[發明專利]一種主動源微震監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201810005291.1
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108226995B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王波;尹學林;楊正剛
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/28
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明提供了一種主動源微震監測裝置，包括監測井Ⅰ、壓裂井、監測井Ⅱ；所述監測井Ⅰ和監測井Ⅱ分別設在壓裂井的兩側，在監測井Ⅰ的一側設有地震儀，監測井Ⅱ的一側設有電火花儀。本發明采用地震波的互換原理，在壓裂前，用電火花在壓裂位置進行模擬替代試驗，測定地層地震波速度、建立震源能量與裂縫級另關系，并在保持整個監測系統不變的情況下，在壓裂施工期間進行微地震監測，使其較好地符合了地震互換的條件；在微震反演過程中，使用現場標定的地層地震波速度和能量換算關系表，保證裂縫定位精確，級別判斷準確，使得監測評價科學可靠。

技術領域

本發明涉及一種主動源微震監測裝置及方法，屬于檢查非常規天然氣儲層壓裂改造技術領域。

背景技術

非常規天然氣不同于常規天然氣，可供開采的氣體以吸附狀態存貯在巖體中，開采時需要對巖體進行壓裂造縫，氣體才能沿裂縫產出。壓裂造縫都在地下數千米深的鉆井中進行，壓裂效果的好壞與氣井的產氣量密切相關，當前評價壓裂效果的方法技術是微地震監測，該方法是在鉆井口地表或相鄰鉆井內布置地震檢波器，接收井下壓裂施工過程中巖層破裂產生的微地震信號，利用各個檢波點的地震波進行微地震定位和能量分析，確定裂縫的空間位置分布和裂縫級別。由于該方法只進行被動微震信號監測，不能解決定位反演過程中的速度唯一性和能量唯一性問題，造成裂縫定位精度和裂縫級別偏差大，影響施工造縫效果的評價。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種主動源微震監測裝置及方法，該主動源微震監測裝置及方法采用微地震主動源模擬與被動源接收的監測方法，通過壓裂前進行人工模擬地層破裂的波速和能量參數，建立監測區的巖體速度和破裂參數，在壓裂施工中進行微地震監測，用數據分析，將模擬試驗參數用于反演，使裂縫定位和裂縫級別判斷精度得到很大提高，避免了估算誤差的產生，提高了壓裂效果評價質量。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的一種主動源微震監測裝置，包括監測井Ⅰ、壓裂井、監測井Ⅱ；所述監測井Ⅰ和監測井Ⅱ分別設在壓裂井的兩側，在監測井Ⅰ的一側設有地震儀，監測井Ⅱ的一側設有電火花儀；所述監測井Ⅰ與壓裂井之間、壓裂井與監測井Ⅱ之間均設有地表檢波器，地表檢波器通過監測連接電纜與地震儀連接；所述監測井Ⅰ和監測井Ⅱ內設有井下檢波器串，井下檢波器串通過監測連接電纜與地震儀連接；所述電火花儀上設有電火花電纜，電火花電纜的一端連接有電火花探頭，電火花探頭位于壓裂井內。

所述地震儀和電火花儀之間通過同步線連接。

所述壓裂井內設有壓裂造縫區段，電火花探頭位于壓裂造縫區段內。

所述地表檢波器為地表三分量檢波器，井下檢波器串為井下三分量檢波器串，井下檢波器串在監測井Ⅰ、監測井Ⅱ中的位置高度與壓裂造縫區段底邊的位置高度相等。

所述監測井Ⅰ和監測井Ⅱ分別等距設置在壓裂井的兩側。

所述地震儀的道數不少于72道。

所述地表檢波器呈環形布置在距離壓裂井的20cm處，形成環形層，間距環形層10～20m，再布置一個呈環形排列的地表檢波器的環形層。

所述環形層至少有3層。

基于一種主動源微震監測方法；包括以下步驟：

①準備設備：開挖監測井Ⅰ、壓裂井、監測井Ⅱ，準備壓裂車、地震儀、電火花儀、接收檢波器、電火花探頭和壓裂液注入管；