设计（段间隔）
a. 3口井按照ABC的顺序依次
进行压裂；
b. 对压裂A井的监测成果进
行分析；
Well C
c. 根据A井的压裂监测结果
二．微地震监测的应用