压裂微地震监测(中油东方地球物理)

中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司压裂微地震监测压裂微地震监测压裂微地震监测压裂微地震监测在不同地质条件下应用在不同地质条件下应用在不同地质条件下应用在不同地质条件下应用2012.12中国石油集团东方地球物理公司汇报人：储仿东中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司主要内容一、微地震井中监测技术简介二、井中监测在页岩气中应用三、井中监测在致密砂岩气中应用四、井中监测在煤层气中应用五、结束语中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国非常规天然气资源丰富，页岩气资源储量36万亿立方米，世界排名第一，主要分布四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地；致密砂岩气资源12万亿立方米，主要分布四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地；煤层气资源丰富，埋深2000米以浅的资源量约为36.8万亿立方米，世界排名第三，主要分布华北、西北地区。非常规天然气地质条件具有复杂性和特殊性，现有的部分勘探开发技术难以适用要求，低渗透储层单井产量低、开发费用高，严重制约了非常规天然气开发利用的步伐。发现区远景区工作区中国非常规气藏分布示意图一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司非常规油气开发关键技术：
油气藏分布预测、地层评价技术
水平井、分支井、丛式井钻井技术
直井多层、水平井多段大型压裂技术
微地震监测技术微地震监测技术微地震监测技术微地震监测技术油气评价技术钻井技术压裂技术微地震监测技术一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司地面监测同井监测邻井监测地震检波器串径向接收排列8-16支干扰较大监测井布设8-50个3C检波器监测距离100-500米干扰较小压裂井布设3-6个3C检波器监测压裂后微地震施工难度大一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司实时监测：检查压裂效果，实时分析裂缝形态，对压裂参数（如压力、砂量、压裂液等）实施调整，实时指导压裂施工，优化压裂方案。压裂评估：提供裂缝网络几何尺寸，结合测井、岩石地球物理参数、地震数据等信息综合分析，评估压裂效果，估算油气可动用体积（SRV）。开发应用：提供裂缝空间形态、最大主地应力方向等，为油田开发井网（水平井井距、水平段长度、压裂分级及压裂段长度等）布设提供重要的参考依据。微地震监测作用微地震监测是油气储层压裂改造，特别是非常规油气藏大型压裂不可或缺的技术手段。一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司井中监测设备监控仪三分量检波器电缆车一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司压裂井监测井中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司微地震井中监测技术微地震处理难点：能量弱、频率高、持续时间短准确的速度模型难以建立易受噪音影响利用射孔确定检波器三分量方向，优化速度模型；筛选微地震事件，通过叠加、合理滤波等手段，对微地震事件偏振分析，初至拾取，得到相对震源的方位角和纵横波时差，实现微地震事件精确定位。一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司原始信号微震事件筛选噪声压制初至拾取极化分析测井地质资料模型建立空间定位射孔信号偏振分析检波器定向解释成果井中监测处理流程一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司确定检波器级数、级间距、时间采样率、观测井段、仪器记录参数等采集参数，保证监测效果。监测的距离与压裂破碎时的释放能量相关，与压裂的目的层岩性和压裂时的施压大小有关系。采集技术一、微地震井中监测技术简介水平井A点水平井B点监测井326.73m200m200m382m监测事件范围观测范围分析破裂能量模拟中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司精确定位微地震事件需要合适的速度模型，初始速度模型通常是通过声波测井、VSP。速度模型校准：在射孔地震记录上，模型初至曲线要尽可能和实际的曲线相吻合。速度模型一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司为了精确定位微地震，在压裂前需通过射孔记录或震源激发确定井中检波器的三分量方位。压裂射孔信号检波器三分量定向射孔标定检波器串三分量方位。检波器定向一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司极化分析将微地震信号旋转成P、SH和SV三分量，分析信号源是P波源、SH为主的源或SV为主的源；P分量用以计算微地震事件发生的方位。极化分析极化分析示意图极化分析示意图极化分析示意图极化分析示意图一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司根据P、S波的初至和峰值提供精确的相位到时识别；基于波形的频谱信息，利用谱自动识别算法实现相位到时的识别。P波S波初至拾取自动拾取人工拾取基于走时差的相位拾取一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司实时定位利用纵横波时差等方法定位微地震事件一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司裂缝解释SRV裂缝位置裂缝网络的几何尺寸最大地应力方向压裂体积裂缝导流能力评估压裂方案裂缝带与断层关系最大主应力方向主裂缝方向压裂体积裂缝带分析一、微地震井中监测技术简介中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司主要内容一、压裂微地震监测技术简介二、井中监测在页岩气中应用三、井中监测在致密砂岩气中应用四、井中监测在煤层气中应用五、结束语中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司页岩特性页岩成分复杂，具有薄页状或薄片层状节理，普氏硬度系数为1.5-3，岩石具有一定的脆性。页岩气储层物性差，低孔低渗，孔隙度约为4%-6%。表现为高自然伽马、高电阻率、高弹性模量、低密度、低泊松比。加砂压裂施工曲线加砂压裂施工曲线加砂压裂施工曲线加砂压裂施工曲线0510152025303540455015:17:2415:47:2416:17:2416:47:2417:17:2417:47:2418:17:24压力(MPa)砂浓度(20kg/m^3)01.534.567.5910.51213.515排量(m^3/min)套压排出排量砂浓度二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司150012149011148010147091460814507144061430514204141031400213901深度(m)检波器二、井中监测在页岩气中应用第七段第六段第五段第四段第三段第二段段数1745-17461772-17731798-17991830-18311863-18641900-19011937-19381995-19962023-20242056-20572085-20862144-21452185-2186射孔位置页岩气A井中监测中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司射孔点反演射孔点反演射孔点射孔频谱A井射孔波形二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司A井初始速度A井校正后速度二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司A井微地震事件波形二、井中监测在页岩气中应用滤波前滤波后A井微地震事件频谱中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司第二段（东西两翼对称性较好，以射孔点向两翼发展，方向垂直井轨迹，井轨迹下方缝网多于上方。)第三段（裂缝东西两翼对称性较好，东向缝网集中，西向缝网稍微分散，方向垂直井轨迹，裂缝带西移。）二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司第四段（非对称性裂缝，大部分破裂发生在东翼，井轨迹下方多于上方，缝网集中，方向基本垂直井轨迹，裂缝带西移。）第五段（大部分破裂发生在东翼，井轨迹下方多于上方，缝网集中，宽度增加，缝网较分散，开始偏离垂直井轨迹方向，裂缝带西移。）二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司第六段（缝网方向扭向井轨迹方向，向东西两翼发展，井轨迹下方多于上方，缝网集中，裂缝带西移压裂加砂量减小，裂缝数减少。）第七段（缝网方向扭向井轨迹方向，向东西两翼发展，裂缝总长度缩短，破裂大部分发生在东翼，井轨迹下方多于上方，缝网集中，裂缝带西移。压裂加砂量减小，裂缝数减少，东北向可能存在断层。二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司微地震事件密度曲线两个射孔点间微地震事件比较集中，若增长射孔段，效果可能会更好。射孔点位置射孔设计优化二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司试压时间段，SRV=132.2万m310:00-10:30，SRV=422.8万m³10:30-11:00，SRV=519万m³11:00-11:30，SRV=661.8万m³11:30-12:00，SRV=843.8万m³12:00-12:30，SRV=1051.4万m³12:30-13:00，SRV=1060.2万m³13:00-13:30，SRV=1132.2万m³二、井中监测在页岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司主要内容一、压裂微地震监测技术简介二、井中监测在页岩气中应用三、井中监测在致密砂岩气中应用四、井中监测在煤层气中应用五、结束语中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物理公司致密砂岩特性致密砂岩气藏可以是深层或浅层、高压或低压、储层厚度变化大，物性差，天然裂缝较发育，岩石坚硬，杨氏模量高。三、井中监测在致密砂岩气中应用中国石油集团东方地球物理公司中国石油集团东方地球物