[發明專利]油井壓裂微地震地面—井中裂縫監測方法

無效

• 申請號: 201010151905.0
• 申請日: 2010-04-21
• 公開（公告）號: CN101833113A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 王建平;葉震;劉勇;林君;陳祖斌;曾曉獻;張林行;孫峰
• 申請（專利權）人: 長春銳利科技有限公司
• 主分類號: G01V1/40
• 分類號: G01V1/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種壓裂裂縫微地震監測方法，特別是一種油井壓裂微地震地面-井中裂縫監測方法。

背景技術

目前，利用微地震壓裂裂縫監測的常規方法分為井中監測和地面監測兩大類。井中監測這種方法觀測儀器成本太高，實施條件過于苛刻，要求在600米范圍內找出三口“監測井”，這種方案主要在國外應用；而地面監測這種方法由于受環境噪音影響比較大、微地震信息采集同步問題而導致觀測數據的可信度不高，而且觀測點也很難精確定點。

發明內容

本發明基于壓裂中裂縫形成所產生的地層擾動(微地震)開展監測，有效解決了現有技術中監測難度大、成本高以及無法滿足深井壓裂裂縫監測問題。本發明設計一種油井壓裂微地震地面-井中裂縫監測方法，其特征在于：利用彈性波場在地層介質中的傳播特性，微震波被布置在井口周圍的監測分站收到，根據各分站微震波的到達時差，會形成一系列的方程組，求解這一系列方程組，就可確定微震震源位置，進而確定出裂縫分布的方位、長度、高度及地應力方向等地層參數。為了研究裂縫轉向機制，采用了微地震技術進行監測，監測系統采用6分站微震信號采集單元、主控單元、無線數傳、實時定位等模塊。微地震傳感器放置在壓裂井周圍的地面，由計算機直接給出壓裂中形成的微地震震源空間分布，根據震源空間分布描述新、老裂縫的延伸方向、幾何形態。采用地面-井中立體監測方法，通過井中的觀測信號對地面的觀測信號進行濾波處理，將壓裂微震信號和地面干擾進行篩選區分，最后使反演出來的微震點更加的真實可信。放置在井中的檢波器是整套系統采集信號的一個基準值，我們用這個基準值來對地面拾震器所采集到的信號進行識別，濾除干擾信號，使得我們的監測的成果更加的真實可靠。井中檢波器為地面檢波器提供基準信號，主要參考基準信號的頻率和相位特性，通過井中檢波器信號和地面檢波器信號進行地震信號處理，得到各個地面檢波器對應的地震波的時間參數，將各個地面采集站的時間參數代入公式進行計算，得到對應的地下微震震源坐標。本發明的優點是由于井中的背景噪聲小，濾除干擾信號，使得監測結果更加準確，控制簡單而且成本比較低。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明，

附圖1為本發明的正面圖，

附圖2為本發明的俯視圖。

具體實施方式

首先要把5個地面拾震器(2、3、4、5、6)徑向分布在壓裂井1周圍，在壓裂井1周邊600m范圍內找到一口監測井7，利用壓裂監測與指揮車上的三芯電纜8與井中拾震器10相連接，然后把井中拾震器10放入壓裂井1壓裂層的1/2深處。井中拾震器10采用目前國際上最先進的加速度傳感器作為前端采集單元，最小測量精度為10^-5m/s²，對于測量微地震信號滿足要求。在壓裂監測與指揮車上有本系統的主控站，主控站采用一臺工控機，運行WINDOWSXP操作系統，通過網絡接口經適配器與主控站相連，主控站上安裝有地震數據采集管理軟件，主控站與各子站之間通過無線網絡進行通訊，按照預先設定好的通信協議與各子站進行命令和數據傳輸。它的功能主要有監測各個采集站的狀態；設置各個采集站的工作參數，如采樣速率、采樣長度、前放增益等以及回收、存儲各個采集站的采集數據，并以標準地震數據格式存盤；地面5個采集子站(2、3、4、5、6)將采集到的加速度信號通過內置的數據采集模塊來完成微地震數據的采集，采集模塊將采集到的數據存儲到大容量數據存儲器中，然后將采集到的數據通過無線網絡與主站通信，將數據送入工控機中進行保存，各子站采用獨立供電模式，為適應野外工作需求，外接電源使用12V電池，內部采用DC-DC電源轉換模塊為系統供電。三大模塊的功能分述如下：

①數據采集模塊

數據采集模塊以過采樣技術、24位Δ-∑ADC技術和數字濾波器技術為基礎，以24位Δ-∑A/D?CS5372為核心，以FPGA數字電路為輔助，設計動態范圍達到130dB、采樣精度高，可以同時采集8通道的地震數據。

②數據存儲及通信模塊

該模塊負責暫存子站地震數據，并通過網絡接口上傳至主機。采集站最大數據存儲能力達1M采樣點/道，采用8GCF卡存儲單元設計，保證系統可以在野外進行長時間的數據采集。

③電源模塊

采用12V電瓶為系統外輸入電源，由于系統電源包括以下幾組：模擬電路電源±5V，數字電路電源3.3V、1.5V、1.2V，采用高精度、工作溫度寬的DC-DC電壓轉換電路作為系統電源，將模擬電源和數字電源嚴格分離，避免模擬電路與數字電路之間互相干擾，保證系統野外工作的可靠性、穩定性。

壓裂井1進行水力壓裂作業時，利用必要的設備和工具從地面向目的層泵入流體，使儲層孔隙中的流體超過儲層的破裂壓力，在儲層中形成一條人工裂縫，從而產生彈性波，利用彈性波場在地層介質中的傳播特性，5個地面拾震器(2、3、4、5、6)及井中拾震器10進行微地震微弱信號采集。通過系統處理軟件，利用井中拾震器10所采集到信號的頻率與相位，對5個地面拾震器(2、3、4、5、6)進行濾波處理，由于井下背景噪聲小，通過井下的觀測信號對地面的觀測信號進行濾波處理后，將壓裂微震信號和地面干擾進行篩選區分，最后使反演出來的微震點9更加真實可信。