水力压裂微地震裂缝监测技术及其应用

水力压裂形成的裂缝渗透率和导流能力是影响压后效果的重要因素。利用裂缝监测技术可以分析裂缝扩展规律．优化指导压裂设计。由于该技术可监测裂缝生成、评价压裂效果,为调整压裂设计和油气田开发方案提供参考依据．对低渗透油藏增产具有十分重要的意义。文中首先阐述了水力压裂微地震裂缝监测技术的原理和特点．其次结合某油田水力压裂微地震资料,通过反演微地震震源位置信息,推断出每次压裂产生的裂缝参数,并进行了水力压裂裂缝发育和演化的过程预测．研究结果表明,水力压裂微地震裂缝监测技术可以用于指示裂缝位置、分析裂缝发育情况,并辅助微地震位置精确反演,指导水力压裂施工作业。     

中国石油集团非常规油气微地震监测技术现状及发展方向

水力压裂、酸化压裂是致密储层改造的重要手段,在致密砂岩、碳酸盐岩、火山岩、页岩、煤层等储层连通性改造中广泛使用。对压裂效果的评估以及对裂隙的空间描述,是编制开发方案、提高产能的关键环节。微地震监测技术是目前比较有效、可靠性高的-种压裂裂缝监测及储集体空间描述技术,能够实时监测压裂裂缝的空间展布,被国内外广泛应用于压裂裂缝监测和油藏动态监测。本文分析了非常规油气微地震监测技术的需求、国内外(包括中国石油集团)微地震监测技术现状及微地震监测技术面临的挑战,指出了中国石油集团非常规领域微地震监测技术的发展方向。     

井下微地震裂缝监测技术在火山岩压裂中的应用

针对火山岩储层压裂改造过程中裂缝形态复杂的问题,采用较为先进的井下微地震水力裂缝监测技术对压裂裂缝进行了2口井的监测。结果表明,火山岩储层压裂过程中裂缝的扩展规律与砂岩油藏有很大不同,裂缝形态复杂,具有水平缝、多裂缝等特征,而且容易造成缝高延伸过度。因此,在压裂设计中要充分考虑,结合应用缝高控制技术,增加裂缝的长度,提高压裂改造的效果。下一步还需要继续开展火山岩地层压裂裂缝的监测,认识裂缝的延伸和产状,为优化压裂设计和井网部提供指导。     

复杂断块油藏水力裂缝测试方法研究

介绍了监测复杂断块油藏水力压裂裂缝扩展规律的三种技术,包括井下微地震测试技术、地面倾斜仪测试技术及地面电位法测试技术,并对方位测试技术的测试原理、应用仪器、测试程序及现场应用进行了细致分析。现场试验表明,在复杂断块油藏依靠数值软件模拟的裂缝扩展规律与实际相差较大,要想较准确认识裂缝扩展规律应该依靠水力裂缝方位测试技术。     

基于大井距油气田的微地震压裂监测技术研究

微地震压裂监测技术是低效油气藏压裂改造领域中的一项重要技术.针对部分油气田井距大的特点,通过对各项微地震压裂监测技术优缺点的分析,认为浅井组合监测技术是大井距油气田的微地震压裂监测的合适选择.同时,结合监测技术的应用要求,对浅井组合监测技术应用的施工方法和设备性能进行了选择.     

井下微地震裂缝监测设计及压裂效果评价

井下微地震监测技术作为监测压裂效果的有效手段之一，首次在长庆油田的庄19井区得到了应用。本文在简要介绍井下微地震压裂监测技术的基础上，论述了选井选层设计、测震传感器的布置优化、井筒体液设计和压裂设计，并利用微地震压裂监测结果分析了压裂井的裂缝展布特征，验证了压裂施工效果。该方法对于验证传统方法的准确性、提高裂缝测试水平及油田开发效果具有重要意义。     

嵌入式人工裂缝实时监测技术的应用

嵌入式人工裂缝实时监测技术是微地震法监测的一种方法，文章介绍了该技术在压裂井人工裂缝监测中的具体应用，通过监测可获得人工压裂裂缝的方位、长度、高度、产状等信息。该技术具有工艺技术简单可靠、安全环保的特点，非常适应于现场的应用。对提高开发低渗透油气田的开发水平、增产增效，提供了可靠的依据。     

微地震监测技术在油藏实时特征描述中的应用

本文就油田开发的不同时期,对利用微地震监测技术,进行压裂裂缝监测、水驱前缘动态成像、套损检测、流体注入情况、油藏结构描述等在油藏实时特征描述中的应用进行了系统的介绍和研究。同时,对微地震监测技术应用的相对局限性、存在的相应技术问题进行了初步的探讨。本文结合大庆油田微地震监测施工实例,重点对压裂裂缝和水驱前缘监测技术进行了说明和论述。     

地面微地震监测技术在川南页岩气井压裂中的应用

水力压裂是页岩气储层改造的重要手段,压裂时岩石破裂过程会伴随产生强度较弱的"微地震"波。地面微地震监测技术即在地面布设检波器排列对压裂作业进行实时监测,具有施工方便、监测方位角度大的优点。在威远构造H井进行水力压裂时,应用基于偏移叠加的四维能量聚焦地面微地震成像技术,提高了弱信号识别能力和定位精度,准确描述了压裂诱导裂缝的位置、方位和大小及复杂程度,指导了实时压裂和压裂效果评价。     

井间微地震监测技术现场应用效果分析

井间微地震监测技术的现场应用是通过监测注水过程中产生的微震波,可以确定出水驱前缘位置、优势注水方向、注水波及面积等资料;在水力压裂时,进而还可确定出裂缝分布的方位、长度、高度及地应力方向等地层参数.为油藏工程师进行方案优化、提高整体开发效果和采收率等提供依据.在简要介绍了井间微地震监测技术基本原理的基础上,结合地质动、静态资料,对微地震法在水驱前缘测试及压裂裂缝监测两方面在大庆油田的应用效果进行了分析.现场应用证明,井间微地震监测技术在油田动态分析及压裂效果评价等领域具有良好的应用前景.     

微地震压裂监测应在井中进行

国外经过多年多次试验确立了水力压裂诱生微地震井中监测方法,我国刚开始应用此项技术,而应用比较多的是在地面进行监测.根据20世纪90年代以来,典型微地震压裂监测试验成果、井中微地震压裂监测实例及有关的技术试验史料分析认为,微地震压裂监测应在井中进行.同时还进一步分析了地面监测不到高信噪比、高分辨率、高保真度诱生微地震波的原因,并建议引进和发展井中微地震压裂监测技术、地面测斜仪压裂监测技术和电位法水力压裂监测技术.     

微震监测研究进展

近 10 年来,油气田微震监测技术有了全面而较快的发展,其主要表现为水力压裂微震监测方法的能力和效果均得到了进一步的提高。微震监测的软硬件逐步商业化,微震监测的数据采集方法、数据处理和解释方法等都有更多、更深入的研究。 微震监测技术服务工作快速增加,仅北美洲各个盆地,每年就有数千口井使用了水力压裂裂缝微震成像技术。国内随着页岩气勘探开发的兴起,微震监测技术也得到了迅速发展。     

基于井中微地震监测方法的压裂效果评价——以吉林探区Y22井为例

储层水力压裂效果评价对指导油气田精细开发具有重要意义,为准确评价压裂效果,提出了一套井中微地震监测压裂效果评价方法,在准确定位微地震事件基础上,分析微地震事件时空分布特征,剔除无效事件,利用有效事件定量描述缝网长、宽、高、走向、改造体积等,再结合储层性质、压裂施工参数等解释裂缝产生的原因,客观地评价压裂效果。该方法在吉林探区Y22井的应用结果表明：压裂裂缝走向与其周边小断层或天然裂隙走向一致;测井解释成果和微地震监测结果具有相关性,测井解释好的压裂段储层改造体积相对较大、微地震事件数量相对较多、裂缝复杂度更高;压裂过程中产生的离散微地震事件为压力传导造成低应力区应力释放产生的事件,不是由压裂窜层造成;Y22井周边的生产井因前期压裂改造和后期油气排采引起的地层能量亏空,造成了压裂裂缝的不对称性。该研究成果在解释微地震事件时空分布特征,提高对压裂和储层性质认识,客观、准确地评价压裂效果等方面具有指导作用。     

水平井压裂微地震监测成果的不对称性分析

为了分析水平井压裂微地震监测成果的不对称性,为客观评价压裂效果提供依据,文中综合应用微地震监测、三维地震、录井以及压裂数据,紧密结合精细地质研究、工程设计,系统分析了54口水平井压裂的微地震监测成果,总结了导致水平井压裂微地震监测成果不对称的因素,取得如下认识：(1)导致水平井压裂微地震监测成果不对称的因素主要包括工程因素、地质因素以及完钻井分布等三个方面,其中地质因素具体包括天然裂缝、断层、岩性变化、地应力等;(2)天然裂缝、缝长距离内的完钻井会诱导压裂裂缝转向,并沿着裂缝集中发育区和完钻井周围延伸,在水平井两侧形成不对称的微地震事件分布;(3)断层对压裂裂缝具有诱导和屏蔽作用,压裂裂缝沿着断面延伸,微地震监测事件呈面状分布,压裂裂缝无法延伸至断层另一侧,形成远离水平井的单侧分布;(4)纵向隔夹层、横向的岩性变化会对压裂裂缝的延伸起控制和封隔作用,在很大程度上抑制了压裂裂缝延伸甚至无法形成裂缝,形成微地震事件在横向和纵向的不对称性;(5)当水平井与最大主应力方向不垂直时,微地震事件分布与水平段存在夹角,形成角度不对称。     

剪张源约束下的单井微地震震源机制反演

水力压裂微地震监测数据中包含震源机理信息,可以用于描述裂缝破裂类型及工区应力状态,对压裂效果评价及后续压裂方案制定具有重要指导意义。单井观测系统监测张角小、方位单一,全矩张量反演难以进行。为此,将震源约束为“剪切—张裂”模式,综合利用压裂射孔、测井及定位资料,设计了一种基于三分量微地震记录各道P、S波波形能量和初至极性匹配的目标函数,进行全空间网格搜索的单井微地震震源机制反演方法。合成数据测试结果表明：无噪声条件下,该方法的各参数反演准确率均超过81%,10dB噪声条件下反演准确率也高于51%,且各参数抗噪能力依次为：张裂角 > 倾角 > 走向角 > 滑动角。最后将该方法应用于实际页岩压裂微地震资料,反演结果表明该段压裂的微地震事件主要由岩体受一对力偶或两对大小不同力偶的破裂和滑移形成,且岩石受挤压破裂而形成的闭合型裂缝要多于因扩张破裂形成的张开型裂缝。     

微地震事件解释实例

微地震事件是储层对水力压裂的响应,其分布特征与压裂工艺、储层性质、区域构造应力等密切相关。因此,微地震事件解释须结合地质、油藏、工程等信息才能全面、准确地理解水力压裂裂缝延伸过程,提高压裂改造效果评价的可靠性及对储层和压裂工艺的认识,以指导井位部署和压裂设计。针对辽河探区Q1块和S268块三个微地震事件监测实例,利用微地震联合测井岩性分层、三维地震剖面以及三维地震数据相干体属性,探讨了影响微地震事件分布特征的因素,得到以下认识：1天然裂隙是影响微地震事件分布的重要地质因素,储层天然裂隙发育表现为微地震事件重叠,易于形成复杂的裂缝网络,储层天然裂隙不发育表现为微地震事件不重叠且集中分布,也可实现造长裂缝的目的,形成对称缝网;2对致密砂岩储层进行水力压裂时可将在全区稳定分布的煤层作为稳定隔挡层,控制缝高,提高改造效果;3进行井位部署时,要考虑邻近井的影响,采用合理的井间距和压裂工艺,最大限度地降低邻近井对压裂造成的影响;4地层变形形成的局部高应力区域可对水力压裂裂缝形成阻挡,影响改造效果,结合地震资料综合解释有助于微地震监测识别地层变形对压裂的影响。     

煤层气水力压裂微地震监测技术在鄂尔多斯盆地东部M地区的应用

为探索研究二叠系下统太原组和山西组煤系地层水力压裂效果,以鄂尔多斯盆地东部M地区煤系地层太原组和山西组为例,以微地震井中监测为技术手段,实时监测压裂效果,结合微地震事件属性特征分析人工裂缝网络连通性,解决复杂区域裂缝网络控制问题,为煤系地层水力压裂过程中压裂方案设计与调整提供依据,并对施工过程质量控制提供依据。现场实施取得良好的效果,实时调整压裂方案,为煤系地层水力压裂和储层评价提供了依据和技术保障;利用井间应力干扰可以促成大范围裂缝带的形成和沟通,形成更大的裂缝体积和渗流通道,对产能的改善作用更加明显,提高开发效率。     

涪陵页岩气田井地联合微地震监测气藏实例及认识

四川盆地涪陵页岩气田属国家级页岩气示范区,是全球除北美以外最大的商业开发页岩气田,基于"井工厂"模式下的压裂工艺已得到了广泛应用,但如何有效评价同平台多井次间的"井工厂"压裂效果及此模式下的缝网展布规律仍需进一步研究。为此,通过利用地面及井中微地震联合监测技术,对焦页4X平台"井工厂"压裂裂缝进行实时监测,初步了解了涪陵页岩气田焦石坝区块"井工厂"压裂模式下的人工裂缝几何尺寸、展布方向;同时利用联合微地震技术的综合解释成果,结合压裂SRV预测图版,对井工厂压裂工况下的压裂参数进行了重新认识,准确了解到涪陵气田页岩气"井工厂拉链式"压裂过程中的人工裂缝展布情况。该项研究成果对后期压裂参数的优化具有重要的指导意义。