微地震监测技术在阳201-H2井压裂中的应用

井下微地震裂缝监测设计及压裂效果评价_王治中

收稿日期:2005-08-17作者简介:王治中(1969-),男,中国石油大学(北京)在读博士,从事油气井岩石力学和出砂预测研究工作。文章编号:1000-3754(2006)06-0076-03

井下微地震裂缝监测设计及压裂效果评价

王治中1,邓金根1,赵振峰2,慕立俊2,刘建安2,田红1(11中国石油大学,北京 102249;21长庆油田勘探开发公司,陕西咸阳 712000)

摘要:井下微地震监测技术作为监测压裂效果的有效手段之一,首次在长庆油田的庄19井区得到了应用。本文在简要介绍井下微地震压裂监测技术的基础上,论述了选井选层设计、测震传感器的布置优化、井筒体液设计和压裂设计,并利用微地震压裂监测结果分析了压裂井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。该方法对于验证传统方法的准确性、提高裂缝测试水平及油田开发效果具有重要意义。关键词:微地震技术;水力压裂;施工设计;监测;裂缝展布;油田应用;效果分析中图分类号:TE35711 文献标识码:A

水力压裂作为油气增产的主要措施已被广泛应用于现代石油工业。经济有效的水力压裂应尽可能地让裂缝在储层延伸,防止裂缝穿透水层和低压渗透层[1,2]。现场作业表明,水力压裂的效果往往不是十分明显,有时由于穿透隔层而导致失败,造成油层压力体系破坏,影响油田的开发效果[3]。因此,研究裂缝扩展规律、优选压裂作业参数,并采取有效措施控制裂缝的扩展形态是提高压裂处理效果的基础。但从油田实践看,由于受监测手段的限制,对裂缝扩展规律的认识还十分有限。井下微地震监测技术作为监测水力压裂裂缝扩展的最佳方法之一,首次在长庆油田的庄19井区得到了应用。本文在简要介绍井下微地震监测技术的基础上,论述了选井选层设计、测震传感器布置优化、井筒液体设计和压裂设计方法,并利用微地震监测结果分析了压裂井的裂缝展布特征,验证了压裂施工效果。

1 井下微地震裂缝监测技术

微地震压裂监测技术的主要依据是,在水力压裂过程中,裂缝周围的薄弱层面(如天然裂缝、横推断层、层理面)的稳定性受到影响,发生剪切滑动,产生了类似于沿断层发生的/微地震0或/微天然地震0。微地震辐射出弹性波的频率相当高,一般处在声波的频率范围内。这些弹性波信号可以用精密的传感器在邻井探测,并通过数据处理分析出有关震源的信息。在压裂过程中,随着微地震在时间和空间上的产生,裂缝测试结果便连续不断地更新,形成了一个裂缝延伸的/动态图0。该图得到裂缝方位和长度的平面视图,可直接得到裂缝的顶部、底部深度和裂缝两翼的长度。该技术有以下优点[4-6]:①测量快速,方便现场应用;②实时确定微地震事件的位置;③能确定裂缝的高度、长度和方位;④具有噪音过滤能力。

微地震监测技术及其在油田中的应用

微地震监测技术及其在油田中的应用　・　１３　・　

２．３地面微地震监测技术　

成立于２００３年的美国ＭｉｃｒｏＳｅｉｓｍｉｃ（ＭＳＩ）公司是　

地面微地震监测技术的积极开发和推广者。它是在　

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　

源。这种方法的特点是施工比较简单、成本低，但是　

接收信号信噪比差，数据处理方法要求高，ＭＳＩ公司　

己经实现了地面微地震监测技术的大规模商业化利　

用。王维波等人自主研发了一套地面微地震监测系　

统，在川渝地区成功应用ｌ９井次。　

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。　

２．４浅井组合监测技术　

浅井组合微地震压裂监测技术是在压裂井周围　

区域，钻取４～５口深度２００～３００ｍ深的观测井，在每口　

观测井中放置至少１０级井下检波器，实时采集压裂　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　

３Ｄ３Ｃ　ＶＳＰ，可以更好地提高裂缝监测的成果质量。　该技术克服了压裂井旁必须要有数千米深观测井的　

不利条件，更适合于大井距气田的微地震压裂监测。　●Ｉ　

④　●◆　

压裂井　

●　④　观测井④一④　

●　④　

图３浅井组合微地震压裂监测图　

２．５井下微地震裂缝监测技术　

井下微地震裂缝监测技术是美国Ｐｉｎｎａｃｌｅ公司　开发的监测压裂过程中人工裂缝的技术，它是通过恺　

装光缆将三分量实时采集检波器以大级距、多级布置　

在压裂井邻井内，通过监测压裂井裂缝端部岩石的张　

性破裂和滤失区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　

微地震裂缝检测技术应用实例

容娇君;李彦鹏;徐刚;梁雪莉

【期刊名称】《石油地球物理勘探》

【年(卷),期】2015(050)005

【摘要】对于断层和天然裂隙发育的致密砂岩储层,设计者希望通过人工压裂连通天然裂缝改造储层内部导流能力,使其更有效产油产气.然而储层内部复杂的各向异性使得压裂裂缝形态很难被提前预测,对储层改造过程中发生的微地震事件进行监测,可以通过微地震事件的分布及属性特征较准确地评估压裂效果.本文展示了一个致密砂岩储层改造微地震监测实例,通过微地震事件信号处理及定位结果分析,认识断层和水力压裂致裂的微地震信号特点及震源属性差异,查明了储层改造后产水原因.

【总页数】6页(P919-924)

【作者】容娇君;李彦鹏;徐刚;梁雪莉

【作者单位】东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072750;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072750;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072750;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072750

【正文语种】中文

【中图分类】P631

【相关文献】 1.微地震波检测技术在南翼山浅油藏水驱前缘监测中的应用 [J], 应忠才仁;张煜;李翻平;苏珊

2.微地震波裂缝监测技术在油田裂缝研究中的应用--以克拉玛依八区下乌尔禾组油藏为例 [J], 李民河;廖健德;赵增义;李震

3.井下微地震裂缝监测技术在具裂缝—基质双重介质储层油藏中的应用 [J], 王建江

4.直接测氡法在地裂缝灾害勘察工作中的应用实例——以唐山市古楼庄地裂缝勘察为例 [J], 于孝民;田佳辉

5.光纤微地震检测技术在压裂效果评价中的应用 [J], 莫莉

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微地震监测技术在页岩气开发过程中的应用——以四川泸州地区为例

宋慧娟;李硕;李云迪;牟川

【期刊名称】《东华理工大学学报:自然科学版》

【年(卷),期】2022(45)5

【摘要】运用水力压裂有效提高储层渗透率已经成为页岩气开发过程中必不可少的环节。根据压裂缝网的展布特征调整压裂参数,可达到规避压裂风险、提高储层改造效果的目的,因此实时获取缝网展布信息至关重要。微地震监测技术通过接收压裂过程中岩石破裂产生的震动,实现对压裂缝网发育过程的描述,是一种全面评价压裂效果的手段。采用地面微地震监测方法对泸州地区4口井的压裂过程进行了监测,获取压裂缝网展布范围、延伸方向等几何参数,为压裂工艺实时调整提供了有效指导,获得了较好的应用效果。通过微地震事件与目的层地球物理参数的对比,分析了天然裂缝活动特征及其对压裂缝网发育的影响,为本工区后期压裂工艺改进提供了有效参考。

【总页数】6页(P437-442)

【作者】宋慧娟;李硕;李云迪;牟川

【作者单位】中石化石油工程地球物理有限公司江汉分公司;西南油气田公司蜀南气矿

【正文语种】中文

【中图分类】P631.4 【相关文献】

1.Kirchhoff 叠前时间偏移技术在页岩气地震勘探中的应用--以四川盆地綦江地区页岩气为例2.页岩气高精度三维地震勘探技术的应用与探讨——以四川盆地焦石坝大型页岩气田勘探实践为例3.页岩气微地震压裂实时监测技术——以四川盆地蜀南地区为例4.四川盆地泸州地区页岩气地层地震相分析研究及实际应用5.基于频率域高频恢复技术的页岩气薄储层识别方法——以四川盆地泸州地区深层页岩气为例

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微地震监测技术在注水井中的应用

・４６・　采油　工程　

微地震监测技术在注水井中的应用　

杨树敏　，宋国梅　，王龙彬　

（１大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司；２大庆油田有限责任公司勘探开发研究院）　

摘要：微地震法水驱前缘监测技术是基于地球物理、岩石力学、信号处理及地震波传输等理论的一　

项监测技术，通过监测注水引起微裂缝重新开启及造成新的微裂缝时产生的微震波，确定微震震源位　置，进一步确定监测井的水驱前缘、注入水波及范围和优势注水方向。重点介绍了微地震法水驱前缘　

监测原理及现场施工工艺，并结合现场实例，分析该项技术在油田生产中的应用。　

关键词：微地震；前缘；监测　

油田开发人员迫切需要了解注水井各吸水层的优　

势注水方向、水驱前缘分布状况、水驱波及面积以及　

洼水井调剖效果等信息。上述问题，以往主要依靠油　藏工程师采用地质和动静态资料分析的方法来判断，　

缺乏直观的实时监测手段。微地震法水驱前缘监测技　

术综合了地球物理、岩石力学、信号处理及震波传输　等理论，通过接收注水过程中所产生的微地震事件，　

并结合该区块的生产测井和注水数据等资料，最终得　

到注水井的水驱前缘、注入水的波及范围、优势注水　方向等信息，为挖掘剩余油、提高最终采收率提供技　

术依据。　

Ｉ　技术原理　时间后重新开注的过程中，会引起流动压力前缘移动　

和孔隙流体压力的变化，并产生微震波；同时，地层　

中原来闭合的微裂缝会再次张开，并诱发产生新的微　

裂缝。在孔隙流体压力变化和微裂缝的再次张开与扩　

展时，必将产生一系列向四周传播的微震波。微震波　

被布置在监测井周围的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等监测分站接　

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，利用波速场分布与地下渗流场分布的关系，转换　为地下波速场的描述，进而求出水驱前缘、注入水波　

及范围、优势注水方向，注水波及区面积等综合信　

息。　

图ｌ为水驱前缘监测原理图，注水井在停注一段　２　监测方法　

微地震法在煤层气井人工裂缝监测中的应用

第３卷第３期　２００６年７月　中国煤层气　Ｃ卸　Ａ　ＣＯＡＵｊ皿ＭＥｎ¨　ＮＥ　Ｖｏ１．３　Ｎｏ．３　Ｊｕｌｙ　２００６　

微地震法在煤层气井人工裂缝　

监测中的应用　

白建平　（山西省晋城煤业集团煤层气公司，山西晋城０４８００６）　

摘要：煤层气井人工裂缝在煤层气开发中起着重要的作用，本文阐述了煤层气井人工裂缝监测　原理，通过对人工裂缝监测现场试验及研究分析，为煤层气井压裂效果研究找到了一条科学方　法，从而为煤层气地面开发井网布置提供了科学依据。　关键词：微地震煤层气裂缝监测　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍｉｃ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ＣＢＭ　Ｗｅｌｌ　Ａｒｔｉｆｉｃａｌ　Ｆａｃｔｕｒｅｓ　Ｂａｉ　Ｊｉａｎｐｉｎｇ　（Ｊｉｎｃｈｅｎｇ　Ａｎｔｈｒａｃｉｔｅ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ，Ｓｈａｎｘｉ　０４８００６）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｔｉｆｉｃａｌ　ｆｒａｃｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ＣＢＭ　ｗｅｌｌｓ　ｐ１ａｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅｓ　ｉｎ　ＣＢＭ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｓｅｔ　ｆｏｒｔｈ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ａｒｔｉｆｉｃａｌ　ｆｒａｃｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ＣＢＭ　ｗｅｌｌｓ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ａ　ｗａｙ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｆｒａｃｔｕｒｅｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｆｉｅｌｄ　ｔｅｓｔｓ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｕｓ　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ＣＢＭ　ｗｅｌｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍ；ｃｏａｌｂｅｄ　ｍｅｔｈａｎｅ；ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　

１概述　在煤层气开发工程方面，地应力场作用占重要　地位，随着煤层气产业的发展，人们发现裂缝在煤　层气开发中的作用越来越重要，人工裂缝方向与井　排方向错开的角度较小，会造成气井早期水淹、水　窜，严重影响气井开发效果，因此裂缝不仅决定了　抽水效果，而且控制了层系的划分和井网布置，从　而直接决定了气井开发效果的好坏。因此，掌握人　工裂缝方向及大小对煤层气的开发起着关键的作　用。　煤层气开发工程是一种地下隐蔽工程，压裂所　形成的裂缝宽度非常小，很难通过普通的地球物理　方法进行有效的监测。近年来，我国一些部门进行　了相关的试验工作，已创立了一些测试技术，主要　包括利用地面微地震、大地电位及井温等方法进行　人工裂缝监测。我们在煤层气开发中利用地面微地　震法进行裂缝监测，通过现场监测给出该井压裂时　地层产生裂缝的方位及长度，为井网布局、方案设　计提供了可靠依据。　２地面微地震法监测原理　地面微地震法监测人工裂缝是利用压裂施工中　地层岩石破裂产生的微地震波，测定裂缝方位及几　

井中微地震压裂监测技术在N 井中的研究与应用

摘要：微地震压裂监测就是用记录地震波的方法对压裂作业过程产生的微地震信号进行记录、分析和处理，监测压裂效果的一项技术。N 井微地震压裂监测项目采用斜井压裂，直井监测的方式进行施工，文章以N 井为例，分别从采集和处理解释技术方面，对微地震压裂监测技术进行了研究。

关键词：N 井；微地震压裂监测；处理解释1 采集技术研究1.1 采集工艺特点及设备要求。井中微地震压裂监测资料相对于地面地震具有一些特殊性[2]：（1）频率高，主要频率集中在100-1500HZ；（2）水力压裂产生的微地震事件能量微弱，且高频成分极易被衰减吸收；（3）实时性强，耗时长，通常需要连续记录。以上特点决定了对采集设备的如下要求：（1）多级数。采用多级数可以达到如下目的：多次覆盖，得到更多的地震数据；提高施工效率；减少井炮数量；节约工农费用。（2）三分量高灵敏度高带宽检波器。在井中条件下，特别对于压裂监测施工来说，无论井下震源产生的能量还是微地震事件产生的地震能量都是非常微弱的，并且频率非常高，要求井中使用的检波器具有相当高的灵敏度和测量带宽.（3）高采样率下的连续记录能力。由于压裂施工时间比较长，为了完整记录这段时间内发生的所有微地震事件，要求采集系统具有连续记录和实时数据传输的能力。（4）高可靠性。耐高温、高压，适应井下殊环境。

1.2 微地震压裂监测采集施工（1）下井记录射孔定位信号。作业完成后地面仪器到达监测井场就位，井下仪器检测合格后下井到指定层位并推靠好。

录制井下噪音。噪音合格后通知压裂井场的射孔队，在射孔开始前几分钟开始记录，直至射孔完成并得到良好的射孔记录。

现场对射孔记录进行处理以确定每一个检波器的方位。需要接收两次射孔信号对数据检验与校正。（2）压裂监测。N 井微地震压裂监测项目采用斜井压裂，直井监测的方式进行施工，在压裂作业开始前几分钟开始记录，仪器上将同时显示连续记录文件与事件记录文件，记录过程中密切监视仪器状态，压裂过程持续几个小时，在压裂结束后继续记录一段时间以保证不漏掉微地震事件。所得数据量视压裂规模大小与压裂持续时间长短而定。

微地震监测技术及应用

摘要微地震监测工艺包括近震研究的定位与地壳构架成像，微地震监测各类定位手段需创建不同目标函数，地震定位情况的实质为求得目标函数的极小值。NA拥有不依靠于模型初始值选用，不会收敛与部分极小值，比以往线性近似手段有更大的精度与稳定性。经过地震信息的震相研究，走时拾取反演能够得到地震干扰区的地震波速度系统，当前已推行使用在石油、气田勘察开发和页岩开发领域；矿山开挖中矿震、岩爆，煤和瓦斯突出，承压水突水检测；水利项目施工坝址、边坡可靠性以及天然滑坡检测等诸多方面。

关键词微地震；监测方法；运用；研究

1 微地震具体定位手段

微震监测方法是在地震监测方法的前提下发展起来的，其在原理上和地震监测、声发射监测方法一样，是依靠岩体受力损坏阶段破裂的声、能原理。

近震3D空间微地震定位忽视深度后能视为平面微地震定位情况，使用三点定位几何手段，在已知三个测量点坐标与地层介质传递速度基础上，经过三点到时就能够明确震源部位[1]。O0是坐标原点，以R，R+ΔR1，R+ΔR2分别是半径作圆，三圆交点就是震源，如图1所示。

天然微地震出现频率相对偏低，地震震相容易区别，常体现出单事件特点。精确的定位手段均是创建在3D空间前提下，常见的微地震震源定位基本手段包括Geiger法、网格检索手段等线性优化途径；还有遗传算法、模拟退火以及邻近算法等非线性优化手段[2]。

2 微地震监测运用

2.1 矿山安全开挖微地震监测

伴随开挖深度增大，地压、瓦斯以及地下承压水等安全情况突出，微地震监测技术起到关键的作用。冲击地压属于矿山内损坏行最大的地压问题，出现时大小不同的煤块以较大的速度飞向巷道，对矿山设备以及人员生命的威胁较大，因此对其研究具有重要作用[3]。统计结构显示，大概50%的矿震是因为沙砾岩等重点层损害造成的，僅有少数矿震造成了冲击地压情况，表示矿震和冲击地压的差异。冲击地压与地震一样均是和地球中物理损坏相关联的岩体可靠性现象，其出现时均表现为较短时间内散发大量的应变能。

微地震监测在地震地质工程一体化中的应用

徐刚;李德旗;王适择;何思进

【期刊名称】《石油地球物理勘探》

【年(卷),期】2018(053)0z2

【摘要】随着全球经济发展对油气需求的持续增长以及勘探开发技术的不断提高,非常规油气藏正逐步成为接替资源及勘探开发热点.在储层甜点预测技术、水平井钻完井技术、储层改造增产技术以及微地震监测技术日渐成熟的背景下,中国石油集团东方地球物理公司在理论研究与实际应用中总结出一套涉及多学科的综合地震地质工程一体化技术思路.本文主要描述了在四川盆地昭通页岩气示范区等地开展的基于微地震监测技术的地震地质工程一体化实践,取得了良好的应用效果,同时也证明该套技术具有推广价值.

【总页数】9页(P115-123)

【作者】徐刚;李德旗;王适择;何思进

【作者单位】东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072750;中国石油天然气股份有限公司浙江油田分公司,浙江杭州310013;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072750;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072750

【正文语种】中文

【中图分类】P631

【相关文献】 1.井中微地震监测技术在重复压裂中的应用 [J], 林海;王俊明;郭玲玲;张力;曾小敬;

2.微地震监测技术在吐哈油田西山窑油藏蓄能压裂中的应用 [J], 冯超;隋阳;衡峰;魏国栋;姜清岩;孟杰

3.井下微地震监测技术在玛湖致密油藏MX1水平井重复压裂中的应用 [J], 敖科;刘想平;黄晓峰;何龙

4.井中微地震监测技术应用效果分析——以庄288区块为例 [J], 刘洪壮;刘之的;梁文杰;温柔;李栋;张程晨

5.井中微地震监测技术应用效果分析--以庄288区块为例 [J], 刘洪壮;刘之的;梁文杰;温柔;李栋;张程晨

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井中微地震监测技术在川南页岩气井压裂中的应用

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井中微地震监测技术在川南页岩气井压裂中的应用

作者：刘飞

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第08期

摘要：水力压裂技术是页岩气开发成功与否的关键技术之一。单井多段压裂、多井拉链式压裂、多井同步拉链式压裂方式的发展使得开发过程进一步降本增效。然而，对于压裂效果的评价一直以来都是难点，微地震监测技术可以很好地解决这一难题。

关键词：压裂；微地震；井中监测；页岩气

1 水力压裂微地震监测原理

水力压裂作业初期，由于大量的超过地层吸收能力的高压流体泵入井中，在井底附近逐渐形成很高压力，其值超过岩石围应力与抗张强度之和，便在地层中形成张性裂缝[1]。这种加压的张开的裂缝，在它周围的高孔隙流体压力区引起剪切破裂。岩石破裂时发出地震波，震源信号被位于压裂井旁的井中检波器所接收，通过资料处理，反推到震源的空间位置，这个震源位置就代表了裂缝的位置[2-3]。

2 井中微地震监测实例

2.1 项目概况

ZTS1水平井组为浙江油田公司在昭通国家级页岩气示范区部署的页岩气水平井，压裂目的层为志留系龙马溪组页岩气层。压裂作业采用成熟的速钻桥塞+分簇射孔联作分段压裂工艺，设计压裂59段。此次井中微地震监测在邻井ZTZ-1井进行，主要任务是现场实时指导压裂方案和参数的及时调整，并根据微地震事件时序排列、能量大小计算及压裂裂缝体积（SRV），实现水平井分级体积压裂效果的实时评估，指导和评价水平井段分段压裂效果。

2.2数据采集

井下微地震监测采用的是在邻井井中放置检波器，接收水平井压裂信号。采集的主要参数包括：共放置了8组检波器，检波器下放深度为2080-2290m（30m间隔），采样间隔0.25ms，每16s采集一个SGY数据文件进行实时处理。

2.3 数据处理