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微地震监测技术及其在油田中的应用现状

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地震 监测 技术 及其 油田 中的 应用 现状
资源描述:
微 地 震 监 测 技 术 及 其 在 油 田 中 的 应 用 现 状刘 百 红 , 秦 绪 英 , 郑 四 连 , 杨 强( 中 国 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 南 京 石 油 物 探 研 究 所 , 江 苏 南 京 )摘 要 : 简 要 介 绍 了 微 地 震 监 测 技 术 的 知 识 背 景 及 其 应 用 领 域 。 重 点 介 绍 了 在 油 田 中 用 微 地 震监 测 技 术 进 行 水 力 压 裂 裂 缝 成 像 、 水 驱 前 缘 监 测 、 储 层 描 述 和 地 应 力 监 测 的 应 用 原 理 。 最 后对 微 地 震 监 测 技 术 在 油 田 中 的 应 用 前 景 作 了 展 望 , 认 为 随 着 微 地 震 监 测 技 术 的 应 用 研 究 和基 础 研 究 的 不 断 深 入 , 它 在 油 气 藏 开 发 和 其 他 方 面 的 应 用 都 会 更 加 得 到 重 视 。关 键 词 : 微 地 震 ; 监 测 ; 油 气 藏 ; 地 应 力 ; 储 层 ; 压 裂 ; 注 水中 图 分 类 号 : 献 标 识 码 : 动 ( 包 括 微 地 震 ) 监 测 技 术 是 20 世 纪 90 年 代 发 展 起 来 的 一 项 新 的 物 探 技 术 , 它 可 以应 用 于 油 气 藏 开 发 、 煤 矿 “ 三 带 ” ( 冒 落 带 , 裂 隙 带 和 沉 降 带 ) 监 测 、 矿 山 压 力 监 测 、 地 质灾 害 监 测 等 多 个 领 域 。 微 震 动 监 测 技 术 在 国 外 的 应 用 已 经 比 较 普 遍 ,而 在 国 内 还 处 于 起 步 阶段 。1、 微 地 震 监 测 技 术微 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 的 影响 、 效 果 及 地 下 状 态 的 地 球 物 理 技 术 。 与 地 震 勘 探 相 反 , 微 地 震 监 测 中 震 源 的 位 置 、 发 震 时刻 和 震 源 强 度 都 是 未 知 的 , 确 定 这 些 因 素 恰 恰 是 微 地 震 监 测 的首 要 任 务 。 完 成 这 一 任 务 主 要 是 借 鉴 天 然 地 震 学 的 方 法 和 思 路 。 微 地 震 事 件 发 生 在 裂 隙 之 类的 断 面 上 , 裂 隙 范 围 通 常 只 有 1地 层 内 地 应 力 呈 各 向 异 性 分 布 , 剪 切 应 力 自 然 聚 集 在断 面 上 。 通 常 情 况 下 这 些 断 裂 面 是 稳 定 的 , 然 而 , 当 原 来 的 应 力 受 到 生 产 活 动 干 扰 时 , 岩 石中 原 来 存 在 的 或 新 产 生 的 裂 缝 周 围 地 区 就 会 出 现 应 力 集 中 , 应 变 能 量 增 高 ; 当 外 力 增 加 到一 定 程 度 时 , 原 有 裂 缝 的 缺 陷 地 区 就 会 发 生 微 观 屈 服 或 变 形 , 裂 缝 扩 展 , 从 而 使 应 力 松 弛 ,储 藏 能 量 的 一 部 分 以 弹 性 波声 波的 形 式释 放 出 来 产 生 小 的 地 震 , 即 微 地 震 。 大 多 数 微 地 震 事 件 频 率 范 围 为 200 一 1500 持 续时 间 小 于 1s 。 在 地 震 记 录 上 微 地 震 事 件 一 般 表 现 为 清 晰 的 脉 冲 , 微 地 震 事 件 越 弱 , 其 频 率越 高 , 持 续 时 间 越 短 , 能 量 越 小 , 破 裂 长 度 也 就 越 短 。微 地 震 监 测 分 为 地 面 监 测 和 井 中 监 测 2 种 方 式 。 地 面 监 测 就 是 在 监 测 目 标 区 域 ( 比 如 压 裂井 ) 周 围 的 地 面 上 , 布 置 若 干 接 收 点 进 行 微 地 震 监 测 。井 中 监 测 就 是 在 监 测 目 标 区 域 周 围 临 近 的 一 口 或 几 口 井 中 布 置 接 收 排 列 , 进 行 微 地 震 监 测 。由 于 地 层 吸 收 、 传 播 路 径 复 杂 等 原 因 , 与 井 中 监 测 相 比 , 地 面 监 测 所 得 到 的 资 料 存 在 微 地 震事 件 少 、 信 噪 比 低 和 反 演 可 靠 性 差 等 缺 点 。微 地 震 监 测 主 要 包 括 数 据 采 集 、 震 源 成 像 和 精 细 反 演 等 几 个 关 键 步 骤 , 监 测 仪 要 能 自 动 识 别并 长 期 连 续 工 作 , 检 波 器 布 于 井 中 或 布 在 地 面 , 目 前 记 录 的 主 要 是 三 分 量 信 号 , 微 震 信 号 的记 录 和 处 理 与 天 然 地 震 信 号 的 相 同 。 文 献 [1] 详 细 论 述 了 这 些 关 键 技 术 的 原 理 。 首 先 当 震 源产 生 脉 冲 能 量 时 , 通 过 地 震 检 测 算 法 分 析 连 续 地 震 信 号 , 然 后 将 地 震 记 录 归 档 。 微 震 信 号 地震 记 录 等 同 于 包 含 P 波 和 S 波 的 局 部 小 规 模 的 天 然 地 震 。 但 这种 波 的 相 对 振 幅 主 要取 决 于 变 形 机 理 和 相 关 的 辐 射 模 式 。 当 传感 器 部 署 在 井 中 时 , 主 要 取 决 于 记 录 的 自 然 环 境 ,这 时 噪 音 中 包 括 管 波 。 一 般 来 说 , 利 用 信 号特 征 可 以 识 别 真 实 的 微 震 层 位 。 在 井 眼 中 , 三 分 量 数 据 用 于 确 定 各 人 射 射 线 的 传 播 方 向 , 声波 资 料 可 用 于 构 建 精 细 的 速 度 模 型 , 然 后 可 在 不 同 相 位 和 射 线 旅 行 时 间 的 相 应 点 处 确 定 层位 位 置 。 其 他 的 地 震 属 性 也 可 从 地 震 记 录 的 振 幅 和 频 率 中 进 行 计 算 , 这 些 属 性 在 解 释 地 震 变形 的 应 用 中 非 常 有 用 。 另 外 由 于 微 地 震 的 发 生 与 岩 体 内 部 的 能 量 释 放 以 及 进 一 步 的 裂 纹 演化 、 破 裂 有 着 密 切 的 关 系 , 所 以 微 震 的 震 源 辐 射 方 式 也 可 用 于 检 测 岩 石 变 形 期 间 外 力 变 化 同天 然 地 震 的 关 系 , 同 时 也 可 用 于 局 部 地 震 的 层 析 成 像 。预 览 全 文 请 点 击 以 下 标 题 :微 地 震 监 测 技 术 及 其 在 油 田 中 的 应 用 现 状
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