裂缝压裂技术课件.ppt

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1、吐哈油田水驱前缘、压裂裂缝监测技术汇报刘建中2004年9月前言第一章人工裂缝监测原理第二章地震波传播理论第三章裂缝尺度讨论与置信度分析第四章实际应用领域第五章应用实例第六章可靠性检验第七章吐哈油田注水、压裂监测第八章结语附录目录1.1人工裂缝监测方法1.2微地震人工裂缝监测原理1.3微地震源定位第一章人工裂缝监测原理2.1裂缝扩展机制2.2微地震信号强度预测2.3微地震信号识别2.4软件功能第二章地震波传播理论3.1测试裂缝与进水裂缝比较3.2置信度分析第三章裂缝尺度讨论与置信度分析4.1人工裂缝监测4.2人工裂缝转向监测4.3注水前缘监测4.4采油波及区监测4.5对井井底连通

2、监测4.6核废料处理过程中的微地震监测第四章实际应用领域自本系统开发成功以后，我们在不同领域成功地应用了这项技术。5.1辽河曙2-3-33井人工裂缝监测结果及分析5.2中原油田卫357井压裂转向监测5.3华北油田注水监测5.4对井井底连通实例5.5核废料处理监测5.6堵水、调剖前后的微地震监测5.7爆破压裂监测5.8二氧化碳压裂监测第五章实例应用6.1复测井监测结果6.2本技术可靠的最直接证明6.3对比监测实例第六章可靠性检验附录1电路原理图附录2电路图附录3程序使用说明附录4设备外观图附录5相关的理论文章附录前言在现有研发水平上，参照国际先进水平，研发人工裂缝实时监测系统。该

3、系统的研究目标是：参照国际上的最新研究成果，以监测微地震方法，现场即时给出人工裂缝形态(方位，长度，参考性高度，产状)及延伸过程。为油田压裂设计，压裂质量判断，注水前缘分析提供及时依据。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)。前言整个项目包括:深井、深埋式、嵌入式

4、的硬件系统;电路及无线传输系统，计算机分析记录系统；及配套软件(附录3、4、5、6)。该系统可以在井下几百米进行深井监测，也可以在地面监测。在现场实时监测，显示裂缝监测结果的同时，记录下全部原始波形数据。原始波形数据可以由自动识别程序再分析，分析结果可以与实时监测结果对比，检测分析结果的重复性。也可以以不同速度复现监测结果，再分析微地震出现过程。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

5、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。人工裂缝监测有多种方法：示踪剂方法、电位法、地倾斜方法等等。示踪剂方法滞后，可靠性受监测井的周围分布井所在位置限制；电位法受气候、深度限制，且需较多的测点，测区范围局限；地倾斜方法也受深度限制，且与覆盖层厚度、品质有关，需较多的测点，测区范围局限；只有微地震方法即时，控制范围大，适应面广，近年来在国际上得到广泛的应用。使用微地震方法，近年来取得了一些令人瞩目的成就。我们参照国际上的

6、先进经验，发展了自己独立的观测系统，在不同领域的应用中，也取得了可观的成绩。第一章1.1人工裂缝监测方法压裂或高压注水时，由于地层压力的升高，根据摩尔-库伦准则，沿着裂缝边缘会发生微地震。实际微地震的频段从几十到几百周，相当于-2至-5级地震。一般来说，震级越小，频率越高。我们仪器的工作频段为50-200周，仅取较大的微地震(-2级)。记录这些微地震，并根据微地震走时进行震源定位，由微地震震源的空间分布可以描述人工裂缝轮廓。微地震震源空间分布在柱坐标系三个坐标面上的投影，可以给出裂缝的三视图(俯视图、侧视图、前视图)，分别描述人工裂缝的长度、方位、产状及参考性高度。与其它方法相

7、比，该方法即时，方便，适应性强，为国际上的同行广泛使用。第一章1.2微地震人工裂缝监测原理摩尔-库伦准则可以写为：Τ≥τ0+(S1+S2-2P0)/2+(S1–S2)cos(2φ)/2(1)τ=(S1–S2)sin(2φ)/2(2)(1)式左侧不小于右侧时发生微地震。式中，τ是作用在裂缝面上的剪切应力；τ0是岩石的固有无法向应力抗剪断强度，数值由几兆帕到几十兆帕，沿已有裂缝面错断，数值为零；S1，S2分别是最大，最小主应力；P0是地层压力；φ是最大主应力与裂缝面法向的夹角。由式(1)可以看出