微地震监测技术介绍

12020年3月31日11时42分微地震监测技术22020年3月31日11时42分一．概述二．微地震监测的应用三．微地震监测主要方法四．结束语目录32020年3月31日11时42分一．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42020年3月31日11时42分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。一．概述引言52020年3月31日11时42分一．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。微地震压裂监测的发展历程62020年3月31日11时42分一．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。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。微地震监测的定义72020年3月31日11时42分一．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。微地震的形成机制82020年3月31日11时42分一．概述一般来说，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。PS剪切滑动P(t1)S(t1)P(t2)S(t2)检波器XY微地震的特性92020年3月31日11时42分一．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。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。微地震的特性102020年3月31日11时42分一．概述二．微地震监测的应用三．微地震监测主要方法四．结束语目录微地震事件发生的1，位置、2，数量、3，时间和4，强度112020年3月31日11时42分二．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（MicroseismicComesofAge）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：前言122020年3月31日11时42分1、裂缝尺度描述裂缝网络长裂缝网络宽裂缝网络高裂缝网络走向微地震事件数目西翼东翼井轨迹上井轨迹下监测结果23114266542北偏东71°2725m42m二．微地震监测的应用位置某压裂微地震事件俯视图和东西向剖面图132020年3月31日11时42分D21DA21-1DA23-9DA29-1DA33-14DA39-8-19600491-0291--1920-1920-19200291--1920-1920-1900-1900-1900-1900-1900-1880-1880DA21-9DA23-13DA25-13DA25-17DA21-11DA23-11DA31-5探井油井注水井控制井设计油井设计注水井完钻未投井报废井未下套管井构造等值线断层合作区范围图例裂缝位置离已知断层380m通过现场处理微地震监测的数据可以实时获得裂缝位置，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。二．微地震监测的应用观测井位置和相对时间2、验证和优化压裂设计（实时监控压裂裂缝走向）142020年3月31日11时42分通过对监测的数据现场处理，获得微地震事件发生位置及其变化趋势，实时监控人工裂缝空间位置和走向，防止人工裂缝延伸至断层，为压裂工程师对压裂工程做出现场调整提供数据参考。oilpressure压力排液量体积（m³）Mpam³/min实际计划Stage2前置液（一型液）38.3-62.93.2-8.310001000Stage3前置液（二型液）48.2-62.74.3-5.14601800Stage4前置液（一型液）36.1-62.84.7-8.12602600前置液（基液）28.9-33.43.8-4.66060携砂液30.8-33.53.8-4.2184165顶替液33.1-34.03.8-4.51212二．微地震监测的应用位置和时间2、验证和优化压裂设计（指导压裂工程师调整压裂液）152020年3月31日11时42分WellAWellBWellCa.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；c.根据A井的压裂监测结果及其分析指导B和C井的压裂段间隔设计；d.针对B井和C井，调整段间隔后，在获得压裂效果比预期要好的前提下，减少了成本投入。二．微地震监测的应用2、验证和优化压裂设计（段间隔）位置和相对时间162020年3月31日11时42分通过微地震监测标定的裂缝模型可以用于估计支撑层位的具体位置，然后根据油气藏模型选择排采模式。井距太远可能会导致资源被绕过。另一方面，井距太近会增大井的密度，因而导致成本增大，而由于邻井排采重迭区间之间井的干扰，可能进一步导致减产。二．微地震监测的应用3、验证和优化井间隔的设计位置、数量172020年3月31日11时42分4、应力场分析二．微地震监测的应用井A井BSRV：55.40Millionm³SRV：66.05Millionm³平行最小主应力方向.垂直最大主应力方向位置、数量和相对时间182020年3月31日11时42分4、应力场分析二．微地震监测的应用通过分析裂缝走向，判别储层的最大最小主应力场的方向，为储层附近的后续水平井的造斜点、射孔位置、以及下一步压裂设计作出指导性的建议。位置、数量和相对时间192020年3月31日11时42分震级-1震级0级以上为主倾角8°断层的派图F—主断层；S1,S2—剪节理；T—张节理；D—小褶皱5、识别断层和天然裂缝二．微地震监测的应用位置、数量和强度202020年3月31日11时42分3个射孔点位置发生时间先后大小代表能量的差异。第七段油压Mpa40-50排量m³/min12总液量m³2065总砂量m³20.4二．微地震监测的应用5、识别断层和天然裂缝位置、数量和强度212020年3月31日11时42分裂缝网络顶垂深：1500m裂缝网络底垂深：1560m地质体顶垂深：1520m地质体底垂深：1585m二．微地震监测的应用5、识别断层和天然裂缝位置、数量和强度222020年3月31日11时42分泥岩的高GR属性，导致微地震事件稀少二．微地震监测的应用6、压裂时储层的响应位置、数量和相对时间232020年3月31日11时42分泥岩的高GR属性，导致微地震事件稀少二．微地震监测的应用6、压裂时储层的响应位置、数量和相对时间242020年3月31日11时42分6、压裂时储层的响应二．微地震监测的应用第六段油压Mpa45排量m³/min12总液量m³2251总砂量m³17.8发生时间先后大小代表能量的差异。位置、数量和相对时间页岩252020年3月31日11时42分7、压裂时储层的响应二．微地震监测的应用位置、数量和相对时间致密砂岩262020年3月31日11时42分二．微地震监测的应用7、压裂时储层的响应位置、数量和相对时间火山碎屑岩272020年3月31日11时42分二．微地震监测的应用微震展布最小曲率区域地质特征8、综合分析位置、数量、相对时间和强度282020年3月31日11时42分8、综合分析二．微地震监测的应用地震属性、储层弹性参数（脆性、泊松比）和压裂时破裂产生的微地震事件分布特征有着内在联系。地震数据和微地震数据可以相互印证！位置、数量、相对时间和强度292020年3月31日11时42分二．微地震监测的应用数量较多、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8、综合分析位置、数量、相对时间和强度302020年3月31日11时42分一．概述二．微地震监测的应用三．微地震监测主要方法四．结束语目录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312020年3月31日11时42分地面监测浅井长期埋置井中监测1-Cor3-C检波器8~16线,800~1000道准备时间:5~10天12~30级3-C检波器监测距离:100~800m准备时间:2-3天100~6003-C检波器适合于多井多段准备时间:2~4周三．微地震监测主要方法微地震的监测方式322020年3月31日11时42分GeoEast-VSP三．微地震监测主要方法配套软件配套软件332020年3月31日11时42分1.观测系统设计2.观测方法的可行性分析3.现场实时处理4.室内精细化处理5.数据分析和解释6.延时压裂监测7.现场数据的质量控制三．微地震监测主要方法配套软件软件擅长于：GEOEast-VSP342020年3月31日11时42分观测井水力压裂监测压裂井352020年3月31日11时42分三．微地震监测主要方法监测设备监控仪三分量检波器电缆车井中监测362020年3月31日11时42分吐哈盆地8口井四川盆地21口井(重庆)33口井松辽盆地32口井渤海湾盆地6口井昭通页岩气7口煤层气6口(银川)5口井松辽盆地40口井柴达木盆地6口井准葛尔盆地10口井塔里木盆地1口井MI1口储层类型: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、丛式井总计：大约200口井，1000段工作经验三．微地震监测主要方法372020年3月31日11时42分原始信号微震事件筛选噪声压制初至拾取偏振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监测范围分析观测井段优化储层物性分析裂缝几何参数破裂性质分析地应力分析破裂能量分析采集设计数据处理成果解释SRV计算综合研究三．微地震监测主要方法项目运作流程资料搜集井中监测382020年3月31日11时42分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)地质顶面（如果有可能，提供层位曲面）地质构造，包括已知断层水力压裂日程表（日期、压裂公司、压裂段数、持续时间、24小时作业许可）具有准确时标的压裂施工计划表（流体、液量、流量、施工压力、支撑剂时间)（双井）在坐标参考系和参考基准面下的井坐标（包括地面高程和补心高程）（双井）井斜测量结果（双井）伽玛射线和偶极声波测井资料（压裂井）完井设计（桥塞射孔连作完井施工或滑套），包括设计的射孔位置。（观测井）井身结构示意图（包括井口、套管