地面阵列式微地震监测技术及应用_刁瑞

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1、地面阵列式微地震监测技术及应用_刁瑞地面阵列式微地震监测技术及应用刁瑞①②※尚新民芮拥军崔庆辉胡晓婷②②②②（①中国石油大学（华东）地球科学与技术学院；②中国石化胜利油田分公司物探研究院11）摘要：砂砾岩体、薄互层滩坝砂等致密油气藏广泛分布，地面阵列式微地震监测技术能够对该类油藏的储层压裂改造实现实时监测。通过开展地面阵列式微地震采集试验，对道间距、测线长度、台站个数等参数进行分析，建立了地面阵列式微地震观测系统设计准则。针对微地震数据品质较低的特点，开发了联合去噪、事件识别、精确定位和压裂储层体积计算等精细处理解释技术，实现了微地震的现场实时监控，为储层压裂改造施工提供了重要依据。实际微地震

2、监测结果与油藏开发数据吻合度较高，验证了技术的有效性和实用性，地面阵列式微地震监测技术在致密油气藏的勘探开发中具有良好的应用前景。关键词：致密油气藏地面阵列式储层压裂改造观测系统精确定位1引言中国非常规油气资源十分丰富，11但勘探开发尚处于初级阶段，对监测压裂效果的微地震技术的需求非常迫切[1]。微地震监测技术通过对储层压裂改造引发的微地震震源点进行成像，实时提供压裂施工过程中产生的裂隙高度、长度、宽度、方位角等信息，利用这些信息可以监控压裂过程、优化压裂设计方案、调整压裂工艺、优化井网布局等，从而提高油气采收率。地面阵列式微地震监测技术采用多条测线排列和千道检波器，在地表进行微地震监测，具有

3、监测范围广、数据采集量大、定位精度高等特点，克服了井中监测范围有限、监测井选择困难、条件严格等问题[2]。要实现储层压裂改造的有效监测，地面阵列式微地震监测技术必www.wenKu1.com须具备完善的采集、处理和解释技术系列。通过开展地面阵列式微地震采集试验，对台站个数、道间距、测线长度等参数进行分析，建立了地面阵列式微地震观测系统设计准则，为微地震事件精确定位奠定了基础。将现代信号处理技术引入到微地震数据处理中，有效提高了微地震数据的信噪比，并利用能量统计及非线性反演理论对微地震事件进行精确定位，形成了微地震精细处理与精确定位技术[3~4]。地面阵列式微地震监测技术的配套与完善，能够有效提

4、高微地震事件的定位精度，为储层压裂施工提供依据，更好地应用于非常规油气藏的勘探开发。7512地面阵列式微地震采集技术2.1地面微地震采集试验在微地震监测过程中，监测台站的道间距、排列长度等参数非常重要，是决定准确获取微地震事件的关键因素。针对不同的微地震监测井场近地表和目的层构造信息，设计合理有效的观测系统，是微地震事件有效监测及震源点精确定位的重要基础。图1地面阵列式微地震观测系统为建立合理有效的观测系统，在Y地区开展地面阵列式微地震监测试验，通过试验分析建立观测系统设计准则，保障地面阵列式微地震监测的可靠性和实用性。此次地面微地震监测中，共采用1000个检波器台站，10个排列，道间距为5m

5、，测线长度为170011m，完成了2口水平井共25段压裂数据的监测采集工作，地面阵列式微地震观测系统如图1所示。2.2地面微地震观测系统设计准则利用微地震监测数据对观测系统参数进行分析，主要包括：测线布置方式、台站个数、道间距和测线长度等，形成了实用有效的地面阵列式观测系统设计准则：（1）测线布置方式：垂直井或斜井可以采用以压裂段为中心的放射状或同心圆状观测系统；由于水平井压裂段数较多，可根据地表障碍物等情况，采用方阵形观测系统。（2）台站个数：由于地表各类噪音干扰非常严重，通过试验对比分析，台站数量应在400道以上。（3）道间距：对微地震监测数据进行抽道定位处理，图2是间隔3道（20m）和间

6、隔10道（55m）的微地震有效事件定位能量谱，当道间距过大时，叠加能量谱不聚焦，无法实现微地震有效事件的精确定位，因此在保证观测系统覆盖范围的前提下，道间距应小于50m。（4）测线长度：震源走时时差对定位精度影响明显，为了保证定位精度，测线长度应不小于压裂段垂深距离。合去噪处理。图3为噪音压制前后效果对比，从图中可以看出，噪音压制后湮没在噪音中的微地震事件得以显现。图3噪音压制前（左）、后（右）效果对比3.211微地震有效事件识别技术由于岩石破裂产生的信号极其微弱，加之微地震监测数据中存在各种噪声干扰，如何准确识别出微地震事件至关重要。开发了基于能量的长短时窗能量比法、基于统计信息的高阶累积量

7、法、基于相关性的特征值分析法等。为了提高微地震事件的识别准确率，提出了一种基于信号时距关系特征的微地震事件判识技术，利用射孔点走时量版进行微地震事件的自动识别。(a)间隔3道(b)间隔10道图2不同道间距定位能量谱对比3地面微地震数据处理解释技术3.111微地震联合去噪技术储层压裂改造产生的震源能量相对较弱，而且地面观测过程中噪音源非常多，使得地面微地震监测数据的信噪比相对较低，微地震数据中的有效