微地震技术
微震监测方法与技术
引言
C – SeisPTTM微地震监测解释软件 声发事件的探测 声发事件的分析 微地震的定位 压裂裂缝绘制
左图:模拟无裂缝的均匀介质中P波和S波的传播.(图中小圆圈为接收点,星号为震 源-小裂缝) 右图:模拟有裂缝时的波传播情况( a. 40毫秒时 b. 75毫秒时. P波和S波的速度从 外部岩石向裂缝内部明显下降)
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5、反演定位方法研究
R为实测到时与初始参数计算到时之差，是已知 量；a，b，c为时距函数在初始点的偏微分，也是已知 量；e是二次以上的高截误差；σx、σy 、σz 、是待 求的震源参数修正量。下一步利用最小二乘原理，令e 的平方和最小化，从而建立下列线性方程组：
nT n aix n biy n ciz n Ri
引言
随后，1976年美国著名国家实验室桑地亚国家 实验室在Wattenberg油田做了大量工作，试验用地 面地震观测方式记录水力压裂诱发微震。试验结果 表明，由于水力压裂诱发微震的能量，频率等特点， 以及地层吸收因素等，在地面是不能可靠检测到的， 因而也就不能用地面观测的方法确定水力裂缝方位 和几何形状，而是应该在靠近这种裂缝附近记录诱 发微震。
微地震监测技术及其在油田中的应用
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 。
微地震监测方案
微地震监测方案地震是地球表面因地壳断裂导致的振动现象，对人类生命和财产造成了巨大的威胁。
而微地震作为地震研究中的一个重要分支，被广泛应用于地震的监测与预警工作中。
本文将介绍一种可行的微地震监测方案。
一、引言地震是一种破坏性极大的自然灾害，而微地震监测则是通过监测和研究微小地震信号，以了解地壳的活动状况，更好地预测和防范大规模地震事件的发生。
因此，制定一套有效的微地震监测方案至关重要。
二、设备和技术1. 声波传感器声波传感器是一种用于检测地震信号的关键设备。
它能够测量地壳中微小地震波的振幅、频率和持续时间，从而判断地壳的活动情况。
2. 数据采集系统数据采集系统是用于收集和记录声波传感器所感知到的地震信号的设备。
采集系统应具备高灵敏度、高采样率和较大存储容量，以确保数据的准确性和完整性。
3. 数据处理软件数据处理软件用于对采集到的地震数据进行处理和分析。
它能够提取出地震信号的关键特征，并进行相关性分析，有助于判断地震的发生原因和趋势。
三、监测范围与布点微地震监测的范围应根据地震活动频率和地理位置进行合理确定。
选择地震频繁的地区进行监测，可以提高监测的准确性和有效性。
布点方面，应充分考虑地震监测站之间的辐射覆盖范围，布设足够数量的监测站点，并确保各监测站点之间的距离适当，以便有效监测地震信号的传播路径。
四、数据分析与处理1. 地震事件识别通过数据处理软件对采集到的地震数据进行分析，识别出地震事件的发生时间、震级和震源位置等关键信息。
这有助于及时了解地震活动的情况，并采取相应的应对措施。
2. 地震波形分析地震波形分析是对地震信号的振幅、频率和持续时间等进行详细分析的过程。
通过对地震波形的分析，可以判断地震的来源、运动性质和可能对周边地区产生的影响。
3. 数据趋势分析通过长期对微地震监测数据的积累和分析，可以发现地震活动的趋势和规律。
这对于预测地震事件的发生概率和可能性有很大的帮助。
五、监测结果的意义与应用微地震监测的结果可以为地震学研究提供重要的数据支持，有助于科学家们对地震活动机制和震源构造的认识。
微地震裂缝监测技术
第一章 1.2 微地震人工裂缝监测原理
该监测系统采用6分站,无线传输,主站分析实时定位系统. 监测压裂或高压注水时出现的微震点分布,用微震点分布描述 裂缝形态.
微地震震源以走时方法定位,假定自震源发出的微地震信 号以直线传入地震检波器,把弧线传播途径拉直为一条直线,以 方便油田使用.这一假设是测试误差的主要来源.
该项工作于2001年1月份启动,2001年6月份进入 现场,2001年10月份取得第一次成功观测,提出项目的改 进目标.2001年10月至2001年12月份根据观测中发现的 问题改进硬件,2002年2月份改进后的软件观测成功.之 后,完善软件功能,2002年6月分项目完成,2002年8月分 项目通过评审验收,整个项目研制历时二十个月项目验 收评委及意见见附录1、2.
Aα=ADΦ,θ / 4πρrα3·u´3t-r/α·S
13
A2DΦ,θ=λcos4θ+λ2sin4θcos4φ+ λ+2μ2sin4θsin4φ +2λ2cos2θsin2θcos2φ+2λλ+2μsin2θcos2θsin2φ+2λ
λ+2μ2 sin4θcos2φsin2φ
14
第二章 2.1 裂缝扩展机制
前言
经历时二十个月,紧跟国际先进水平的攻关研究, 双方认为,该项研究达到了预期目标,完成了自动识 别,实时监测和后自动处理压裂和高压注水所形成的 人工裂缝的完整硬﹑软件系统.
该系统于2001年12月进入现场,经6个月的磨合 与改进,通过实时监测与后自动处理对比；同一口高 压注水井连续二次监测结果的对比相隔仅一小时； 监测结果与现场其它资料的对比；监测结果与开发 效果的对比.我们认为：该系统监测结果可靠,重复 性好.研究达到了国外同类研究的水平.
微地震监测技术
微地震监测技术矿山微地震监测技术共分为三类：第一类是矿井地震监测系统，用于监测矿震，特点是监测大震级破裂事件，定位精度500米左右，主要采用地震行业的技术和设备；第二类是分布式微地震监测系统，用于监测小型矿震，特点是可监测小震级破裂事件，定位精度50-100米左右。
一般适合采区尺度的震动监测。
第三类是高精度微地震监测系统，用于监测小震级冲击地压和岩层破裂，定位精度达到10米以内，适合采掘工程尺度。
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(Cook，1976)。
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。
岩爆是岩石猛烈的破裂，造成开采坑道的破坏(Cook，1976；Ortlepp，1984)，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。
第一个监测地震活动的台网，20年代末期建在上西里西亚(上西里西亚煤盆的德国一侧，现属于波兰)。
台网由四个子台组成，其中一个子台放在Rozbark煤矿的井下，装有Mainka水平向地震仪。
这个台网不断改进，坚持运转直到二战以后(Gibowicz，1963)，直到60年代中期，被安装在地表和地下的现代化地震台站代替。
在南非，于1939年设计并布设了五个机械式地震仪，在地面组成台阵，主要为矿震定位(Gane等，1946)。
微震技术在装配式建筑施工中的应用
微震技术在装配式建筑施工中的应用1. 序言装配式建筑是一种快速、高效的建筑技术，近年来在全球范围内得到广泛应用。
然而，在装配式建筑施工过程中存在着一些潜在的风险和挑战，如结构安全性问题、工程质量控制等。
为了解决这些问题，微震技术被引入到装配式建筑施工中，并取得了显著的成果。
本文将探讨微震技术在装配式建筑施工中的应用。
2. 微震技术简介微震技术是一种基于地震原理的监测方法，通过监测地表上微小的振动信号，可以推断出地下结构物或土体中发生的变化。
常见的微震监测设备包括加速度计、传感器等。
微震技术已经成功应用于地质勘探、岩石力学、隧道监测等领域。
3. 微震技术在装配式建筑施工中的优势3.1 结构安全性评估使用微震技术可以对装配式建筑进行实时监测，提供更准确、可靠的数据来评估结构的安全性。
通过监测装配式构件的振动信号，可以检测到结构变形、裂缝扩展等问题，及时进行预警和修复工作，保障建筑的安全性。
3.2 质量控制微震技术可以用于装配式建筑施工过程中的质量控制。
通过对施工过程中的振动信号进行监测和分析，可以提前发现潜在问题，及时调整施工方式和采取相应措施，避免质量问题产生。
3.3 施工进度监管微震技术还可以用于装配式建筑的施工进度监管。
通过对装配式构件安装过程中的振动信号进行实时监测，在合理范围内对施工进度进行评估和优化，以确保施工顺利进行，并提高项目效率。
4. 微震技术在实际案例中的应用4.1 结构变形监测在一个装配式建筑项目中，使用了微震技术来监测主体结构的变形情况。
通过定期采集并分析微震数据，可以及时发现结构变形问题，并针对性地采取措施加固或处理。
4.2 裂缝检测与修复在另一个装配式建筑施工项目中，微震技术被用于监测施工过程中可能出现的裂缝问题。
一旦检测到裂缝信号，立即对其进行损伤评估，并采取适当的修复方法，从而保证建筑质量。
4.3 施工进度优化在一家大型装配式建筑项目中，使用微震技术对施工进度进行实时监测和优化。
国内外微地震检测技术现状与应用
国内外微地震检测技术现状与应用一、国内技术应用现状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。
1、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。
截止2011年11月，东方物探公司已成功对11口钻井实施了压裂微地震监测。
2、同年，华北油田物探公司针对鄂尔多斯工区大力推广水平井分段压裂技术、不断提高储量动用率及单井产量的要求，2011年年初就对微地震检测技发展状况进行调研，并对检波器、记录仪器、处理软件进行实际考察。
他们与科研院校合作，在鄂南工区富县牛东4井与洛河4井开展微地震监测裂缝评价技术攻关，采用微地震技术对储层压裂进行监测，结果与人工电位梯度方法(ERT)监测结果一致。
该公司还通过组建微地震监测项目组，加强相关专业知识的培训和学习，并与科研院校“高位嫁接”，开发微地震检测特色技术，打造差异化竞争优势。
3、近年来，胜利油田积极开展微地震压裂检测技术应用研究，并把它作为油气勘探开发的重要技术手段和技术储备。
据了解，“十二五”期间，非常规油气藏将成为胜利油田的一个重要接替阵地，而微地震压裂检测技术是非常规油气藏勘探领域中的一项重要新技术。
通过开展对国内外微地震压裂检测技术现状、微地震压裂检测采集方法、数据处理及裂缝预测方法、目前成熟的处理反演软件、微地震压裂检测技术应用实例分析等方面调查研究，全面了解和掌握微地震压裂检测技术的技术特点、技术关键、技术实用性及其发展方向，为胜利油田下一步开展非常规油气资源的勘探开发工作提供先进的技术支持，更好地为油气藏勘探开发工作服务。
二、国外技术研究与应用在20世纪40年代，美国矿业局就开始提出应用微地震法来探测给地下矿井造成严重危害的冲击地压，但由于所需仪器价格昂贵且精度不高、监测结果不明显而未能引起人们的足够重视和推广。
微地震监测技术介绍
1-C or 3-C 检波器 8~16 线, 800~1000道 准备时间: 5~10 天
2023年11月5日7时34分
100~600 3-C 检波器 适合于多井多段 准备时间: 2~4 周
微地震的监测方式
三．微地震监测主要方法
配套软件
GeoEast-VSP
32
2023年11月5日7时34分
配套软件
目
录
一．概 述
二．微地震监测的应用
三．微地震监测主要方法
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
四．结束语
30
2023年11月5日7时34分
三．微地震监测主要方法
井中监测
地面监测
浅井长期埋置
12~30 级 3-C 检波器 监测距离: 100~800m 准备时间: 2-3 天
15
2023年11月5日7时34分
Well B Well A
位置和相对时间
二．微地震监测的应用
3、验证和优化井间隔的设计
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。
11
2023年11月5日7时34分
前言
二．微地震监测的应用
1、裂缝尺度描述
5m 42m
监测 结果
12
某压裂微地震事件俯视图和东西向剖面图
裂缝网络长
西翼
东翼
231
142
裂缝网 络宽
66
裂缝网络高 井轨迹上 井轨迹下
书籍微地震监测新技术与新方法
书籍微地震监测新技术与新方法我折腾了好久书籍微地震监测新技术与新方法，总算找到点门道。
说实话，刚接触这个时我一头雾水，完全是瞎摸索。
我一开始打算先从硬件设备这块入手。
我就找各种能监测震动的传感器，试过那种最普通的机械振动传感器。
我当时想，这东西在其他的振动监测场景中能用，在书籍微地震监测说不定也行。
可是我错了，这个传感器灵敏度不够。
就好比你想用一个很粗的针去穿一根非常细的线，根本不匹配嘛。
后来我又尝试用压电式传感器。
这个敏感度倒是够了，但在实际使用的时候，会受到周围环境噪音的影响很大。
我在图书馆测试的时候，旁边有人走路或者旁边机器运转的声音都会被传感器捕捉到，就像你在一个很嘈杂的市场里想要听清楚一个很微弱的声音一样难。
这时候我就知道了，要想成功监测书籍微地震，解决噪音干扰是一个大问题。
我也思考过滤噪音的方法。
我第一个想到的就是传统的滤波电路。
我自己试着搭滤波电路，各种计算电容电阻的值。
可这个过程真的很复杂，而且对于我这个不是电子专业出身的人来说，有点太吃力了。
不是这里算错了，就是那里接错线了。
再后来，我想着从软件算法上找找办法。
我开始研究一些数字信号处理算法。
我先拿最简单的均值滤波算法试了试。
这个算法确实能在一定程度上减少噪音，但是它会损失掉部分有用的信号，就像你把一盆水倒出去一些杂质的时候，也倒掉了几条小鱼一样。
然后我又了解到小波变换这个算法，这个算法还挺强大的。
它可以把信号分解成不同频率的部分，然后就能精准的去掉噪音部分，还能很好的保留有用的信号。
不过这算法理解起来可不是那么容易的，我花了好些天去研究它的原理，还在网上找了大量的例子来看。
在整个过程中，我还发现监测点的选择也很重要。
如果选错了监测点，就像你在一棵大树的根旁边监测，想知道树叶的动静一样不靠谱。
我开始很盲目，在书上随便找个点就放置传感器，后来才发现靠近书籍装订线的位置可能震动传递得更有规律些。
还有，用来固定传感器的方式也有讲究。
我开始随便用双面胶一贴，结果稍微有点震动传感器就松动了。
微地震监测与断层活动预测
微地震监测与断层活动预测地震是一种自然现象，在地球的演化过程中，不断地发生。
地震活动的频率和强度对人类社会和环境造成了严重的破坏和危害。
因此，对于地震的准确预测和有效监测具有重要意义。
在这方面，微地震监测技术以其高精度和高效性逐渐受到广泛关注。
微地震是指震级小于3.0的地震活动。
虽然这些微地震的能量较小，但它们是地壳运动的重要表现。
通过对微地震的监测和分析，我们可以更好地了解地壳运动的情况，并对断层活动进行预测。
微地震监测技术主要依靠地震仪器以及数据采集和处理系统。
地震仪器可以通过测量地震波的传播和振幅变化来记录地震活动。
通过大规模的地震观测和分析，我们可以获得足够的微地震数据以进行更准确的预测。
数据的采集和处理系统则负责将地震仪器收集到的数据进行整理和分析。
这些系统通常由高性能计算机支持，可以处理庞大的地震数据，并生成有用的预测结果。
微地震监测的一个重要应用是断层活动预测。
断层是地球内部的应力积聚导致的地壳断裂带。
地震活动通常发生在断层附近，因此通过监测微地震活动，我们可以获得一些关于断层活动的重要信息。
例如，当微地震的频率和能量增加时，可能意味着断层即将发生地震活动。
这种预测信息可以帮助我们采取必要的预防措施，减少地震对人类社会的危害。
此外，微地震监测还可以用于研究地壳的动态变化。
地壳是地球表面的外部岩石层，它随着地震活动的变化而发生形变和变化。
通过监测微地震，我们可以获取地壳的变形数据，并进一步研究地壳的运动机制和地壳运动对环境的影响。
例如，在地壳运动相对频繁的地区，我们可以预测地质灾害的发生，并采取相应的措施来减轻其影响。
然而，微地震监测技术仍然存在一些挑战和限制。
首先，需要大规模的数据采集和处理系统来支持准确的预测和监测。
这需要投入大量的资源和资金。
此外，数据分析和解释也需要专业的技术和知识。
对于许多地区而言，缺乏专业人才和设备成为限制微地震监测应用的主要因素。
尽管存在一些挑战，微地震监测技术仍然具有广阔的应用前景。
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。
微地震监测技术在地质灾害预警中的应用研究
微地震监测技术在地质灾害预警中的应用研究地质灾害是自然界中常见的一种灾害类型，如地震、滑坡、山体崩塌等，给人民生命财产安全和社会经济发展带来巨大威胁。
因此，通过合理有效的监测手段预警地质灾害的发生，对于减少灾害损失具有重要意义。
在地质灾害预警中，微地震监测技术以其灵敏度高、时效性好等优势成为监测手段的重要组成部分。
首先，微地震监测技术在地震预警中的应用。
微地震是指震级小于3.0的地震事件，这些微小的震动虽然无法被人类直接察觉，但却是地震的前兆。
通过微地震监测技术，可以实时监测地壳微震活动，并通过精确的数据分析和处理，预测地震的发生时间、地点和震级。
这为人们提供了重要的预警信息，有助于采取应急措施，减少人员伤亡和财产损失。
其次，微地震监测技术在滑坡预警中的应用。
滑坡是指坡面土体发生剪切破坏，造成山体快速滑动的地质现象。
通过微地震监测技术，可以实时监测滑坡体内的微小震动，从而判断滑坡体是否处于不稳定状态，并及时预警滑坡的发生。
此外，微地震监测技术还可以对滑坡体的变形和运动速度进行监测，提供滑坡灾害蔓延的预测信息，为防灾减灾工作提供科学依据。
再次，微地震监测技术在地下水溢出预警中的应用。
地下水溢出是一种常见的地质灾害，给地下工程和城市建设带来严重隐患。
通过微地震监测技术，可以监测地下水的流动和渗透状态，捕捉地下水溢出过程中的微小震动。
通过对这些微小震动的分析，可以及时发现地下水溢出的迹象，并在事前进行预警。
这有助于采取相应措施，避免地下工程受到损害，保障人员安全。
最后，微地震监测技术在火山喷发预警中的应用。
火山喷发是一种破坏性极大的地质现象，其突发性和不确定性给人类带来极大的危害。
通过微地震监测技术，可以实时监测火山活动中微小的震动和岩浆运动情况，从而及时预警火山喷发的可能。
此外，微地震监测技术还可以分析火山体内的地下气体排放状况，提供火山活动强度的预测信息，为预防火山灾害提供科学参考。
综上所述，微地震监测技术在地质灾害预警中具有重要的应用价值。
微地震监测技术介绍
目
录
一．概 述
二．微地震监测的应用
三．微地震监测主要方法
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
四．结束语
30
2022年3月23日4时8分
三．微地震监测主要方法
井中监测
地面监测
浅井长期埋置
12~30 级 3-C 检波器 监测距离: 100~800m 准备时间: 2-3 天
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2022年3月23日4时8分
位置、数量、相对时间和强度
二．微地震监测的应用
8、综合分析
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
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
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2022年3月23日4时8分
位置、数量、相对时间和强度
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。
9
2022年3月23日4时8分
微地震的特性
目
录
一．概 述
微地震事件发生的1，位置、
二．微地震监测的应用
2，数量、
3，时间和
4，强度
三．微地震监测主要方法
四．结束语
10
2022年3月23日4时8分
5
2022年3月23日4时8分
微地震压裂监测的发展历程
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。
微地震监测方案
微地震监测方案1. 简介微地震是指地震震级小于2.0的小型地震活动，这种地震活动虽然震级较低，但是对地下结构的变化可以有敏感的反应。
微地震监测方案旨在通过监测和分析微地震活动，了解地下构造的变化和相关地质过程，为地质灾害预测、资源勘探和地下工程提供依据。
2. 微地震监测原理微地震监测基于地震学原理，主要利用地震仪器记录微量地震活动。
地震仪器一般包括三个主要组件：地震传感器、数据记录仪和数据通信系统。
地震传感器用于感知地面的微动，将地震信号转化为电信号，并传送至数据记录仪。
数据记录仪负责记录和存储地震事件的数据，通常以数字形式进行存储。
数据通信系统用于传输地震数据到地震监测中心，以便后续的数据处理和分析。
3. 微地震监测流程微地震监测流程主要包括地震台网布置、数据采集和处理、数据分析和解释等步骤。
3.1 地震台网布置地震台网布置是微地震监测的第一步，合理的台网布置可以最大程度地提高监测效果。
布置地震台网时需要考虑以下因素：•台站间距：合理的台站间距可以确保覆盖监测区域的地震活动；•台位选择：选择地形开阔、地质稳定的地点，避免干扰；•台网密度：根据监测需求和地质背景确定台网密度。
3.2 数据采集和处理数据采集和处理是微地震监测的核心环节，包括数据收集、数据预处理和数据质量控制等步骤。
•数据收集：通过地震传感器采集地震事件的数据，并传送至数据记录仪；•数据预处理：对原始数据进行滤波、去噪、分段等预处理步骤，确保后续分析的准确性；•数据质量控制：检查数据质量，剔除采集过程中可能产生的异常数据。
3.3 数据分析和解释数据分析和解释是微地震监测的最终目标，通过对数据进行分析和解释，得出地下结构的变化和相关地质过程。
•数据分析：利用地震学理论和分析方法对数据进行分析，获取地震活动的震级、震源参数等重要信息；•数据解释：根据分析结果，结合地质背景和相关资料，解释地震活动与地下构造的关系，深入了解地下构造和相关地质过程。
微地震地面监测技术规程
微地震地面监测技术规程
嘿，朋友们！今天咱来聊聊微地震地面监测技术规程。
这玩意儿就好像是我们探索地球内部秘密的神奇眼睛呢！
你想想看，地球就像一个巨大的神秘盒子，我们怎么才能知道里面在发生啥事儿呀？这时候微地震地面监测技术就派上用场啦！它能帮我们捕捉到那些微小的震动，就像能听到地球的“悄悄话”一样。
那要怎么做才能把这事儿干好呢？首先呀，得选好监测的地点。
这可不是随便找个地儿就行的，得像挑水果一样，精挑细选！要找那些能最清楚听到地球“声音”的地方。
然后呢，设备得准备好呀！就像战士上战场，得有称手的武器。
这些设备得灵敏得很，一点小动静都不能放过。
监测的时候可得仔细啦，不能有一点马虎。
就好像你在听一首很轻很轻的音乐，稍微一分神就错过了最美妙的部分。
而且还得长时间盯着，不能一会儿就不耐烦了。
这可是个需要耐心的活儿呢！
数据收集起来后，那可得好好分析。
这就像解一道很难很难的谜题，得一点点去琢磨，去思考。
每个数据都可能藏着重要的信息，不能随便就忽略掉。
你说这微地震地面监测技术规程重要不？那当然重要啦！它能让我们更好地了解地球，就像了解我们的好朋友一样。
要是没有它，我们对地球内部的了解不就像雾里看花，模模糊糊的嘛！
我们可不能小瞧了这小小的技术规程，它背后蕴含着大大的学问呢！它能让我们在探索地球的道路上走得更远，看得更清楚。
所以啊，大家都要重视起来，把这微地震地面监测技术规程学好、用好。
让我们一起成为地球的好“倾听者”，去发现更多地球的秘密吧！这可不是开玩笑的事儿，这是关乎我们对地球了解的大事儿呀！难道不是吗？。
四川微地震技术介绍
■
●纵波时差法
资料处理技术
★ 介质的纵、横波平均速度已知
纵 波 时 差 法 流 程 图
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微地震技术需求
◆微地震定位技术
■
资料处理技术
● 基于正演模型的微地震反演
●纵横波时差法和同型波时差法通常都假设速度场是均匀已知的，这与大多数实际情况不符。因为实
为开发具有自主知识产权的微地震处理解释软件奠定了一定的基础。
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汇 报 提 纲
一、微地震技术概况 二、微地震技术需求
三、四川物探前期技术储备
基于模型的速度-事件联合反演
显示成像
Kirchhoff Depth Migration
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微地震技术需求
◆微地震弱信号提取及初至拾取技术。
●当整组检波器中有儿道形成明显同相轴时，也末必是微震事件。
资料处理技术
●微地震事件检测
●并非所有同相轴连续、初至清晰的波谱都是有效的微地震事件，它们有可能是井中注水产生的较强信号。
际中，速度场的扰动是客观存在的，有时甚至具有较大的强度，要想精确定位微地震源并了解速度场的精 细变化，就需要进行微地震反演。
反演的基本思路:
①提供3D或2D初始速度模型，不同层位的速度扰动量作为自变量出现; ②用射线追踪方法计算理论到时和偏导数; ③采用多次迭代法逐步求取模型修正量，直到满足误差要求;
●但多事件联立成像的结果能够描述裂缝的
实际位置，走向等参数，基本反应了真实的 地下特征。
国内博士论文
Pinnacle
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微地震监测技术在油田开发中的应用
•
在现场识别前训练5分钟，可以与计算机中已有的信
号特征对比，对监测地点的噪音及信号特征予以鉴别及留
存，提取频率谱，幅度谱，导波，包络特征，拐点特征等
标志去区分当地的信号与噪音。
•
正式工作时，逐路、逐段的予以识别。经严
格检测，在其中任一路上检测出可用信号后，与
其它路做互相关。在由台站分布所限定的时段内，
z0）是微震震源的空间坐标，是待求的未知数。未知数的
个数少于方程个数，方程组是可解的。解出四个未知数的
最少方程个数是四个，这要求至少有四个分站，若有四个
分站有记录信号，便可以进行震源定位。但只有五个以上
的站记录到信号，才会保证足够的定位精度。
•
式（1-4）可以写成标准系数矩阵形式,有很多求解矩
阵的方法可以解出；再把解出的结果代入式（1-3）中就
(X2
X0 )2
(Y2
Y0 )2
H
(T3 T0 )2VP ( X 3 X 0 )2 (Y3 Y0 )2 H
(T4 T0 )2VP ( X 4 X 0 )2 (Y4 Y0 )2 H
(T5 T0 )2VP ( X 5 X 0 )2 (Y5 Y0 )2 H
• 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。
微地震监测技术在油田开发中的 应用
• 微地震监测技术是计算机及信号识别技 术高度发展的产物。国内外很多科研机构、
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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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
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
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
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
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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
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
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