微地震技术

4）通过确定一些列微地震事件的震源点，绘制震源点的空 间分布，即可查看裂缝形态，计算裂缝参数
NORSAR的效果图
提纲
1. 研究概况
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微地震数据处理的关键是求出震源位置，地面微地震监测 一般使用层析成像方法 基本原理 当传输距离比较短时，从一个震源点释放的地震波被各地面 站点接收后波形变化比较小，具有相似性，各站点接收到的地震 波有时差 具体方法 1）对监测目标区域进行网格划分
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项目
微地震监测压裂效果试验 气井压裂人工裂缝监测 大牛地气田气井压裂人工裂 缝监测 低渗透油田注水压裂微裂缝 监测系统开发及应用 加砂压裂水力裂缝监测 压裂裂缝监测 X4井压裂监测 宁201井压裂裂缝监测
单位/施工地点
中石化先导项目 中石化西南分公司 中石化华北分公司 2007年山东省科技发展 计划项目 四川 四川 重庆 四川
项目工作 第2代微震监测系 统开发
6口井 9口井 第3代系统及处理 方法研究 3口直井 2口井，包括1口 页岩气井 2口斜井 1口页岩气井
1. 研究概况
课题组主要研究成果
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自主开发了微地震监测系统，第3代系统有19个监测站点， 注册2项实用新型专利。正在开发第4代微地震监测系统， 更易使用，站点个数更多（50~100个） 自主开发了基于层析成像法震源定位的数据处理软件，已 经注册软件版权 自2007年以来，完成2个省部级研究项目，多个横向应用 项目
油气井加砂压裂裂缝
地面微地震监测
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提纲
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1. 研究概况 2. 水力压裂微地震监测原理 3. 现场监测和数据处理方法 4. X4井监测处理实例 5. 总结
1. 研究概况
课题组近年完成相关项目
年度 20072008
2008 2008 20082009 2009 2010 2010 2010
TerraScience蒸汽驱微震监测
2.2 水力压裂微地震监测
（1）井下微震监测 在目标井附近的井中布置检波器
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优点：靠近震源，能接受到更多信 号，测量准确性高
缺点： 使用条件苛刻，需要停井
操作复杂，有风险
成本高，难以大面积广泛应用 该方法比较成熟，多家公司有成套的硬件和软件系统 代表公司:美国Pinnacle公司，加拿大Weir-Jones公司等
(2) 层析成像法
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层析成像并不根据某个具体的微震事件进行计算，而是根据一 个时间窗内信号的相似性计算监测介质的信号发射能量，绘制能量 分布图
逐个深度进行层析成像，就可以得到三维图像
2.4 地面微地震监测与层析成像
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微震监测的应用 1) 水力压裂过程裂缝监测
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可以确定裂缝方向、长度、高度等参数，可描述裂缝破裂过 程，评价压裂效果
2)油藏动态监测（采油、注 水、注蒸汽等）
可动态获得油藏状态、 水驱前缘等 3)油气藏低频异常信号分析 通过微地震信号的低频 信号分析，判断是否有油气 藏
(1) 方程求解定位法
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根据多个站点的P波、S波的精确到时，利用定位计算公式计算 一个震源的精确位置坐标.定位法有以下关键要求：
1）微震事件比较明显，可以精确提取地震波初至时间 2）初至时间必须提取准确，否则对计算结果准确性影响很大
3）采用自动算法实现初至时间自动拾取误差大，可信度低
3. 现场监测和数据处理方法 4. X4井监测处理实例
5. 总结
2.1 微地震及应用
油气田开发过程中微地震产生原因
油气采出 水力压裂 注水 注蒸汽等 微地震监测系统组成
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OYO
高性能检波器：作为传感器 信号采集器：现场微震信号采集与数据存储 数据处理软件：数据分析处理，震源计算，三维显示等
2）计算每个格点到地面各接收点的走时，对实际接收到 的信号进行偏移叠加
信号偏移叠加示意图
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3）计算出每个格点的成像值，绘制出图像源自图像中成像值 最大的点就认为是震源
逐个深度进行层析成像，就可以得到三维图像
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《近地面微地震监测系统开发及应用》于2008年12月31 日通过山东省科技厅组织的专家鉴定，成果达到国际先 进水平
提纲
1. 研究概况
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2. 水力压裂微地震监测原理
2.1 2.2 2.3 2.4 微地震及应用 水力压裂微地震监测 震源定位方法 地面微地震监测与层析成像
2.3 震源定位方法
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微地震数据处理的关键是求出震源位置，根据对震源位 置计算方法的不同，分为两种方法：
(1）方程求解定位法:根据多个站点的P波、S波的精确到时， 利用到时差定位计算公式计算一个震源的位置坐标
井下微地震监测采用此方法，因为信号信噪比高 (2）层析成像法:利用各站点接收同一震源信号有相似性的原 理，对地质体能量发射强度成像，发射强度最大的区域就认为 是震源 地面微地震监测采用此方法，因为信号信噪比低，通过站点个 数来弥补信号的劣势
（2）地面微震监测 在目标井附近的地面埋置检波器
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优点：节约成本，施工 条件要求简单，无伤害 井筒的风险
缺点：距离震源远，接 收信号少；对检波器和 采集器要求信噪比高； 对数据处理技术要求高; 要求站点数量多 MicroSeismic的PSET监测系统示意图