裂缝监测在苏里格气田气层改造中的应用-论文.pdf

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1、2014年6月油气井测试第23卷第3期裂缝监测在苏里格气田气层改造中的应用赵全国张文雅寇红艳2邱丙静(1．渤海钻探工程公司工程技术研究院天津300457；2．渤海钻探第二录井分公司河北任丘062552)摘要声发射定位监测裂缝技术通过接受水力压裂时地层裂缝张开及关闭出现的低频音声发射信号，了解声源空间分布，确定裂缝空间形态和地应力分布。在苏里格气田苏A区块气层改造中使用该项技术，完成裂缝、地应力、多次压裂工艺监测，为区块井位部署、水平井轨迹优化、压裂设计优化提供了依据。关键词苏里格气田裂缝监测气层改造声发射定位地应力优化文章编号：1004—4388(2014)0

2、2—0026—03中图分类号：TE33文献标识码：B0引言So(x，苏里格气田渗透率低，渗流阻力大，连通性差，呈现出典型的“低渗、低压、低丰度、低产”特征l】]。(／．，，y，)水力压裂技术的发展运用给气田规模开发创造了—条件。．常用裂缝监测方法有裂缝测斜仪、大地电位法、井下微地震、放射性示踪测试诊断，这几种方法都需s舡≈卜要有井下仪器配合，受井型、井深影响，工序较繁琐、2+y．．1／成本高、风险大，在苏里格气田低成本开发中难以推广。声发射定位裂缝监测方法利用压裂施工使岩石图1三圆相交定位图产生开裂或闭合产生的低频音声发射信号来测定裂PC微声发射信号最近检波器

3、收到为s，距离缝方位、长度及几何形态。该方法不受环境限制，不为R，信号到s时，距离为R+。(=V·￡1)，论山地、江中、滩海、沙漠均可监测，应用在苏A区信号到达s时，距离为+(：=V·t：)。其中，块气层改造中，实现裂缝、地应力、多次压裂工艺、：是信号源点到s。点与到s、S点的水平距监测。离差；V是信号在储层中的传播速度。以s。、s、sl声发射定位监测裂缝方法原理点为圆心，以R、R+．、R+为半径画圆，三圆的注入地层的水使地层裂缝张开及闭合，不断的交点既为震动信号PC点，三个圆方程式为：出现低频音声发射信号，并以弹性波形式向外均速+y2=R(1)传播，当弹性波

4、遇到接受微低频信号的检波器时，就1+Y1=(R+1)=(R+V·t1)。(2)被仪器接收、放大、发送到中央信号处理系统，在压2+Y2。=(R+2)=(R+V·t2)(3)裂井或注水井周围，布上3个以上的接收信号检波地层裂缝开裂或闭合时，出现的若干PC点，并器，进行信号的采集及时差处理。信号距压裂井最近把每一PC点求解计算，绘在坐标位置点上，形成以的监测点为S(、Y)，顺时针的第二个接收点为压裂井为原点的直角坐标图，可准确地得出水力压S(、Y)，第三个接收点为S(、Y)(见图1)。裂产生的多条裂缝方向、夹角及长度。[作者简介]赵全国，男，高级工程师，1972年出

5、生，主要从事地质综合研究工作。E-mail：zqg7238@126．com。第23卷第3期赵全国等：裂缝监测在苏里格气田气层改造中的应用27压开的第一条缝时，进行瞬时停泵，裂缝要闭合，在2信号接收与处理闭合的瞬间正是地层最小主地应力的反弹力，由压中央处理机仪器三台，布在压裂井任意方向，负裂瞬时停泵得出，即责信号检波、放大、载频发射。6^=P1+P～PP(5)中心接收处理系统完成接收、滤波、干扰处理、式中：6——水平最小主应力，MPa；采集、时差处理、定位程序计算，把地层每一声发射P——第一次裂缝闭合压力，MPa；点(地层破裂点)标在计算机桌面直角坐标图上，采P

6、——井孔液柱压力，MPa；集若干点，就形成裂缝形态图。P——地层孔隙压力，MPa。该方法最大困难就是怎样剔除干扰信号，研究3．3水平最大主应力发现地层中和地面的可干扰信号幅度比压裂信号幅提高排量压裂地层开与第一条裂缝近垂直的裂度低，采用门槛控制可把大多数干扰信号压掉，本测缝时，进行瞬时停泵，裂缝要闭合，在闭合的瞬间正试仪就是采用门槛电压控制去掉绝大多数干扰信是地层最大主地应力的反弹力，通过瞬间停泵计算号，定位信号真实可靠(见图2)。该方法不受环境、水平最大主应力值，深度限制。6H=P+P11一PP(6)式中：6——水平最大主地应力，MPa；P——第二次裂缝闭合

7、压力，MPa。一般情况下水力压裂人工裂缝的方向和最小主应力垂直，与水平最大主应力方向平行口J。4应用图2干扰信号剔除不意图4．1裂缝监测3压裂过程中地应力监测苏A区块完成4口井31次裂缝监测，通过裂缝形态图和裂缝垂向监测图展现裂缝空间形态，突现今地应力是地层受力变形破裂后剩余的应力出主裂缝方向、长度，以苏A一4H井第一段、第五段值。当地层破裂越严重时，地应力释放越大，现今地应力则越小，反之越大。处于任意埋深的地层均处为例详述。于三轴应力状态下，它包括上覆岩层压力、围限压苏A一4H井第一段井深4259m，地层开三条裂力、孔隙压力以及构造应力，通常采用三个方向应力

8、缝：近东西缝缝长约240in，北东5O