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 ] 。
微地震监测技术在低渗透油田裂缝研究中的应用——以大庆西部外围低渗透油田为例
［ 摘要］ 微地震监测技术的现场应用 是通 过监测注水过程 中产生 的微震波 ， 确定出水驱前缘 位置 、 势注 来 优 水方 向、 注水 波及面积等资料 ， 进而确定出裂缝分 布的规律。在简要介绍 无源微地震监测技术 基本原理 的基 础上 ， 合地 质动 、 结 静态资料 ， 对微地震法在水驱前缘测试大庆西部 外围低渗透 油 田的应用效 果进 行 了分析 。
现 场应 用效果证 明， 地震监测技术 在低 渗透油 田裂缝研究领域 具有 良好 的应 用前景 ， 提高低渗透裂 缝型 微 对
油田开发效果具有 十分重要 的意义 。
［ 关键词 ］ 无源微地震 ； 裂缝 ； 水驱前缘 ； 注水 开发
［ 中图分类号］ Ｔ ３ Ｐ １ ［ Ｅ ；３ ５ 文献标识码 ］ Ａ ［ 文章编号］ １０ ０９—１４ （０ ２ ０ ０ ３ ０ ７ ２ ２ １ ）４— ０４— ６
微地 震监 测 技 术 在低 渗 透 油 田 裂缝研究 中的应用
— —
以大庆 西 部 外 围低渗 透 油 田为例
赵 玉武 ，曲瑛新 ，熊文 平
（ ．大庆油 田有限责任公 司第九采油厂 ， １ 黑龙江大庆 １３ ５ ； ．浙江大学理学 院地球科学系 ， ６８３ ２ 杭州 ３０ ２ ） １０ ７
ｌｗ ｅ ｍｅ ｂ ｌ ｙ ｏｌ ｅ ｄ ｏ ｐ ｒ ａ ｉｔ ｉ ｌ ｓ ｉ ｉ ｆ
２ ３ 动态 分析 法 ．
新站 油 田注水 开 发 后 ， 现 出油 井 裂缝 性 见水 表
井多 ， 见水 方 向复 杂 ， 见水 后 含 水 上 升快 ， 且 产量 递 减快 的特 征 。其 中 ， ４ １区块 １６口油井 中 已有 大 ０ ４ ５ ６口井 裂缝性 见 水 ， 均 见水 时 间 ２ 平 ８个 月 ， 见水 从 到水 淹最 快 的仅 １ 。油井 见水方 向以东西 和南北 ７ｄ 向为主 ， 分别 占 ３ ８％ 和 ４ Ｏ％ ， 东北 和西 北方 向分别 占１ ４％ 和 ８％ 。注 水 开 发 ２年 后 ， 水 上 升率 为 含 ２９ ．０％ ， 自然 递减 率为 ３ ． ５３％ ， 层裂 缝 的存 在严 储 重影 响 了区块 整体 开发 效果 。 敖南 油 田注水 开 发 后 ， 动 态 上也 表 现 出 储层 从 裂缝 发育 的 特征 。注 水 开 发 ２年 后 ， 有 裂 缝 性 见 共 水井 ３ 口， 早 投 注 】 ３ 最 ５ｄ即水 淹 ， 现 出见 水 早 、 表
微地震监测技术及其应用
毕 业 论 文微地震检测技术及其应用完成日期 2014年6月10日院系名称： 地球物理与信息工程学院专业名称： _勘查技术与工程_____学生姓名： _ _* *____ ___学 号： ___**********______ __指导教师： * * *微地震监测技术及其应用摘要本论文以微地震监测技术基本原理、微地震产生的机理与微地震监测技术分类与过程为基础，通过具体的地震监测技术原理分析与在油气勘中的应用研究，更加清楚的了解微地震监测技术的技术特点与作用，为今后的微地震监测在油气勘探的应用提供理论依据。
同时本文着重论述了微地震监测技术在非常规油气特别是页岩气勘探开发中的作用与应用前景。
为微地震检测技术在我国油气勘探开发过程中的应用提供了理论基础。
关键词：微地震监测技术；油气勘探；页岩气Microseismic monitoring technology and its applicationAbstractIn this thesis, the basic principles of micro-seismic monitoring mechanism to produce micro-seismic technology with micro-seismic monitoring and process-based classification, through specific analysis of seismic monitoring technology principle and applied research in the oil and gas exploration in a more clear understanding of the micro-seismic monitoring technical characteristics and the role of technology for the future of micro-seismic monitoring provides a theoretical basis in oil and gas exploration applications. Meanwhile this paper focuses on the micro-seismic monitoring and application of technology, especially the role of unconventional oil and gas prospects in shale gas exploration and development. Micro seismic monitoring technology in the oil and gas exploration and development process of our country to provide a theoretical basis.Keywords: micro-seismic monitoring techniques; oil and gas exploration; shale gas中国石油大学（北京）本科毕业论文第III页目录第1章前言 (4)1.1课题背景及目的 (4)1.2国内外研究现状 (5)第2章微地震监测技术综述 (4)2.1微地震监测技术原理 (4)2.2微地震监测技术的分类 (9)2.3微地震监测技术野外施工的一般过程 (13)第3章微地震监测技术的应用 (15)3.1微地震监测技术在油气勘探过程中的作用 (15)3.2微地震监测技术在页岩气勘探中的应用 (16)3.3微地震监测技术在其他方面的应用 (20)第4章结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第1章前言1.1 课题背景及目的随着非常规油气（页岩气等）开采逐渐发展和重要性的提高，微地震监测技术成为压裂裂缝形成、发展的重要的判断依据，监测结果也为提高页岩气勘探技术，提高非常规油气采收率提供了非常重要的保证。
微地震监测技术在大庆油田A区块井网设计中的应用
式 （ ） ， ＝（ 。 ： ｓ （ ）２ １中 ｒ Ｓ 一Ｓ）ｉ ２ ／ 。式 （ ） 示 若 ｎ １表 左侧 不小于 右侧 时则 发 生微 地 震 。式 （ ） ，是 作 １中 ｒ
用在 裂缝 面上 的剪切 应力 ；ｏ是岩 石 的固有 的无 法 Ｔ
向应 力抗剪 断强 度 ， 值 由几兆 帕到几 十兆 帕 ， 沿 数 若 已有 裂缝 面错断 ，ｏ Ｔ 数值 为 ０ Ｓ 、： ； Ｓ 分别 是最 大 、 最 小主 应 力 ；ｏ是 地层 压 力 ； 是 最 大 主 应 力 方 向 与 Ｐ
３ ２ 微 地震 监测 结果确 定 人工 裂缝 方 向 ．
两
砂体方向
／鼢 ／ 捌
／ 井 方向 ｝ 枣
方 向
从 区 内 ４口井微 地 震 监 测 结 果 看 （ 表 １ ， 见 ） 裂 缝 方 向 以近 东西 向为 主 ， 中北 东 向裂 缝 方 位平 均 其 ６ ． ， 西 向裂缝 方位 平均 ８ ． 。 ７ ２。北 ７ ７。
裂缝 面法 向 的夹角 。 由式 （ ） 以看 出 ， 裂形 成 的 微 地 震 是 压 裂 １可 压
水 政策 等 因素影 响 ， 中人 工 裂 缝方 向 与井 网的配 其
置关系对于提高水驱控制程度 ， 建立有效 的驱动体 系 ， 免过早 水 淹 具有 主导 作 用 。微地 震 监 测 技术 避
１ 一 ｘ ０ 。Ｉｍ
。
摩 尔 一库伦 准则 可以写 为
ｒ ＇＋ｘ Ｓ ＋ ２ Ｐ ） ２＋ ． — ２ ＣＳ ２￣／ ≥ｚ ／（ ｌ Ｓ —２ ｏ／ （ ｌ Ｓ ）Ｏ （ ｑ） ２ ｏ ｓ
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区 内 ３口井 进行微 电阻率扫 描成像 和 交叉 多极
［ 稿 日期 ］ ２ １ Ｏ 收 ０ ２一 ２一ｌ ４
微地震监测技术及在油气田开发中的应用新进展
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。
油气田勘探开发中的微地震技术研究
油气田勘探开发中的微地震技术研究油气田是人们生活中不可或缺的能源来源，而其勘探与开发工作是保障能源供给的基石。
随着技术的不断更新迭代，微地震技术成为了油气田勘探开发中的重要工具之一。
本文将从以下几个方面来探讨微地震技术在油气田勘探开发中的应用与研究。
一、微地震技术的简介微地震技术，顾名思义，是一种通过对微小地震事件进行采集、处理和分析来推断地下储层分布与特征的技术。
这种技术的核心就是利用地下岩石在承受外界负荷时的微小位移引发微震事件，通过对这些事件的监测和分析，可以推断相应地下储层结构和参数信息。
微地震技术可以大致分为两大类：一是通过人工激发地下微震，利用接收器对其进行监测；二是自然发生的地震事件，利用接收器对其进行监测。
微地震技术相对于传统勘探方法，优点在于信息量大，精度高，对储层特征更加细致，有助于提高勘探开发效率和成果。
二、微地震技术在油气田勘探开发中的应用微地震技术在油气田勘探开发中可以发挥很大的作用，主要体现在以下几个方面：1.储层定位：微地震技术能够帮助勘探人员确定储层的位置和形态，同时也能够分析储层结构的特征和变化趋势。
这对于油气田的勘探和开发来说是非常关键的，能够避免投资方向的偏离，提升采收率。
2.储量评估：通过微地震技术，可以确定储层的成因类型、构造形态及其上下部与岩性特征，从而帮助评估储量，并制定出相应的开发计划。
微地震技术在这方面的应用可以有效降低资源投入成本，提高产量效率，有助于提高油气田的产出。
3.地下流体运移分析：微地震技术能够对地下水文地质系统进行深入分析，并且判定对应的烃流体状态和运移路径，重点是它可以通过对埋藏地层的微动态响应识别孔隙和裂隙，解决了常规采样和封井检测时的一些难题。
三、微地震技术在油气田勘探开发中的发展与挑战正如任何一种技术，微地震技术也面临着自身的发展与挑战。
首先，高质量的微地震数据需要保证高密度接收器的安装和监测系统的稳定运行；其次，数据处理和解释的复杂性也限制了微地震技术的应用范围和深度；此外，微地震技术受到地震活动频率和灾害风险的限制，无法完全适应所有油气田的勘探开发需求。
地震勘探技术在油田工程中的应用研究
地震勘探技术在油田工程中的应用研究地震勘探技术是石油勘探开发中不可或缺的重要手段，它通过对地下结构和岩层的声波传播规律进行研究和分析，以获取地质信息，为油田工程提供决策依据。
本文将从地震勘探技术的基本原理、应用场景以及在油田工程中的应用研究等方面进行探讨。
地震勘探技术基本原理地震勘探技术基于地震波的传播和反射原理，通过人工激发地震波源产生的震波在地下结构中传播、反射和折射，并由地震探测系统接收和记录地震波的传播情况，最终解释地下结构和岩层的分布和性质等地质信息。
地震勘探技术应用场景地震勘探技术主要应用于以下场景：1. 沉积岩层结构分析：油田工程的初级勘探阶段，地震勘探技术可以解释沉积岩层的厚度、倾角、速度和物性等信息，帮助确定油气藏的分布情况。
2. 油气藏评价：地震勘探技术可以评估油气藏的储集条件，如岩性、含油气性、孔隙度、渗透率等参数，对油田工程的开发潜力进行预测和评估。
3. 油田水库管理：地震勘探技术可应用于油田水库管理，通过监测地下水层的分布、流动和补给情况，提供给水量的预测和管理决策。
4. 钻井决策：地震勘探技术可以为油井钻井提供准确的地下岩层信息，帮助确定钻井的位置、方向和孔径等参数，降低勘探和开发成本。
1. 地震资料处理与解释地震勘探的首要任务是处理和解释地震数据。
地震资料处理包括数据质量控制、去噪处理、校正和成像等，通过对地震数据的处理，可以提高数据的精确度和可靠性。
地震数据解释是基于地震数据进行地质结构和岩性等地质信息解释的过程，利用震相、反射等特征来推断地下结构和油气藏的分布等。
2. 地震勘探参数优化在地震勘探中，存在着一系列参数，如震源能量、覆盖区域、地下介质特性等。
优化这些参数对于提高地震勘探的效果至关重要。
通过模拟实验和数值模型分析，可以找到最佳的参数组合，提高地震数据的质量，提高对油气藏的探测能力。
3. 地震成像技术研究地震成像技术是对地震数据进行处理和分析，形成地震剖面和岩层分布的方法。
地震勘探技术在油田勘探中的应用研究
地震勘探技术在油田勘探中的应用研究地震勘探技术在油田勘探中起着重要的作用，它通过模拟大地震时地下地质体的一系列反应来定位地下目标物质，如油气等。
本文将从地震勘探技术的基本原理、勘探方法、技术难点等方面探讨其在油田勘探中的应用研究。
一、基本原理地震勘探技术是利用弹性波在地下介质中的传播特性确定地下介质中岩石层、构造、孔隙、流体等性质，从而探测目标区域的油气资源赋存情况，实现油气资源的开发利用。
二、勘探方法地震勘探方法分为浅部地震勘探和深部地震勘探两种。
浅部地震勘探主要用于寻找浅层地质构造和探测浅层油气资源，而深部地震勘探则是在较深的地层中寻找目标，如大型油气田开发。
地震勘探方法主要包括地震勘探测线布设、地震数据采集和处理、勘探剖面解释等几个步骤。
其中，地震测线的布设是非常关键的步骤，需要根据地质构造、地形、水系等因素来确定。
数据采集和处理是将反射波、折射波等弹性波信号通过数字信号处理技术转化为地震剖面图，以达到寻找油气资源的目的。
而地震勘探剖面解释则是对测线采集到的地震数据进行解释分析，以确定地层结构、油气藏发育状况、填充物及盖层情况等。
三、技术难点在地震勘探中，存在一些技术难点。
如在勘探剖面解释中，由于反射波、折射波等弹性波信号在地下的复杂反射和衍射，使地震剖面图显示的色彩异常复杂，需要借助地震学原理和图像处理技术进行解释。
此外，在数据采集和处理时，地震数据的质量直接影响到勘探剖面的准确性和可靠性。
四、应用研究地震勘探技术在油田勘探中得到广泛应用，在油气资源勘探、勘探剖面的处理和解释等方面发挥了重要作用。
一些经济条件落后、技术水平不高的油田，借助地震勘探技术的手段，成功找到了一些大型油气田，为我国油气资源开发做出了重要贡献。
另外，随着油气勘探的深入，地震勘探技术也不断地得到改进和完善。
电子、通讯、地球物理、计算机等技术的发展，为地震勘探提供了更加精确、快速、高效的数据采集、处理和解释手段，使地震勘探技术日趋成熟和完善。
微地震监测技术在油田开发中的应用
。临时性监测是为配合某一临时性生产活动
（比如水动力压裂） 所做的监测， 其周期短至几个小 时， 长至几周。这是微地震监测发展最快， 应用最 多的领域， 也是技术上比较成熟的领域。永久性监 测对监测设备的要求较高， 目前应用得不多。 微地震监测分为地面监测和井中监测两种方 式。地面监测就是在监测目标区域 （比如压裂井） 周围的地面上， 布置若干接收点进行微地震监测。 井中监测就是在监测目标区域周围临近的一口或 几口井中布置接收排列， 进行微地震监测。由于地 层吸收、 传播路径复杂化等原因， 与井中监测相比， 地面监测所得到的资料存在微震事件少、 信噪比 低、 反演可靠性差等缺点。 微地 震 监 测 技 术 始 于 地 热 开 发 行 业。 #()& 年， 美国开始执行干热岩石地热开发项目， 目的在 于利用水流通过 * 口深井之间无渗透岩石内的人 造裂缝循环来提取地壳中的热量。 #()+ 年， !, -, !./01 成功地运用声发射技术进行了地下水压裂缝 微地震监测经常成功 的定位研究。至 +2 年代初， 地用于地热行业， 以监测水动力压裂作业并模拟、 追踪流体的运移， 确定开发井的目标及帮助描绘断 裂。此时， 核工业界也着手利用微地震监测技术监 测埋于地下花岗岩中的核废料是否因进一步裂变 生热而导致花岗岩破裂， 从而引起核废料的泄露。 由于油藏环境下地震检波器的带宽性能和布 设方面存在一些技术问题， 微地震监测在油气行业 的应用进展较慢。进入 +2 年代中期， 上述问题大 部分都得到了解决， 再加之该方法具有高分辨率覆 盖和低成本收益比等优势， 用微地震监测描述油气
（0）
数据采集观测系统的不同和可记录到信息的不同， 有多种不同的成像方法。借助于高性能计算机 （微 机） ， 这些方法基本上都能实现现场实时成像。 ) , " , ) 纵横波时差法 当记录上同时存在同一微地震事件的足够高 信噪比的纵波信号和横波信号， 而且纵、 横波速度 都已知时， 可采用此方法。 设 +（ 点为第 , 次破裂时的破裂 *- , ， "- , ） , )- , ， （ 为第 # 个测点，0, # 为 +, 和 .# 源，. */ # ， "/ # ） # )/ # ， 两点间的距离， 则有
油气勘探开发过程中微地震监测技术的应用
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
我们假设在晾 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 ｌ ｔ 处纵 波及 横 波发射 到 了ａ 点， 在 时间２ 【 处纵 波及横 渡 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￣ ＿ ２ ０ ０ －１ ５ ０ ０ ｈ ｚ 之间， 震 发时 长不超 过 １ ｓ 。 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 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
微地震检测技术简介
微地震监测技术及应用随着非常规致密砂岩气、页岩气藏的开采开发，压裂技术在储层改造中起着举足轻重的作用，而微地震监测技术是评价压裂施工效果的关键且即时的技术之一。
根据微地震监测处理高精度地反演微震位置，从而预测压裂裂缝的发展趋势及区域，对压裂施工效果进行跟踪及评判，同时也为后期油气藏的开采和开发提供技术指导。
第一节微地震监测技术原理与发展微地震监测技术是通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震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。
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,确定这些因素恰恰是微地震监测的首要任务。
微地震是一种小型的地震（mine tremor or microseismic）。
在地下矿井深部开采过程中发生岩石破裂和地震活动，常常是不可避免的现象。
由开采诱发的地震活动，通常定义为，在开采坑道附近的岩体内因应力场变化导致岩石破坏而引起的那些地震事件。
开采坑道周围的总的应力状态。
是开采引起的附加应力和岩体内的环境应力的总和。
一、技术背景岩爆是岩石猛烈的破裂，造成开采坑道的破坏，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的研究表明，矿震不一定全都发生在开采的地点，且不同地区的最大震级也不相同，但矿震深度一般对应于开采挖掘的深度。
每年在一些矿区的地震台网能记录到几千个地震事件，只有几个是岩爆。
在由开采引起的地震事件的大的系列里，岩爆只是其中很小的一个分支。
对矿山地震、微地震及冲击地压的观测具有一致性，但应用到实际生产中必须区别对待。
二、微地震技术的发展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。
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。
微地震监测技术及应用
2017年06月微地震监测技术及应用张方（中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000）摘要：近年来水力压裂微地震监测技术发展迅速，并在钻井现场拥有很好的应用前景，笔者从微地震监测技术的原理出发，并指出目前现场施工作业时难点并提出相应的技术对策。
为了较好地评估区块内水力压裂过程中的破裂发生和发展状况，更好的评估压裂效果，进一步优化工艺参数和缝网系统，为井距论证和整体开发井网部署提供依据，建议在井区内优选几口井进行水平井压裂微地震监测。
关键词：微地震监测；水力压裂；裂缝系统1微地震监测水力压裂技术原理近年来水力压裂微地震监测技术发展迅速，并在钻井现场拥有很好的应用前景。
微地震监测技术是建立在地震学和声发射原理的基础上，以在压裂过程中形成的小地震事件为目标，通过展示裂缝空间立体形态达到裂缝监测的目的。
在水力压裂过程中，地层原有应力受到压裂作业干扰，使得射孔位置处出现应力集中现象，导致应变能量升高，井筒压力迅速升高，当压力大于岩石的抗压强度时会导致岩石破裂变形，进而形成裂缝扩展，在应力释放过程中一部分能量会以地震波的形式向四周传播，进而形成微地震。
微地震一般发生在裂缝之类的断面上，通常裂缝范围在1-10m 之间，频率范围一般在200-1500Hz ，持续时间较短通常小于15s 。
微地震在地震记录上具有以下特点地震能量越弱其地震频率越高，持续时间越短破裂长度也越短。
微地震监测水力压裂通过监测站收集被检测井在水力压裂过程中产生的微地震波，并对收集到的微波信号进行处理解释，根据直达波的时间确定震源具体位置。
目前微地震解释主要用于以下几个方面：（1）分析微震事件出现的空间展布，计算裂缝网络方位、长度、宽度、高度；（2）随着压裂施工的进行，破裂事件不断发生，破裂事件出现的速率与压裂施工曲线的对应关系；（3）根据微震事件出现的空间位置，结合地震剖、测井资料，解释裂缝扩展与地层岩性、构造相互关系；（4）评估压裂产生的SRV ；2微地震监测水力压裂技术难点与技术对策2.1难点分析（1）在实时监测，一般需要检验速度模型的合理性，但是，现场实时监测中调整速度模型的难度较大；（2）在监测过程中，对于信噪比低的事件，自动识别程序难以自动识别；（3）在监测过程中，可能有个别事件明显偏离它的真实位置，以及个别事件P 波和S 波初至时间的自动拾取结果不合理，对现场实时处理带来一定的影响。
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 。
油气田开发中微地震监测技术的应用
油气开采化 工 设 计 通 讯Oil and Gas ProductionChemical Engineering Design Communications·47·第44卷第7期2018年7月微地震监测在油气田开采中有着广泛应用，其主要被应用在水利压裂裂缝监测、火烧油层监测、地应力监测等多个方面，并且在实际应用过程中取得了不错的成绩，因此加强对该项内容的分析是必要的。
1 微地震监测技术应用过程中优势微地震监测在具体应用过程中，不仅可以明确裂隙的展布和方向外，而且够提供长度、高度、延伸范围等各项内容。
微地震监测技术在具体应用过程中的优势如下：在井壁推靠的三分量探测系统中安装高保真地震响应系统，通过对该系统的应用可以接收到垂直分量数据，从而完成裂隙高度的探测工作，而方位探测则可以通过水平分量完成[1]。
对于压裂裂缝的范围和分布情况，可通过裂隙的监测和控制完成。
通过对微地震监测的应用，可以大幅度降低压裂作业期间的成本，并且能够优化作压裂方案。
2 油田气开发中对微地震监测技术的应用2.1 监测水力压裂裂缝水力压力会影响裂缝四周厚度不足的层面，由于稳定性较差，因此在具体作业期间容易出现“微地震”。
通过分析可知，微地震发出的弹性波的频率较高，同能够达到声波范围。
通过传感器可以检测到该信号，通过数据处理后，能够获取震源相关的信息，从而帮助相关工作人员完成相应的分析工作。
通过对光缆进行合理利用，将三分量动态采集检波器布置在压裂井旁的邻近井井底相对应的储层中，在对其进行具体应用过程中，通过对裂缝一段岩石的滤失区裂隙和张性破裂的剪切滑动引起的地震信号，最终得到准确的裂缝高度、方位、长度，以及不对称空间分布的具体特征情况。
被储层压会对岩石的结构造成一定影响，通常会发生损坏，同时会出现一定的裂缝空间，通过观测可以发现在裂缝周围会出现一些微小形式的地震，然后收集地震波信号，并且对地震波进行整理，最终便可获取微地震震源的具体范围，得到储层压裂相关数据内容，完成相应的分析工作。
微地震裂缝监测技术在中原油田的应用
微地震裂缝监测技术在中原油田的应用杨 丽（中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳 ４５７００１） 摘 要：对微地震裂缝监测技术原理进行了研究，主要包括微地震发生机制、定位原理、裂缝空间分布描述原理；对微地震裂缝监测技术工艺进行了描述，并对工艺原理进行了分析。
微地震压裂裂缝监测技术分别在油田压裂转向、双封分层压裂、压裂效果的判定、水平井多段压裂各个方面进行了应用，有效地优化了压裂施工过程和压裂方案设计，提供了油气藏资源评价、油气藏驱替信息和未来钻井位置图及二次勘探的规划依据，达到了增产目的。
关键词：微地震波；裂缝监测；水力压裂；中原油田 中图分类号：Ｐ６３１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０２０）０４—００９１—０２ 中原油田是复杂的断块油气田，地质构造复杂，断层多，油层差异大，具有井深、低渗等特性。
水力加砂压裂作为油气井增产、油水井增注的一项重要技术措施，在油田开发过程中得到了广泛应用。
水力加砂压裂在井底附近形成具有一定几何尺寸和高导流能力的裂缝，从而达到增产增注的目的［１］。
为了有效地对增产增注效果进行评价，需要对裂缝形态及空间分布状况进行描述。
近年来，中原油田致力于微地震监测技术研究，发展了自己独立的地面微地震监测系统，且在不同领域应用过程中取得了良好的效果。
微地震裂缝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，然后震源成像和精细反演，求取地震震源位置等参数［２］，标定出压裂裂缝方位长度等几何参数。
该技术具有即时、控制范围大、适应面广等特点，在国际上得到了广泛应用。
微地震监测分为地面监测和井中监测两种方式。
地面监测就是在监测目标区域周围的地面上，布置若干接收点进行微地震监测。
井中监测就櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗是在监测目的区域周围临近一扣或几口井中布３．３ 高效经济的水处理目前ＳＡＧＤ注汽工艺是直流锅炉＋汽水分离器组合形式，实现出口干度≥９５％，井底≥７０％，必须采用汽包锅炉或过热直流锅炉，对水质要求严格。
微地震裂缝监测技术在车排子油田的应用
微地震裂缝监测技术在车排子油田的应用宋胜军1,卢奕泽2,马庆1,宋炜博3,李先林2(1.克拉玛依职业技术学院,新疆克拉玛依834000;2.新疆正通石油天然气股份有限公司,新疆克拉玛依834000;3.新疆油田公司采油一厂,新疆克拉玛依834000))摘要:通过对微地震裂缝监测技术的简单介绍,以摩尔-库伦理论为基础,应用微地震监测与分析技术对车排子井区1#井二级压裂层进行微地震压裂裂缝监测;通过微地震裂缝实时监测,获得车排子井区1#井分段暂堵压裂裂缝的方位㊁长度㊁高度等产状信息;结合车排子油田地质构造等资料,分析车排子井区1#井分段暂堵压裂裂缝形成机理及裂缝性质,科学评价该井油层渗流阻力及压裂效果改善状况,以便为今后措施的制定提供参考㊂关键词:微地震裂缝监测;分段暂堵压裂;裂缝发育;微震点分布中图分类号:T631.4文献标识码:A 文章编号:1006-7981(2020)06-0098-021概述微地震裂缝检测技术是,在目的井的旁边选取一口地层连通情况较好的邻井,通过在邻井中安装检波器,也可以通过在压力井的附近深埋检波器[1]㊂来监测压裂井在压裂过程中所产生的微地震波㊂通过微地震波来描述裂缝的形成过程及裂缝的几何形状,同时可以给出水力压裂裂缝空间图像㊂通过对以上数据的采集㊁分析和总结,可以间接或直接的评价压裂的效果㊂为油田的压裂生产提供了技术保障,通过这种低成本简单的方式,降低了油田开发中产生的成本㊂2摩尔-库伦技术理论根据摩尔-库伦技术理论,通过记录在压裂过程中所产生的微地震,来描述地下流体的渗流情况㊂摩尔-库伦准则如下:τȡτ0+μ(S1+S2-2P0)/2+μ(S1-S2)C O S (2φ)/2τ=(S1-S2)S i n(2φ)/2上式中:τ是裂缝面上的剪切应力;τ0是法向应力抗剪断强度,若沿有裂缝面错断,τ0数值为0;S1是最大主应力;S2是最小主应力;P0是地层压力;φ是最大主应力与裂缝面法向的夹角㊂上式表示若τ值较大时则发生微地震㊂由上式可以看出,微震易沿已有裂缝面发生,这时τ0为0, P0增大,τ值相对较大,从而诱发沿裂缝面的破裂发生,产生微地震,为描述地下流体的渗流情况提供了理论依据㊂3微地震监测与分析技术该监测系统采用6分站,无线传输,噪音压制和硬件波形整理技术,主站分析实时监测定位系统㊂监测分段暂堵压裂时出现的微震点分布,用微震点叠加分布图描述裂缝形态㊂检波器为高精度微地震专用动圈速度换能传感器[2-3]㊂微地震震源以走时方法定位,假定地层均质且连通情况较好,微地震波已近似直线的形式传入到检波器㊂这一假定显然是理想化的,这也是测试误差的主要原因㊂某些油田地层松软,S波不稳定,通常本系统检波器垂直放置,此时横向衰减大,只记录分析P波㊂只有信号大于仪器前端分辨率,微地震检波器才可以把信号检测出来㊂这里检波器是否可以记到微地震波是关键㊂综合地层条件,人工裂缝辐射出的P波较为稳定㊂目前,折算到仪器前端的仪器噪音可以低于2μv㊂这得益于低噪音运算器件的逐步推广及对仪器电路结构的改进,目前国内3000m埋深的油藏,微地震信号是可以被检测到的㊂微震信号到达地面接收所获得的电压值一般是5.8μv㊂4应用分析[4]车排子井区1#井2726.0-2795.0m共5层36.0m进行常规分段暂堵分二段压裂,同时进行微地震压裂裂缝监测,通过对监测数据库处理解释,1#井二级压裂层段各发育一条高角度人工裂缝㊂89内蒙古石油化工2020年第6期收稿日期:2020-3-11#井全井裂缝产状数据表项目裂缝L1主裂缝L1-1转向缝L1-2垂直井深(m)2781.02795.02781.02795.02781.02795.0垂向中深(m)2788.02788.02788.0裂缝走向(ʎ)N E-S W75.8N E252.7-S W72.7S W263.5ʎ//N E82.0ʎ左翼缝长(m)214.9108.4105.6偏转10.8ʎ右翼缝长(m)236.5115.3116.7偏转9.3ʎ折合总长(m)451.4223.7222.3缝高范围(m)2771.52800.32771.52800.32774.52796.028.828.821.5裂缝倾角(ʎ)89.089.081.0项目裂缝L2裂缝L2-1转向缝L2-2下部裂缝L2-3垂直井深(m)2726.02756.02726.02756.02726.02756.02726.02756.0垂向中深(m)2741.02741.02741.02741.0裂缝走向(ʎ)N E-SW67.1N E63.8-SW243.8SW258.5ʎ//N E70.0ʎN E-SW50.8左翼缝长(m)130.659.772.2偏转14.7ʎ77.1右翼缝长(m)142.65783.3偏转6.2ʎ63.6折合总长(m)273.2116.7155.5140.7缝高范围(m)2721.52795.02721.52761.12726.02761.52781.52795.073.539.635.513.5裂缝倾角(ʎ)89.087.081.089.0微地震裂缝监测结果显示:1#井第一级2781.0-2795.0m压裂发育裂缝L1:走向为左翼S W255.8ʎ左翼缝长214.9m;右翼N E向75.8ʎ,右翼缝长236.5m,两翼折合总缝长451.4m,裂缝带高度范围2771.5-2800.3m(28.8m)㊂微地震裂缝监测结果显示:1#井第二级2726.0-2756.0m压裂发育裂缝L2:走向为左翼S W247.1ʎ左翼缝长130.6m;右翼N E向67.1ʎ,右翼缝长142.6m,两翼折合总缝长273.2m,裂缝带高度范围2721.5-2795.0m(73.5m)㊂微地震裂缝监测结果显示:1#井第二级2726.0-2756.0m压裂:除发育上部裂缝L2(L2-1,L2-2)外,还发育下部裂缝L2-3:走向为左翼S W向230.9ʎ左翼缝长77.1m;右翼N E向50.9ʎ,右翼缝长63.6m,两翼折合总缝长140.7m,裂缝带高度范围2781.5-2795.0m(13.5m)㊂全井二级裂缝数据叠加如下:对1#井二级裂缝监测结果分析认为,此次分段暂堵压裂,随着泵压升高二个级均开辟了新的裂缝,而且发生了转向,二条裂缝发育均比较好㊂车排子井区1#井进行常规分段暂堵压裂,同时进行裂缝实时监测,压裂层发育形成二条高角度裂缝,经过水力压裂监测评价系统详细计算,几何渗流阻力由3.20下降到0.48-0.80,渗流阻力下降率为3.99-6.64倍;对1#井压裂投产后,同不进行压裂投产对比,日产液量从1.9t/d上升到9.53t/d,日产液增加7.63t/d;微地震监测评价认为本次常规分段暂堵压裂效果比较明显㊂6结论1)通过微地震裂缝实时监测,获得车排子井区1#井分段暂堵压裂裂缝的方位㊁长度㊁高度等产状信息;2)根据监测结果结合车排子井区地质构造等资料,分析该井区1#井分段暂堵压裂裂缝形成机理及裂缝性质,科学评价该井油层渗流阻力及压裂效果改善状况,以便为今后措施的制定提供参考㊂[参考文献][1]蒲静,秦启荣.油气储层裂缝预测方法综述[J].特种油气藏,2008.15(3):9-13. [2]张大椿,等.井下微地震监测技术在公003-H16井水力压裂中的应用[J].钻采工艺,2014,37(4):42-44.[3]张山,刘清林,赵群,等.微地震监测技术在油田开发中的应用[J],石油物探,2002.41(2):226-231.[4]王治中,等.井下微地震裂缝监测设计及压裂效果评价[J].大庆石油地质与开发2006.25(6):76-78.992020年第6期宋胜军等微地震裂缝监测技术在车排子油田的应用。
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
石油地质与工程2021年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING 第35卷第2期文章编号：1673–8217（2021）02–0103–05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冯超1，隋阳2，衡峰1，魏国栋1，姜清岩1，孟杰1（1．中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，河北涿州072750；2．中国石油集团吐哈油田公司，新疆鄯善838200）摘要：西山窑油藏低孔特低渗储层开发过程中产能低、稳产差，采用大液量施工、补充地层能量、提高地层压力的蓄能压裂工艺方法，以达到扩大储层改造体积、增加流体渗流通道的目的；同时加入暂堵剂对天然裂缝及人工裂缝进行暂堵，迫使裂缝转向，避免单一主裂缝沿高渗通道延伸。
蓄能压裂工艺方法是致密油储层改造的新探索，需要准确的压裂效果评价技术，微地震监测技术被广泛用于致密油气储层改造效果评价，具有实时性、准确性的特点，可以评价蓄能压裂工艺改造效果。
对致密油储层三口井压裂微地震监测实例进行分析研究表明，微地震监测可以有效识别压裂中天然裂缝影响、评价蓄能压裂工艺储层改造以及暂堵转向工艺效果。
关键词：西山窑油藏；注水蓄能；微地震监测；暂堵压裂；b值分析中图分类号：TE357.1 文献标识码：AApplication of micro-seismic monitoring technology in energy storage fracturing inXishanyao reservoir of Tuha oilfieldFENG Chao1, SUI Yang2, HENG Feng1, WEI Guodong1, JIANG Qingyan1, MENG Jie1(1．Bureau of Geophysical Prospecting INC., China National Petroleum Corporation,Zhuozhou,Hebei,072750, China;2. Tuha Oilfield Company, China National Petroleum Corporation, Shanshan,Xinjiang,838200, China) Abstract: During the development of low porosity and ultra-low permeability reservoirs in Xishanyao reservoir, the productivity is low and the stable production is poor. In order to expand the reservoir reconstruction volume and increase the fluid seepage channel, the energy storage fracturing technology is used to increase the formation energy and increase the formation pressure. At the same time, the temporary plugging agent is added to block the natural and artificial fractures to force the fracture to turn and avoid the single main fracture extending along the high permeability channel. Energy storage fracturing technology is a new exploration of tight oil reservoir reconstruction, which needs accurate fracturing effect evaluation technology. Micro-seismic monitoring technology is widely used in tight oil and gas reservoir reconstruction effect evaluation, which has the characteristics of real-time accuracy, and can evaluate the effect of energy storage fracturing technology.The micro-seismic monitoring examples of three wells in tight oil reservoir show that the micro-seismic monitoring can effectively identify the influence of natural fractures in fracturing, evaluate the reservoir reconstruction of energy storage fracturing technology and improve the effect of temporary plugging and diversion.Key words: Xishanyao reservoir; water injection for energy storage; micro-seismic monitoring; temporary plugging fracturing; b value analysis收稿日期：2020–09–08；修订日期：2020–10–26。
微地震监测技术在油田开发中的应用
• 可以看出，地面接收所获得的电压值是5.8 微伏,这已超过现有技术的检测水平,目前的 检测水平是1-2微伏，信号是可以被检测出 来的。井下接收信号要强得多，可达26.8微 伏,这主要是震源距比较小,辐射图形因子较 大的结果。从技术上，井下观测效果最好。 表2-1中列出了其它一些对比，特别是油田 的欢迎程度一项对方法的采用有至关重要 的影响。
• 为了判断信号的强度量级，我们根据理论及野外实际条件， 对一些参数进行粗略的定量：是裂缝面错动或张开的平均 速度，可以用u3/T求取，u3是裂缝位错或张开位移，取为 2mm；T为地震周期，取为0.02秒; ω0是震源的角频率,取 为ω0=2πf=300,地震频率f取为50赫芝，由于所使用的地 震仪是速度型检波器,故分子上要乘以ω0。λ，μ是拉梅常 数，本文假定其平均值为λ=μ=1X104Mpa，井下接收时的 P波速度取为 α2=2000m/秒，地面接收时的P 波速度取为 α1=1200m/秒；r1 ，r2分别是地面，井下的P波传播途径， 取为3000米，500米；S0是震源面积，假定每次破裂仅有 很小的面积，取为1平方米；K1 ，K2是地面，井下的检 波器的换能系数，我们使用中国地震局哈尔滨工程力学研 究所研制的专用检波器，分别取为0.5伏·秒/cm，0.2伏·秒 /cm。
其它路也有可用信号，互相关存在，则信号为真，
否则为假；这一功能避免了压裂、注水、过车等
作业的干扰，只要不是各台同时记录到的噪音，
即使它很象信号，也可以被剔除掉。如果震源间
过近，彼此间可能形成干扰；实时监测时会扔掉
一些过密的信号，避免干扰。后分析时会自动加
大处理时间，拉大时间间距，以避免干扰。后分
析时会获得更多的微地震信号。
• 地震波传播理论为地震信号分析提供了依 据。
微地震监测技术在低渗透油田生产开发中的最新应用
图3.朝46-126井第一层两次压裂裂缝走 向迭加图
图3是朝46-126井的压裂转向观测结果。图3中,左侧 的图是第一次压裂的微地震监测结果;中间的图是第二次 压裂的微地震监测结果; 右侧的图是两次压裂的迭加图, 第一次压裂获得的微地震点用红色表示,第二次压裂获得 的微地震点用兰色表示。从图3可以看出,二次压裂,人工 裂缝方位有近20度的变化，为北东49.0度和北东71.3度; 仔细观测图3,可以看出,第二次压裂,东翼近井人工裂缝 近东西向,东西向裂缝长度近50米，然后左旋转向第一 次压裂裂缝的方向,出现明显的典型裂缝转向过程。
2.典型应用及实例
我们在油田多个生产领域中，应用该技术，取 得了令人满意的结果。
2.1地震监测技术在井网布置与调整中
的应用
2003年3月9日,在吐哈油田,监测了S3-231井的人工压裂 过程,监测给出人工裂缝方向(图1)。图1中，红色井位为油 井，蓝色井位为水井。该井压裂层位：Q1（3+4），深度 2911.00-2935.20m，压裂前日产液5m3，含水80％。根据原 始地应力资料，该区域最大主应力方向为北西38-50度， 因此压裂该井，希望裂缝延伸到理想的方向来改善井网 注采。压裂以后，S3-231井水淹，含水高达99%。根据人 工裂缝监测成果，判断水来自S4-24井。在对S4-24井进行 水控以后，S3-231井日产液28m3，含水降为75%，日增油6 m3。
2.2微地震监测技术在油田压裂转向中
的应用
2.2.1压裂转向监测实例 2.2.2 新裂缝延伸机制分析
2.2.2 新裂缝延伸机制分析
形成新缝的常见机制是形成同一控制因素下的新缝，这一控制因 素多为原地应力场。由于与老缝相连的射孔被堵住，压裂液必然 通过其它射孔作用在井壁上，在比形成老缝更高的破裂压力下形 成新的初裂缝。其力学机制可以写为： COS2（Δυ）》1-（T，-T）/（S1-S2） (3) 这里: T是井壁形成新裂缝处的岩石抗张强度;T，是最大水平主 应力方向处的岩石抗张强度。由（3）式可以看出，新裂缝偏离最 大水平主应力方向的最大角度Δυ与测点的差异应力正相关，差异 应力越大，(3)式右侧第二式的值越小,(3)式右侧的值越接近1,偏差 角度也小。如果差异应力很小，新老裂缝的夹角就可能很大。大 庆油田油层相对较浅,水平差异应力较小,有利于压裂转向施工。
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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 。
④
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 ， Ｍ Ｓ Ｉ 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 ｌ ９ 井次 。
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 间展布特征 。井下微地震裂缝监测技术依靠其传输
速 率高 、 超 低采 样速 率 、 过滤 低频 噪音 、 接 收频 率 响应 高、 处 于 井 底 位置 全 方 位感 应 纵 、 横 波 信 号精 确 度 高 的特点 ， 目前 已成 为 国际上公 认 的最 先进 裂缝 监测 技 术， 但 该 技 术 的运 用 需要 合 适 的监测 井 ， 相 比地 面 监 测， 费用 较高 。
●
压 裂 井
◆
观 测井④ 一 ④
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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 Ｐ ｉ ｎ ｎ ａ ｃ ｌ ｅ 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
３ 几 种 微 地 震 监 测 方 式 对 比
对５ 种微 地震 监测 方式 的可监 测 内容 与可 操作 性 进行 对 比后 发现 ， 井 下微 地震 监测 方式 能 够较 为全 面 地监测 裂缝 的缝长 、 缝高、 对 称性 、 方 位与容 积等参 数 ， 且具 有 传 输 效率 高 、 纵横 波 信 号精 度 高等 特点 ， 见 表 １ 。它 已成 为各 大油 田 目前采用 的主要裂缝监 测方式 。
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 ２ ０ ０ ～ ３ ０ ０ ｍ深 的观 测 井 ， 在每 口 观 测 井 中放 置 至 少 １ ０级 井 下 检 波 器 ， 实 时采 集 压 裂
图 ４ 井下 微地 震监 测示 意 图
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 。
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新 疆 石 油 科 技
２ ０ １ ３ 年第 ３ 期（ 第２ ３ 卷）
４ 微地震监测技术在油 田中的应 用
４ ． １确 定 地 应 力方 向
是 注水 都会 诱发 微地 震 ， 通 过 拾震器 对微 地震 波 的接 收， 利用 计 算 机 的解 释及 处 理 ， 就 可 确定 微 地震 震 源 的空 间位 置 ， 由震源 位置 处地 球物理 参 数与 油藏 地质
地应力是由于地壳 内部垂直和水平运动的力及 其它因素的力而引起介质 内部单位面积上的作用力 ， 它一直存在着 ， 并影响着地层 中的岩石和流体 ， 对大 多数低渗油 田而言 ， 都存有天然裂缝 系统 ， 在控制裂 缝发育程度的因素中 ， 对裂缝 的形成和产生起主要作 用 的是构 造运 动 ， 古 构 造应力 场 的发展 演化 控制 了低 渗 透储 层 中 天然 裂 缝 的保 存 状 况及 渗 流 规律 。深 入 细致 地 开 展应 力 场 及裂 缝 系 统 的研 究 是搞 好 低 渗 透 油 田开 发 的 基础 。水 力 压 裂产 生 的裂 缝 受地 层 三 向 应力 制 约 ， 裂 缝 的延伸 方 向与地 层 中最 大主应 力方 向 平行 ， 而垂 直 于最 小 主应 力 ， 测 量 出水 力 裂缝 的延 伸 方 向也 就 知 道 了地 层 应 力 的方 向。对 于井 眼方 位 角 （ 水平 井 筒 与 最大 主 应力 方 向之 间 的锐 夹角 ） 较小 的