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。     

根据微地震活动估算页岩的渗透率

利用微地震事件的空间-时间分布,为一套产油气的密西西比系页岩估算了压裂作业前、后的渗透率。在压裂作业开始时,微地震事件的空间和时间分布,指明了可导致水力裂缝发育的非线性孔隙压力松驰。这样就有可能应用Dinske等（2008）的方法来估算压裂作业前、后这套页岩的渗透率。水力裂缝周围这一原始页岩层的渗透率约为4×10^-5达西,而水力裂缝自身的渗透率约为1达西。对于水力裂缝的长度和宽度也作了估算。微地震事件位置与能量的比较表明,产生了水力裂缝的微地震事件其能量要大于在压力向围岩扩散时所发生的事件。孔隙压力扩散微地震事件的空间分布与天然裂缝的方位十分一致。     

水力压裂监测新方法

深入了解水力压裂裂缝的几何形态和延伸情况有助于改善低渗油气藏压裂增产作业效果,改善油气井产能并提高油气采收率。应用地震方法对水力压裂裂缝进行监测和描述已经有多年了,而新的地震硬件和处理技术的出现使得这类监测更加有效、可靠。     

沉积作用对水力压裂裂缝缝长的限制作用

通常情况下,水力压裂的裂缝缝长需根据储集层物性与产能要求进行设计,渗透率低的产层裂缝应长一些,渗透率高的产层裂缝应短一些,但对于河流相沉积地层,还需要考虑沉积作用对水力压裂裂缝缝长的控制作用.鄂尔多斯盆地大牛地气田石盒子组属于河流相沉积,河道走向与水力裂缝延伸方向呈垂直关系,在压裂过程中通过微地震监测、压裂效果分析、压力恢复试井解释、压裂压力拟合等手段,从不同角度验证了河道砂体宽度对压裂裂缝缝长的限制,证实了沉积作用对水力压裂裂缝缝长的影响.基于对河流相砂体宽度特征与裂缝横向延伸机理的研究,优化盒3段的裂缝半长为90～120 m,盒2段、盒1段裂缝半长为150～200 m.图4表5参15     

利用连续的微地震记录研究水力裂缝及其破裂机理

连续微地震记录的利用是一项全新的技术,可用于更好地认识水力压裂过程中裂缝网络发育的力学机理,并对微地震资料进行深入的评价和分析。为了提高油气产量和开采速度,在完井中广泛应用水力压裂增产处理技术。现在微地震监测已经发展成为一种常规的监测方法,用于在压裂过程中评价水力裂缝的位置及其发育过程,主要手段是确定微地震的震源位置,并结合压裂作业的范围（treatment volume）及作业条件（project infrastructure）实现震源位置的可视化。连续的微地震振幅记录包括检波器所记录的岩石对地震能量响应的整个过程。实例研究说明,这项技术能够辅助微地震事件的定位,有助于更好地了解裂缝的发育过程和确定给定数据集的质量,改善不连续微地震事件的处理效果。     

美国俄克拉何马州阿科马盆地减阻水和氮气压裂增产处理的地表微地震监测

通过地表微地震监测,评价了俄克拉何马州阿科马盆地一口水平井筒长度为3500ft的水平井减阻水（slick-water）和氯气压裂增产处理的有效性。根据开展压裂作业的页岩层的产水情况以及微地震监测所确定的微地震事件的位置判断,水力裂缝的生长并没有局限于生产层内,而是与其他含水层有沟通。微地震事件分布的观测结果表明,压裂作业产生了复杂程度各异的面状裂缝。根据所产生裂缝的方位判断,原有的天然裂缝对诱发裂缝的生长方向有强烈的影响。对减阻水压裂和氮气压裂的结果进行了直接对比,后者具有多种优势,例如产层内的微地震事件数量更多,单个微地震事件的能量更强,而且所产生的裂缝更复杂。     

国内水基压裂液调查报告

一、前言水力压裂是利用高压泵将高粘液体以一定的排重注入井里,然后在井底(?)起高压。当此压力超过地层的破裂压力时地层被压开井形成裂缝。水力压裂技术作为油气田的一种增产措施,在国外得到了广泛应用,特别在开发低渗透地层和深部地层中,水力压裂技术的使用就更是必不可少了。据报导,国外在开发渗透率特低(以微达西计)的气田中,压裂起了决定作用,经过压裂把原来无开采价值的气田变成了(?)     

微地震监测技术及其在油田开发中的应用

微地震监测是指将井下地震技术用于探测由于岩石内应力发生变化而引起的微地震事件，即将高灵敏度的地震传感器布放于压裂邻近的井中，连续记录因压裂引起的油气藏物理特性改变而产生的微地震活动。该技术用于油藏和气藏水力压裂裂缝的成图，通过对压裂过程中的微地震数据连续采集记录并实时处理，标定出微地震事件即压裂裂缝的位置。借助于微地震裂缝诊断，在压裂作业过程中可以有效地优化压裂和压裂方案设计，提供油气藏资源评价、油气藏趋替信息和未来钻井位置图，达到增产目的，并为二次勘探的规划提供依据。     

波动注入水力压裂诱发微地震的力学机制及其对压裂效果的影响

水力压裂岩石裂缝的扩展诱发天然微地震。传统水力压裂区微地震引起的应力重新分布范围有限,小震级地震波的作用也有限,这些微地震不可能触发较远储层的地震,一定程度上限制了水力压裂改造效果。为此,提出了波动注入水力压裂诱发较大范围“微地震”的想法。根据流体力学理论建立了波动注入水力压裂井筒不稳定流动的压力振动模型,分析了人为诱发“微地震”的井底压力振动源和岩石损伤断裂机制;研究了波动注入水力压裂人为诱发的“微地震”震源特性和力学机制,分析了微地震对水力压裂效果的影响机制。分析结果表明,波动注入水力压裂人为诱发的微地震震源破裂信号频率随裂缝长度的增加而降低;对于断层和天然裂缝发育较多的储层,波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制主要是储层中断层或天然裂缝的剪切滑移;对于非裂缝性储层,波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制是人为地震效应和损伤—断裂效应。研究结果表明,波动注入水力压裂能够人为诱发“微地震”,增加储层的“微裂缝”,扩大自然微地震的波及面积,增强压裂作业的增产效果。     

利用水力压裂裂缝诊断方法优化压裂处理

本文展示了在墨西哥Arcabuz Culebra气田为提高水力压裂效果和气田开发水平所进行的研究获得的成果。根据4口井增产措施鲒果，通过组合测斜仪(地面和井筒)和微地震成像，绘制了水力压裂裂缝图，并建立了三维裂缝模型和地质力学模型。根据数据分析处理结果提出了井往和水力压裂方案。     

Weatherford公司推出水力压裂作业后的灭菌服务

正油气田进行水力压裂后,残留在油气井井眼周围的细菌可引起金属套管及油管腐蚀、酸蚀、淤渣和地层渗透率下降等问题,导致油气井产量下降。Weatherford(威德福)公司因此推出压裂作业的"Clean Sure-二氧化氯(Cl O2)灭菌服务"。其原理为当油气井压裂作业后即将开始生产时,或压裂后期油气井返排压裂液时,     

综合裂缝绘图技术优化Barnett页岩气藏增产措施

2001年夏季实施了一项大型水力压裂分析项目，其中综合包括了（地面和井下的）倾斜度测量和微地震测绘等裂缝诊断技术。根据采集的大量数据更清晰的认识了北得克萨斯Barnett页岩的极为复杂的裂缝特性。详细的裂缝测绘结果使得所建造经校准的三维裂缝模拟器能更好地反映裂缝性页岩储集层中所观测到的断裂机理。需要进一步的校准工作。事实上对裂缝发育的全面认识已有进展。 近年来，由于水力压裂或“低密度砂”处理技术的成功运用，Barnett储集层的钻探和压裂重新焕发出新的活力。这种渗透率极低的储集层得益于压裂处理技术，使之形成了又宽又长的裂缝富集带，以十分复杂的裂缝网络增大了地层连通的表面积。 了解所产生的裂缝的几何形状对于有效地进行增产措施和打加密井是十分关键的，特别是对于具有非常规裂缝网络的地区来讲更是如此。裂缝综合诊断技术提高了对新的压裂技术、再压裂以及加密钻井候选对象的识别能力。针对大型微地震数据集进行评价的方法已经开发成功。微地震分析与地面和井下倾斜裂缝测绘技术相结合，能够表征所产生裂缝网络。文中将介绍将一裂缝模型校正至观察裂缝特征的方法，还将讨论生产响应与各种裂缝参数之间的相关性。     

井下微地震监测技术在公003-H16井水力压裂中的应用

井下微地震监测技术是目前国际上公认的最先进的裂缝监测技术,利用该技术对公003-H16井水力压裂裂缝形态进行了监测。井下微地震监测结果与压裂施工曲线进行紧密结合后,对及时优化压裂参数、实时调整施工方案提供了重要依据。井下检波器监测到的最远微地震事件信号距离检波器达到950m,监测结果清晰地反映了压裂井地层地应力方向与大小,地层非均质性,水力压裂产生的裂缝方位、缝长、缝高、缝宽等参数,为该区块以后油井的部署与储层改造提供了重要参考。     

川西低渗气藏单井地应力计算方法综合研究

四川盆地新场气田是一个低孔低渗的裂缝性砂岩气田，储层物性差，自然产能低，需经压裂后才能投产，压裂后气井增加的产能与压裂的效果密切相关。提前认识储层当前地应力的特征，有助于压裂设计时确定裂缝产状、缝长、缝宽等参数，减少储层水力压裂改造的盲目性，降低中、低渗透油气田开发的风险。通过大量测井资料的计算，确定了新场气田储层地应力的大小和方向，并综合采用微地震测量、岩石声发射资料、古地磁等岩心测试资料和水力压裂等多种方法进行交互验证，各种方法求得的地应力特征十分相近，说明利用测井资料求取储集层地应力原理简单，计算结果符合实际的地应力特征，是一种低风险研究计算储层地应力特征的方法，可以用于指导低渗透油气田的井网部署和储层的单井压裂改造。     

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。     

井中微地震裂缝监测技术在涪陵页岩气田首次应用

<正>日前,记者在涪陵页岩气公司技术中心了解到,一项新型微地震裂缝监测技术——井中微地震裂缝监测技术首次在涪陵页岩气田应用,为涪陵页岩气开发再添利器。以往,涪陵页岩气公司采用的是地面微地震裂缝监测技术,通过地面采集压裂引起的微小地震波,分析确定裂缝参数信息,描述裂缝破裂过程,评价压裂效果。而井中微地震裂缝监测技术与地面微地震裂缝监测技术相比,可以更近距离、更加准确、更加清晰地反映压裂过程中地层裂缝的缝长、缝高、裂缝实时延伸等情况,以便技术人员更精确分析研究地层改造情况,实时评估压裂效     

优化低渗透气田的压裂作业

本文提供了改进墨西哥Arcabuz-Culebra气田的水力压裂和气田开发的研究成果。用倾斜仪（地面与井下）与微地震成像的联合装置，在4次增产处理过程中进行了水力裂缝制图。裂缝制图得到了三维裂缝模拟和地质力学模拟的认可。根据数据分析结果可得到关于井位和水力压裂设计的建议。     

国外页岩气井水力压裂裂缝监测技术进展

由于页岩气储层呈低渗物性特征,需要进行储层改造才能获得工业价值的天然气流。页岩气储层经过水力压裂产生的人工裂缝是页岩气产出的主要通道,通过裂缝监测手段可以确定裂缝的延伸特征,利用这些信息优化压裂设计,实现页岩气藏管理的优化。通过调研分析国外文献,可知目前国外常用的页岩气井水力压裂裂缝监测主要有直接近井筒裂缝监测、井下微地震监测方法、测斜仪监测和分布式声传感裂缝监测,对比分析了这几种裂缝监测方法的监测能力和适应性。在这些压裂监测技术中直接近井筒裂缝监测技术只作为补充技术,井下微地震裂缝监测是目前应用最广泛、最精确的方法,测斜仪裂缝监测的应用也比较广泛但无法用于深井,分布式声传感裂缝监测在2009年首次用于现场压裂监测还处于起步阶段。先进页岩气井水力压裂裂缝监测技术的应用大大增加了水力压裂增产措施的有效性和经济性。     

页岩气压裂微地震监测中的裂缝成像方法

微地震监测是页岩气储层水力压裂改造过程中的关键配套技术,但目前国内微地震监测技术还不能直观描绘水力压裂改造储层的裂缝网络。为此,将地面微地震层析成像和细化算法相结合,提出了一种人工压裂裂缝反演方法——细化地震发射层析成像方法 (TSET),即将图像处理中的骨架提取算法引入到地面微地震监测结果中,提取能量最强位置的骨架结构来反演压裂裂缝的位置及形态。将该方法应用于河南中牟页岩气区块MY1井的水力压裂微地震监测:(1)对原始微地震数据进行滤波,应用基于Semblance算法的地震发射层析成像(SET)技术对微地震数据进行处理,得到压裂区域储层的能量叠加结果 ;(2)采用克里格网格化将能量图插值为连续的图像,并对网格化结果进行奇异值分解降噪(SVD);(3)应用细化算法提取叠加能量图的骨架结构,得到能直观显示的水力压裂裂缝或裂缝带成像结果。结论认为:(1)水力压裂活动可以改变天然裂缝的应力状态,即激活天然裂缝并在远离作业井段部位诱发破裂,在压裂液无法到达的部位形成新的"诱发破裂裂缝";(2)当压裂裂缝与天然裂缝方向平行或近于平行时,天然裂缝对人工压裂裂缝会产生延伸诱导作用,反之则产生屏障阻隔作用。     

基于Iverson莫型的低渗透率油层压裂高度测井预测研究

低孔隙度低渗透率砂岩油层常需进行水力加砂压裂改造.为了防止压开围岩,将压裂缝控制在产层段内,需要预测给定施工压力下储层压裂缝的延伸高度.分析压裂缝延伸机理、确定压裂缝形态和方位及延伸方向;利用测井资料计算地层应力和破裂压力,定性分析压裂缝延伸情况.压裂缝的形态取决于地层应力的大小和方向,裂缝的方位垂直于最小水平主应力方...