[發明專利]一種利用井口檢波器進行水力壓裂微地震監測的方法

有效

• 申請號: 201310219803.1
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104215934A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 余剛;王熙明
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01S5/28
• 分類號: G01S5/28
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 劉天語;任潔

涉及領域

本發明涉及應用地球物理勘探方法技術，是一種利用三口或三口以上井口三分量檢波器進行水力壓裂微地震監測的方法。

背景技術

微地震監測技術是近年來出現的用于油氣田開發階段的新技術，是通過觀測、分析生產活動中所產生的微小地震事件來監測生產活動之影響、效果及地下狀態的地球物理技術。基本做法是：通過在井中或地面布置檢波器排列接收油氣生產活動所產生或誘導的微小地震事件；并通過對這些事件的反演求取微地震事件震源位置等參數；最后，通過這些參數對生產活動進行監控或指導。

目前該方法主要用于油田低滲透儲層和頁巖儲層水力壓裂的裂縫動態成像和壓后評估，以及油田開發過程的動態監測，主要是流體驅動監測。

微地震監測分為地面監測和井中監測兩種方式。地面監測就是在監測目標區域（比如壓裂井）周圍的地面上，布置幾百或上千個地面單分量或三分量檢波器并記錄地下巖石破裂時所產生的微地震信號來進行微地震監測。井中監測就是在監測目標區域周圍臨近的一口或幾口井的井中中布置三分量檢波器接收排列，進行微地震監測。由于地層對微地震信號能量的吸收、傳播路徑復雜化等原因；與井中監測相比，目前的地面微地震監測所得到的資料存在微震事件少、信噪比低、反演可靠性差以及生產成本高昂等缺點。

在大慶石油地質與開發（第25卷第3期，2006年）《用微地震波法確定松遼盆地頭臺油田地應力場特征》一文中，劉云彬等公開了了用微地震波法確定油田地應力場特征的方法，并公開了一種微震壓裂監測系統：該系統是在壓裂井附近選擇3口井布上檢波器作為監測井。壓裂時,地層巖石破裂產生的微地震波被檢波器接收并轉換成電壓信號,經前置放大后送入AE-400B微地震波定位系統進行時差生成處理,再送入計算機采集處理,生成t₁、t₂兩組時差。為求得震動源點的位置,設首先收到震動信號的油井S₀位于坐標原點,并以正東為x軸、正北為y軸建立直角坐標系,順時針排列另兩口監測井S₁和S₂,其坐標分別為(x₁、y₁)、(x₂、y₂)。當微地震信號被S₀井檢波器收到時,設震動源點到S₀井距離為r,則震動源點到S₁井距離為r+δ1(δ1=V·t₁),到達S₂井距離為r+δ₂(δ₂=V·t₂)。其中,t₁、t₂為微地震波從震動源點到達監測井S₁、S₂的走時差(與S₀比較)。設信號在各監測井的垂向走時相同,則震動源點的求取變成一個平面問題。在以S₀為原點的坐標系上,分別以S₀、S₁、S₂為圓心,以r、r+δ₁、r+δ₂為半徑作圓,3個圓的交點即為震動源點,3個圓的方程為：

x²+_y²=r²??????????????????????????????(3)

(x-x₁)²+(y-y₁)²=(r+δ₁)²=(r+V·t₁)²????(4)

(x-x₂)²+(y-y₂)²=(r+δ₂)²=(r+V·t₂)²????(5)

式中：V－地層中波速;t₁、t₂－測得的兩組時差。

上述方法所列的三個公式是無法確定震動源點在地面的投影，因為三個公式中共有4個未知數，即x、y、δ₁和δ₁，用三個方程式是無法求解4個未知數的。此外，公式中使用的V是地震波在地層中的傳播速度，這個系統也不能確定巖石破裂點在地下具體的空間的幾何位置。