井中微地震压裂监测技术在N井中的研究与应用

压裂裂缝监测技术及应用【摘要】目前国内外油气田普遍采用裂缝监测技术了解水力裂缝扩展情况及其复杂性，将裂缝与油藏、地质相结合以评价增产效果，并制定针对性的措施。

目前形成的技术主要分为间接诊断、直接近井诊断、直接远场诊断等三类十多种方法，在B660、F142等区块开展了多口直井现场应用，并在F154-P1井采用多种监测方法对水平井多级分段压裂裂缝进行了监测试验。

通过裂缝监测技术的应用，大大提高了对裂缝复杂形态的认识。

【关键词】水力压裂；裂缝监测；微破裂成像；示踪陶粒；井下微地震裂缝监测技术是指通过一定的仪器和技术手段对压裂全过程进行实时监测和测试评价，通过数据处理，得到裂缝的方向、长、宽、高、导流能力、压裂液的滤失系数、预测产量、计算压裂效益等，从而评价压裂效果。

使用评价的结果可以验证或修正压裂中使用的模型、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺等，保证压裂施工按设计顺利进行并且取得最好的改造效果。

1、压裂裂缝监测技术裂缝监测的主要目的在于了解裂缝真实形态，并利用监测结果评价改造效果、储层产能、指导压裂设计。

目前国内外采用的裂缝监测技术可以分为地震学方法和非地震学方法，主要采用地面微地震、井下微地震、阵列式地面微地震和测斜仪阵列水准观测等技术。

1.1地面微地震技术1.1.1简易地面微地震简易地面微地震技术是采用最多的裂缝监测技术，该技术采用地震学中的震源定位技术，通过3-6个观察点接受的信号来定位震源。

该技术具有原理简单，费用低的特点，但对于埋藏的深油藏，井下微地震信号需要穿越多个性质不同的地层，因此只有震级高的脆性破裂信号可以被从噪音中区分出来，信号采集方面的缺陷降低了该技术的精确度。

目前在使用中多采用贴套管的微地震监测技术，通过在相邻井的套管上放置检波器来收受信号，可以在一定程度上避免这一问题，但是要求井距要小。

1.1.2微破裂成像技术微破裂成像裂缝监测技术采用埋在地表下30cm的20-30台三分量检波器，利用向量扫描技术分析目的层位发生的破裂能量分布，用能量叠加原理，解释出裂缝方位、裂缝动态缝长、裂缝动态缝高。

微地震压裂监测技术系统的研究摘要：压裂监测是认识和了解裂缝和地层情况、分析和评估压裂液性能和现场施工质量、减小施工风险、确保压裂施工取得理想效果的关键性手段，微地震监测技术就是利用岩石声信号研究岩石开裂情况现象的一种技术方法，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效果及地下状态，代表了未来油田开发管理技术的发展方向，本文通过对微地震监测技术各方面做了大量的调研，对该技术的研究、应用以及今后的发展都有一定得指导意义。

关键词：微地震监测技术水力压裂一、前言对于低渗油气田，压裂是实施开采的重要措施，水力压裂在油气田的勘探开发中具有举足轻重的作用，是改造低渗透油气藏的重要手段。

为了搞清压裂裂缝的发育，广泛使用了地面电极法、生产测井法、测温度法、放射性追踪法等来监测压裂裂缝的发育。

但是这些方法都具有其自身的局限性，不能完全监测裂缝的长度、高度、宽度和方位角。

而微地震监测方法除能指明裂隙的方向和展布外，还可以提供裂隙的方位角、高度、长度、不对称性和延伸范围等。

对油层实施水力压裂时，当迅速升高的井筒压力超过岩石抗压强度，岩石遭到破坏形成裂缝，裂缝产生和扩展时，必将产生一系列向四周传播的微震波，通过对接收到的微震波信号进行处理，就可确定微震震源位置，进而计算出裂缝分布的方位、长度、高度、缝型及地应力方向等地层参数；同时，结合井口压降监测还可获得闭合压力、液体滤失系数、液体效率、主裂缝宽度等参数。

这不但可以给出压裂后裂缝的空间几何形态，评价压裂液性能和压裂工艺效果，而且可给出避免油、水井连通，发生水淹、水窜的排列方向以及为下一步制定地质方案提供科学依据。

因此利用微地震监测技术对水力压裂裂缝直接监测，并通过观测、分析压裂施工中所产生的微小地震事件来监测压裂裂缝的尺寸、方位成为研究方向之一，具有重要的意义。

二、微地震压裂监测技术概述微地震压裂检测技术就是采用合适的方法和设备，监测压裂过程中地下岩石破裂所产生的微地震，通过数据处理和解释，描述压裂过程中裂缝产生的几何形状和空间展布，绘制裂缝发育的方向、变化和发育程度。

微地震压裂监测应在井中进行
崔荣旺
【期刊名称】《大庆石油地质与开发》
【年(卷),期】2007(026)004
【摘要】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.
【总页数】5页(P138-142)
【作者】崔荣旺
【作者单位】大庆油田有限责任公司,勘探部,黑龙江,大庆,163453
【正文语种】中文
【中图分类】P631.8+15
【相关文献】
1.井下微地震裂缝监测技术在井网调整中的应用 [J], 马建林;王建江;高炎;王磊;张
海涛
2.基于微地震定位和速度成像的页岩气水力压裂地面微地震监测 [J], 缪思钰;张海江;陈余宽;谭玉阳;苗园园;黄振华;王飞;谢庆明
3.水力压裂微地震事件分布趋势分析——以MY1井微地震监测为例 [J], 李德伟;
杨瑞召;张都;郭嘉梁;王博爱
4.双井监测在微地震事件定位及压裂裂缝解释中的优势
——以松辽盆地一口水平井的压裂监测为例 [J], 陈百军;赵海波;任朝发
5.微地震监测数据综合解释技术——以胜利油田水力压裂地面微地震监测数据为例[J], 陈红
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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。

水力压裂微地震裂缝监测技术及其应用发布时间：2022-07-20T06:00:18.770Z 来源：《科学与技术》2022年30卷第5期第3月作者：杨慧慧[导读] 微震监测技术是一种通过观测微震事件来监测生产活动的地球物理技术。

该技术通过分析计算裂缝网络杨慧慧宁夏回族自治区地震局宁夏银川市 750001摘要：微震监测技术是一种通过观测微震事件来监测生产活动的地球物理技术。

该技术通过分析计算裂缝网络的几何特征，即方位、长度、高度等信息，实时评价压裂效果，了解压裂增产过程中的人工压裂情况，从而指导下一步压裂方案的优化，达到提高采收率的目的。

该技术的理论基础是声发射、莫尔-库仑理论和断裂力学准则。

与常规地震勘探技术相比，微地震监测技术的不同之处在于它要求震源的位置、时间和震级。

关键词：水力压裂；渗透率；裂缝监测：微地震；低渗透油藏；一、原理及数据处理1．原理。

水力压裂是向储层注入高黏度的高压流体．并配以适当比例的砂子和化学物质，使储层岩石形成裂缝，从而顺利开采储层中的油气。

水力压裂时．大量高黏度、高压流体被注入储层，使孔隙流体压力迅速提高。

高孔隙压力以剪切破裂和张性破裂2种方式引起岩石破坏：当高孔隙流体压入储层时，高孔隙流体压力使有效围应力降低，导致剪切裂缝产生；当孔隙流体压力超过最小围应力和整个岩石抗张强度之和时．岩石会形成张性裂缝。

水力压裂形成裂缝可看成是声发射事件。

岩石破裂会发出地震波．储存在岩石中的能量以波的形式释放出来，即诱发微地震。

根据摩尔．库仑准则，水力压裂或高压注水时，由于地层压力升高，沿着进水边缘会发生微地震。

这种地震波能量包括纵波和横波，类似于地震勘探中的震源，但其频率相当高，在100～2 000 Hz范围内变化，能量相当于一2~_5级地震。

其波形特征与储层、地层剖面有关，也与注水和压裂的过程及参数有关。

绝大多数微地震发生在注水过程中．当地层受到的压力大于历史上承受的最高压力时．微震开始明显发生；注水压力越高，微震发生率越高，注入流体量越大，微震发震次数就越多。

井中微地震技术与应用陈泽东物探公司三大队摘要低渗透油田的水力裂缝特征决定了井网的部署、射孔的方位、压裂设计的优化等，对于储层改造起着指导性作用，直接影响着油田开发的好坏。

我们通过掌握这项技术开拓了勘探面向开发的新领域，进一步认识到水力压裂的裂缝延伸的复杂性，明确了压裂裂缝的延伸情况，在指导油田开发中的井网部署、压裂优化设计、压裂后效果评估方面发挥关键作用。

关键词低渗透油气藏水力压裂井中微地震技术应用效果一、前言中国低渗透油气资源十分丰富，目前国内已探明低渗透油田（油藏）共有300个左右，地质储量40×108t,占全部探明储量的24.5%，广泛分布于全国勘探开发的20多个油区，其中储量在1×108t以上的就有11个油区。

因此，对已开发的低渗透油气田如何进一步提高开发效益，对于石油工业的发展有着十分重要的意义。

区块整体压裂改造技术作为低渗透油田高效开采的有效方法，在各个低渗透油田被广泛采用。

因此必须对区块整体压裂改造技术进行系统研究，以期对不同类型的低渗透油藏提出相应的开发模式，以提高开采效益与开发水平。

低渗透油田的水力裂缝特征决定了井网的部署、射孔的方位、压裂设计的优化等，对于储层改造起着指导性作用，直接影响着油田开发的好坏。

但是目前常用的各种测试方法由于受地貌条件、井斜及仪器位置的限制，使得测试结果可信度低。

因此采用目前国际上最先进的井下微地震裂缝测试技术对压裂过程中水力裂缝的特征进行监测与描述，对于提高裂缝测试水平、促进压裂工艺及开发技术进步意义重大。

二、井中微地震技术原理及特点井中微地震技术原理起源于天然地震的监测。

水力压裂井中，由于压力的变化，地层被强制压开一条大的裂缝，沿着这条主裂缝，能量不断的向地层中辐射，形成主裂缝周围地层的张裂或错动，这些张裂和错动可以向外辐射弹性波地震能量，包括压缩波和剪切波，类似于地震勘探中的震源，但其频率相当高，其频率通常从200Hz到2000Hz左右的范围内变化。

煤层气水平井微地震成像裂缝监测应用研究张永成;郝海金;李兵;刘亮亮;徐云【摘要】为有效地指导煤层气水平井压裂工程,评价压裂施工效果,提出将微地震成像裂缝监测技术应用于煤层气水平井压裂施工中.利用微地震成像监测煤层气水平井裂缝延伸的方位、缝长及缝高,分析裂缝双翼不对称发育原因.以沁水盆地寺河区块为例,将水平井和同规模、同层位垂直井的裂缝监测结果进行对比分析,结果显示,因布井方位及施工工艺影响,水平井压裂液滤失量大、易产生多裂缝,且裂缝延伸距离相对较短.指出后续水平井布井应考虑水平段轴线与最小主应力方向平行,增大压裂设计规模和压裂级数,以保证煤层气水平井高效开发.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】5页(P67-71)【关键词】煤层气;水平井;微地震;成像;裂缝监测【作者】张永成;郝海金;李兵;刘亮亮;徐云【作者单位】煤与煤层共采国家重点实验室,山西晋城 048000;易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司,山西晋城 048000;煤与煤层共采国家重点实验室,山西晋城 048000;易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司,山西晋城 048000;煤与煤层共采国家重点实验室,山西晋城 048000;易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司,山西晋城 048000;煤与煤层共采国家重点实验室,山西晋城 048000;易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司,山西晋城 048000;煤与煤层共采国家重点实验室,山西晋城 048000;易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司,山西晋城048000【正文语种】中文【中图分类】TD712+.624;TE357.1+3微地震监测是目前水力压裂中最精确、最及时、信息最丰富的监测手段，可以及时指导压裂工程，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[1]。

随着油气勘探难度的增加，微地震成像技术得到了迅速的发展，并且成为高精度地震勘探数据处理的关键技术。

水平井压裂裂缝监测的井下微地震技术引言自从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形态，是提高压裂处理效果的基础。

从油田实践看，由于受监测手段的限制，对裂缝扩展规律的认识还十分有限。

井下微地震监测技术作为监测水力压裂裂缝扩展的最佳方法之一，被应用于油田现场服务，其结果的准确性被国内外广大油田工作者所认同。

1 井下微地震裂缝监测技术1.1 基本原理微地震压裂监测技术的主要依据是在水力压裂过程中，裂缝周围的薄弱层面的稳定性受到影响，发生剪切滑动，产生了类似于沿断层发生的“微地震”，微地震辐射出弹性波的频率相当高，一般处在声波的频率范围内。

这些弹性波信号可以用精密的传感器在施工井和邻井探测，并通过数据处理分析出有关震源的信息。

目前在施工井中接收信息的技术尚在进一步发展之中，而邻井监测技术已经发展成熟。

在压裂过程中，随着微地震在时间和空间上的产生，裂缝测试结果连续不断地更新，形成了一个裂缝延伸的“动态演示图”，该图得到裂缝方位和长度的平面视图，可直接得到裂缝的顶部和底部深度、裂缝两翼的长度以及裂缝的扩展方位。

施工井和观测井位于同一井区（图1），距离在有效监测距离之内。

压裂井压裂施工过程中，微地震信号通过地层传播，接收器接收微地震信号并传到地面监控处理设备。

在使用微地震裂缝监测技术过程中，施工井与观察井的距离在不同岩层各不相同（表1）。

微地震技术在地面井压裂监测中的应用刘畅;付军辉;孙海涛【摘要】利用微地震裂缝监测技术,测量压裂时注入到煤层中的压裂液所引起的地面微地震信号的变化来解释压裂裂缝参数.通过对成庄煤矿CZYC-10井和CZYC-11井压裂裂缝进行了监测得出,成庄矿该区域内压裂裂缝为近似水平裂缝,裂缝形状为不规则的椭圆形;压裂井的裂缝的长轴方位为北东70°～81°,压裂裂缝东西长轴全长216 ～221 m,南北轴裂缝全长157 ～177 m;现场实测到的裂隙形态、缝长和方位可为下一步布井、压裂方法设计等提供参考,为沁水煤田的煤层气开发管理提供参考.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P40-43,48)【关键词】煤层气;微地震;裂缝长度;压裂试验;裂缝监测【作者】刘畅;付军辉;孙海涛【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037【正文语种】中文【中图分类】TD712随着煤层气的大面积开发，资源向着高压、低渗、松软储层的进军，压裂变得越来越重要。

压裂工艺技术的发展和对煤层气开发工作认识的不断深入，煤层气工程师也已充分认识到压裂不仅是认识煤层提高采收率的措施之一，而且还能为合理、经济地制订煤层气开发方案提供重要的参数。

因此，开展研究与测试压裂施工中的裂缝方位、范围等参数的工作也日趋紧迫。

地层人工裂缝监测方法有诸多，其中以微地震方法最为及时、直接、可靠。

井下微地震监测技术依靠其传输速率高、超低采样速率、过滤低频噪音、接收频率响应高、处于井底位置全方位感应纵、横波信号精确度高的特点，已成为国际上公认的最先进裂缝监测技术，它可以最直观、最准确地反映裂缝的缝长、缝宽、缝高、方位[1-3]，该方法在各油田得到了较广泛的应用。

微地震监测技术在此期间得到了较快的发展，是目前应用比较广泛的人工压裂裂缝测试手段。

关于井下压裂实时监测技术及其应用摘要：在油气开采工作中为了保证开采工作的顺利进行，需要对压力进行有效的监测，传统的压力监测技术尽管可以获得井口的压力大小，但无法对整体的真实开采工作状况进行有效的反应。

基于此，本文重点针对井下压裂实时监测技术展开了分析和研究，同时提出了相应的技术应用要点，有效提高了油气开采工作的整体效率和质量。

关键词：井下压裂；实时监测技术；应用在油气开采工作当中，不管是油气井的生产工作还是油水井的增注工作，水力压裂工作是其中一个非常重要的技术措施，压裂的工作效果直接关系到了油气开发工作的实际成本以及生产工作数量。

要想有效保证良好的压裂工作效果，需要有效做好压裂参数的实时性监测和分析，针对传统压裂监测工作当中存在的各种技术缺陷问题，通过井下压裂实时性监测技术所取得的效果非常明显，可以对传统的井下压裂存在的技术缺陷问题进行弥补，提高了油气开采工作的整体工作效率和质量。

1 监测系统硬件设计1.1监测管柱在井下压裂实施性监测工作中，通过实时监测管柱的使用，可以保证压裂施工的正常稳定工作和运行，有效实现了井下作业层的套压的实时性控制与测量。

在实际的测量工作当中，实时监测管柱可以随着压裂灌注同步进入到井下环境当中，同时结合了遥控控制功能，通过预先设置好的采样工作频率，配合相应的监测工作仪器，来对井下的套压和测油相关数据进行有效的收集和储存。

等到压裂工作完成之后可以直接取出监测管柱，并且对所收集到的信息进行有效的提取，以此来充分掌握整个压裂施工环节套压的变化状况。

井下压裂实时性监测管柱在实际的应用过程当中具有以下几个方面特性：首先，管柱外壁两边设置出了对应的凹槽，可以同时容纳两个监测设备，有效保证了数据收集的安全性和可靠性；其次，是使用同心结构和衔接管柱之间共同构成了同心流管道，可以有效保证压裂测量工作的顺利开展，并且在实际的应用范围上非常广泛；最后，设置出了相应的侧铣平面和环形凹槽，可以为后续的固定工作提供出良好的保障，同时在管柱的工作过程中存在不良的振动问题不容易脱落，有效保证了监测设备的工作安全性[1]。

2017年06月微地震监测技术及应用张方（中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000）摘要：近年来水力压裂微地震监测技术发展迅速，并在钻井现场拥有很好的应用前景，笔者从微地震监测技术的原理出发，并指出目前现场施工作业时难点并提出相应的技术对策。

为了较好地评估区块内水力压裂过程中的破裂发生和发展状况，更好的评估压裂效果，进一步优化工艺参数和缝网系统，为井距论证和整体开发井网部署提供依据，建议在井区内优选几口井进行水平井压裂微地震监测。

关键词：微地震监测；水力压裂；裂缝系统1微地震监测水力压裂技术原理近年来水力压裂微地震监测技术发展迅速，并在钻井现场拥有很好的应用前景。

微地震监测技术是建立在地震学和声发射原理的基础上，以在压裂过程中形成的小地震事件为目标，通过展示裂缝空间立体形态达到裂缝监测的目的。

在水力压裂过程中，地层原有应力受到压裂作业干扰，使得射孔位置处出现应力集中现象，导致应变能量升高，井筒压力迅速升高，当压力大于岩石的抗压强度时会导致岩石破裂变形，进而形成裂缝扩展，在应力释放过程中一部分能量会以地震波的形式向四周传播，进而形成微地震。

微地震一般发生在裂缝之类的断面上，通常裂缝范围在1-10m 之间，频率范围一般在200-1500Hz ，持续时间较短通常小于15s 。

微地震在地震记录上具有以下特点地震能量越弱其地震频率越高，持续时间越短破裂长度也越短。

微地震监测水力压裂通过监测站收集被检测井在水力压裂过程中产生的微地震波，并对收集到的微波信号进行处理解释，根据直达波的时间确定震源具体位置。

目前微地震解释主要用于以下几个方面：（1）分析微震事件出现的空间展布，计算裂缝网络方位、长度、宽度、高度；（2）随着压裂施工的进行，破裂事件不断发生，破裂事件出现的速率与压裂施工曲线的对应关系；（3）根据微震事件出现的空间位置，结合地震剖、测井资料，解释裂缝扩展与地层岩性、构造相互关系；（4）评估压裂产生的SRV ；2微地震监测水力压裂技术难点与技术对策2.1难点分析（1）在实时监测，一般需要检验速度模型的合理性，但是，现场实时监测中调整速度模型的难度较大；（2）在监测过程中，对于信噪比低的事件，自动识别程序难以自动识别；（3）在监测过程中，可能有个别事件明显偏离它的真实位置，以及个别事件P 波和S 波初至时间的自动拾取结果不合理，对现场实时处理带来一定的影响。