微地震监测技术及其在油田中的应用 ・ １３ ・
２．３地面微地震监测技术
成立于２００３年的美国ＭｉｃｒｏＳｅｉｓｍｉｃ（ＭＳＩ）公司是
地面微地震监测技术的积极开发和推广者。它是在
监测目标区域地面上布置大量监测站点进行微地震
监测（见图２），通过监测数据确定微地震事件及其震
源。这种方法的特点是施工比较简单、成本低，但是
接收信号信噪比差，数据处理方法要求高，ＭＳＩ公司
己经实现了地面微地震监测技术的大规模商业化利
用。王维波等人自主研发了一套地面微地震监测系
统，在川渝地区成功应用ｌ９井次。
图２地面微地震监测示意图
地面监测方式可直接获得微地震源的二维坐标，
对于准确描绘储层中压裂缝的位置形态是非常有利
的，这是地而监’？贝４方式的一个优势。由于微地震的能
量很小，若被压裂的储层很深，则微地震波的信号就
很难被布置于地而的传感器识别，所以地面监测方式
适合于较浅的压裂储层。
２．４浅井组合监测技术
浅井组合微地震压裂监测技术是在压裂井周围
区域，钻取４～５口深度２００～３００ｍ深的观测井，在每口
观测井中放置至少１０级井下检波器，实时采集压裂 过程中产生的微地震，如图３。当然，如果在压裂井旁
有深井可供观测，并在观测井中放置多级井下检波器
与浅井监测同时进行观测，或在压裂前后进行一次
３Ｄ３Ｃ ＶＳＰ，可以更好地提高裂缝监测的成果质量。 该技术克服了压裂井旁必须要有数千米深观测井的
不利条件，更适合于大井距气田的微地震压裂监测。 ●Ｉ
④ ●◆
压裂井
● ④ 观测井④一④
● ④
图３浅井组合微地震压裂监测图
２．５井下微地震裂缝监测技术
井下微地震裂缝监测技术是美国Ｐｉｎｎａｃｌｅ公司 开发的监测压裂过程中人工裂缝的技术，它是通过恺
装光缆将三分量实时采集检波器以大级距、多级布置
在压裂井邻井内，通过监测压裂井裂缝端部岩石的张
性破裂和滤失区微裂隙的剪切滑动造成的微地震信
号，获得裂缝方位、高度、长度、不对称性等方面的空
第１５卷第３期 ２００８年６月 特种油气藏 Ｓｐｅｃｉａｌ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ Ｖｏ１．１５ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０ｏ８
文章编号：１００６—６５３５（２００８）０３—００９０—０３
水平井压裂裂缝监测的井下微地震技术
王长江 ，姜汉桥 ，张洪辉 ，王晓红
（１．中国石油大学，北京１０２２４９；２．中油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆１６３８５３；
３．长城集团公司海外稠油技术中心，辽宁盘锦１２４０１０）
摘要：压裂时裂缝产生和扩展的过程中，会产生沿地层传播的微型地震波，采用合适的接收仪
器接收该地震波，通过分析就能确定裂缝的几何尺寸等参数。井下微地震裂缝监测技术是运
用该原理发展而来的一种行之有效的裂缝监测技术，运用该技术监测大庆油田一１：２水平井压 裂。结果表明，压裂过程中形成了一条涵盖整个产层的对称缝，缝长１５８ ｍ，缝高４６ ｍ，裂缝方
位为Ｎ３７。Ｅ，与ＦｒａｃｐｒｏＰＴ软件模拟结果一致。通过分析监测结果，可为该地区优化压裂设计 与施工、制定合理开发方案等方面提供借鉴。
关键词：井下微地震技术；压裂；裂缝监测；油藏增产；裂缝几何参数
中图分类号：ＴＥ３５７．１ 文献标识码：Ａ
引言 １ 井下微地震裂缝监测技术
自从１９４７年在美国首次实施第一口井压裂以
来，水力压裂作为油气增产的一项主要措施已被广
泛应用于现代石油工业¨』。随着勘探开发的重心
向“三低”油气藏转移，该项技术仍是不可缺少的
增产手段，而经济有效的水力压裂应尽可能地让裂
缝在储层中延伸，防止裂缝穿透水层和低压渗透
层。水力压裂过程中，压裂裂缝的实际空间展布是
油藏工程师们急切关注的问题，同时也是压后效果
评估重要的参考因素之一，因而准确的裂缝监测技
术显得至关重要。
现场作业表明，水力压裂的效果往往不十分
明显，有时由于穿透隔层而导致失败，造成油层
压力体系破坏，影响油田的开发效果。因此，研
究裂缝扩展规律并采取有效措施控制裂缝的扩展
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微地震裂缝监测技术与煤层气井应用实例
作者：陈恩尧
来源：《世界家苑·学术》2017年第05期
摘要：压裂是低渗透煤层气井储层改造的重要手段和必要手段。压裂后形成的裂缝长度、高度、渗透率和导流能力是影响压后效果最直接和最重要的因素，通过对煤层气井压裂进行微地震裂缝监测，可以认识裂缝方位及扩展规律，对评价压裂效果，压裂工艺的改进，井间距的调整及井网布置提供合理依据。
关键词：煤层气井；压裂；微地震；裂缝监测
一、微地震裂缝监测技术原理及简介
微地震监测技术就是通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震事件来监测生产活动之影响、效果及地下状态的地球物理技术。其基础是声发射学和地震学。声发射是指材料内部应变能量快速释放而产生的瞬态弹性波现象。1956年，德国学者J.Kaiser发现，声发射活动对材料载荷历史的最大载荷值具有记忆能力，这一现象被称为Kaiser效应。1963年，Goodman发现岩石材料也具有一定的Kaiser效应。地下岩石因破裂而产生的声发射现象又称为微地震事件。Kaiser效应是微地震监测技术的理论基础。注入作业期间引发的微地震事件在空间和时间上的分布是复杂的，但不是随机的，可以在1Km范围内用适当的灵敏仪器检测到。
压裂井微地震实时监测评价技术是建立在微地震监测技术基础上的一项油田生产动态监测技术。微地震监测技术自上世纪七十年代来，已在国内外进行了广泛的研究和实践，应用该项技术，已在油田生产工作中取得了很多实际效果，诸如可利用该项技术监测压裂井的裂缝空间形态、有效缝长、缝高及地应力分布情况，为完善压裂工艺、评价压裂效果、对压裂井进行压后产能分析和井网布置提供有力的依据。压裂井微地震实时监测也是在这一已有的技术基础上，利用压裂时产生的微地震，使用现场监测系统及计算机和其相应的解释系统，解释、分析现场监测实时数据。对压裂的范围、裂缝发育的方向、大小进行追踪、定位，客观评价压裂工程的效果，对下一步的生产开发提供有效的指导，降低开发成本。
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—６５３５．２０１５．０５．０３２
油气井压裂微地震裂缝监测技术研究与应用
温庆志，刘 华，李海鹏，刘欣佳，段晓飞
（中国石油大学，山东青岛２６６５８０）
摘要：地震波速是微地震监测中的最重要参数，但目前微地震监测研究大部分只考虑单一地
层，忽略了多地层中不同地震波传播速度存在的差异，造成监测结果不够准确。为此，根据微 地震波在不同岩性地层中传播速度不同这一特点，结合数学分析方法，建立了微地震波在多地
层中传播的震源定位数学模型，并编制了软件，能够精确地监测压裂过程中裂缝的空间展布。 对不同类型压裂井（深井、水平井多段压裂等）进行微地震监测，多岩性地层中裂缝形态解释
结果与压裂设计结果一致性达到８４％，证明了该模型的可靠性，为现场的压裂设计和施工措
施的改进提供了参考依据。
关键词：微地震监测；多岩性地层；地震波速；裂缝形态；压裂
中图分类号：ＴＥ３５７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—６５３５（２０１５）０５—０１４１—０４
Ｏ引言
微地震裂缝监测技术是近年迅速发展起来的
新技术，与常规监测技术相比能够更有效、更可靠
地监测压裂地震波信号¨ Ｊ。目前国内微地震研
究大多视地层为均一地层，声波在地层中传播的速
度为一固定值，未考虑多岩性地层对地震波速的影
响 Ｊ，造成微地震监测数据不准确。在实际地层
中，从地面到产层包括了多个地层，声波在不同地
层中传播的速度不相等，因此，在实际的计算中过
于简化模型会引起较大的误差。为此，建立了多地
层震源定位模型，提高震源定位的精确度，为油气
１—７＂０＝ 井现场压裂提供一定的参考依据。
１数学模型
１．１ 多地层震源定位数学模型
微地震声波在多地层中传播示意图见图１，图
中Ｓ为微地震震源，Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ为地面监测站。
假设将地层划分为几个岩性地层，第 个地层
厚度占整个地层厚度的比例系数为Ａ ，对应的地
