微地震监测技术(公开)

GNT International Inc.
微地震监测技术
北京阳光杰科科技有限公司
2012年6月
⏹微地震技术三种数据采集方法⏹微地震数据处理
⏹微地震解释与应用
⏹微地震应用实例
微地震监测技术是采集地下岩石破裂所产生的地震波，通过处理、解释以了解地下岩石破裂的位置、破裂程度、破裂的几何形态等的技术；可用于石油工业的压裂监测，以及矿山、大坝、地下结构等的长期监测
•由客户数据建立速度模型•标定速度模型
•事件可能发生区域的数据叠加•在叠加数据中搜寻裂缝事件•按时间和空间输出事件位置
•地震检波器串
•径向排列系统, 8-16 臂, 1000 道
•灵活和快速的探测
用于短期微地震震监测的灵活技术系统设计(平坦地形)
系统设计(多山地形)
用于调配的四轮摩托为直升机调
配准备的地震检波器和电缆
录音舱直升机调配
用于系统部署的直升机
•井筒中储层段放置10-50个3-C 地震检波器•采取初至处理
•监测井距压裂井距小于200米•可用于观测多井压裂•用于标定地表系统
在靠近作业井较近距离内，井下监测具有较高的精度井下系统探测装置
准备井下系统
3C 井下地震检波器
•埋于100-300英尺（约30-90米）的3-C 检波器
•每个排列配备80 –100个检波器
•大面积覆盖
•长期监测的最佳商业和技术选择
用于长期和大范围监测的最具经济有效的方法
进行中的浅孔钻探埋入式3C 地震检波器站埋入式3C 地震检波器站
预备埋入的3C 地震检波器
井下探测区域地表系统探测区域
预警系统监测区域
大面积油藏监测系统
•井筒中靠近储层段放置10-20个3-C 地震检波器
•采取初至处理
•监测井距压裂井距小于200•可用于观测多井压裂
•用于优化地表排列系统
•地震检波器串
•径向排列系统, 8-16 臂,
1000 道
•灵活和快速的探测
用于短期微地震监测的灵活技术
地面排列
Typical Well
Number of Wells Monitored1
Days of Data Recording2
Total Frac Stages4 Average Hours per Stage2 Hours of Frac Data Processed8 (estimated) Depth of Imaging623 m Length of Horizontal Section(s)395 m Number of Geophone Channels801 Number of Arms in Array10 Length of Longest Arm in Array1350 m
的3-C 检波器
•每个排列配备80 –100个检波器
•PSET®数据处理
•大面积覆盖
•长期监测的最佳商业和技术选择用于长期和大面积监测的最经济有效的方法
布设原则：
•约1000-2000m左右的圆环内。

也不必太远毕竟离压裂段越近越好；
三分量地震仪
•宽频：5Hz--几百Hz •采样间隔：0.5--4ms •独立不间断工作•高灵敏度；
主要代表
Pinnacle （xyz, t, M）高。

施工限制条
件多，时间长。

Micro-seismic 1-2井中直阵传统定位
（xyz, t, M）
裂缝时空分布精度高。

成本较
高。

施工限制条
件多，时间长。

地表阵列传统定位
（xyz, t, M, m）
偏移或叠加
（xyz, t，E）
裂缝时空分布
及震源机制
精度较高。

成本
高。

施工时间
长。

微破裂向地表稀疏分布破裂能量分布裂缝时空分布精度较高。

成本
微地震处理困难：①能量弱、频率高、持续时间短，被环境噪音所淹没；②绝对能量是未知数；③速度模型不精确；
处理时通过各种合理滤波和能量扫描，选择微地震事件进行极化分析和初至拾取，获取相对震源的方位角和纵横波时差，同时依据纵横波时差建立速度模型，从而达到微地震事件精确定位的目的。

震级M=-2 -1 0 1 2
井下邻近观测：M≤0
地表观测：M<-1
•速度模型标定与校正
•事件可能发生位置的数据叠加•叠加数据扫描，确定（岩石）破裂事件
•按时间和空间输出（岩石破裂）事件位置
未作校正的检验炮初至（AGC ）
校正后的检验炮初至（速度2450m/s ）
校正后的检验炮初至（速度模型和静校正）
实际炮点
PSET 成像位置
井筒
Increasing Offset
I n c r e a s i n g T i m e
-带通滤波-AGC
地震能量叠加有效提高了初至的信噪比
面元地震事件
确定事件
Event presented in time and 3D space
叠加
确定时间的三 维位置及时间
动校正
应用速度模型 对选定的单元 计算校正量 开始压裂
Velocity model
Source
GNT International Inc.



微地震资料处理结果
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微地震资料解释分析
微地震资料解释： – 裂缝位置 – 裂缝带的确定 – 裂缝带的几何尺寸 – 可采储量计算 – 裂缝带与断层关系 – 地层与裂缝对比 – 压裂与裂缝关系，分析压裂 设计的合理性
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微地震资料解释分析
交互滤波
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压裂作业与微地震
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裂缝带评估
井筒方位
有效地质模型 裂缝带几何形状 裂缝带方向142° 裂缝带长度 11,000’ 500’
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井底



裂缝带垂直高度估算
500 feet
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裂缝带方向确定
314°
306°
320° 331°
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314°



裂缝面连接与滤波
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沿断层破裂带
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加支撑剂阶段
压裂级次1裂缝带倾向：北偏东200，长度:260m 高（铅垂方向z）：60m , 宽（沿方向）：110m
储层改造体积SRV为2,200,000m3
压裂结束阶段
压裂级次2裂缝带倾向：北偏东900，长度:290m ，高（铅垂方向z）：50m
压裂级次2的储层改造体积为4,725,000m3
压裂级次裂缝带方向裂缝带长
（m）裂缝带高
（m）
SRV（m3）
北偏东200260602,200,000
压裂5级微地震显示。