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四川微地震技术介绍

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四川 地震 技术 介绍
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川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求川庆物探公司汇报人:曹立斌2010川物探前期技术储备汇 报 提 纲一、微地震技术概况二、微地震技术需求四、下一步发展计划川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震监测是利用传感器监测储层岩石破裂产生的地震信号进而研究岩石破裂状况的一种地球物理方法 。 其工作原理类似天然地震预测方法 , 即通过监测天然地震信号确定震源位置及其性质 。从技术上分为无源驱动 ( 或称被动型 ) 和有源驱动 ( 或称主动型 ) 两类 。 目前在实际应用中主要应用 无源驱动的观测方法 。主要用途:确定裂缝方位和倾角裂缝位置大小(长度、宽度和高度)裂缝复杂程度微地震技术概况 ■ 简 介川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司技术类型 裂缝方位 裂缝高度 裂缝长度 裂缝对称性 探测范围微地震监测 裂缝监测技术对比主要的专业服务公司法国 在以往的压裂施工中,我们知道压裂液和支撑剂的部分注入情况,也知道地下产生了裂缝,但对于裂隙的发育信息却缺少掌握。往往根据压裂后的产油情况来判断压裂的效果:压裂后增产了,我们就认为压裂成功,压裂后不增产或增产少,我们就认为不成功。对压裂时地层变化以及对压裂的效果的判断、控制缺少手段和监测方法。微地震技术的作用川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司● 北美地区是全球最大的压裂市场,每年约 25000口井的工作量。现在北美有 14套仪器在做压裂监测施工,每年能测大约 1000口井,并且工作量逐年增加。微地震技术概况● 中国是全球第二大压裂市场,每年有约 10000口井的压裂工作量,其中长庆约 3000口井,大庆约 2700口。● 低渗油气藏、页岩油气藏得勘探、开发目前是热点,四川又是主战场!低渗、页岩油气藏开发的重点在压裂对储层进行改造,几乎每口开发井甲方都愿意进行压裂监测,保守估计按 20%的勘探、开发井进行压裂监测,每年四川油气田和苏里格气田就有 100口 井的监测任务,市场前景广阔。市场前景在可作为潜在页岩气勘探目标层的 8套页岩中,尤其以 ∈ 1、 2为佳。海相沉积条件下的页岩分布稳定Ⅰ 、 Ⅱ 型干酪根为主单层页岩厚度大有机碳含量高热演化程度高间接页岩气类型构造复杂程度高页岩气埋深变化较大中国南方地区上古生界页岩气分布有利区川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司三、四川物探前期技术储备汇 报 提 纲一、微地震技术概况二、微地震技术需求四、下一步发展计划川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司二、微地震技术需求● 微地震采集技术● 微地震处理技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 采集技术◆ 微地震特点● 压裂使得岩石破裂时产生地震波。由于岩石破裂规模有限 , 释放出的能量很小 , 诱生的地震波是很微弱的 , 震级在 0级以下。● 裂缝发射的微震频率很高 , 频带为 200 ~ 1 500 其主频在 700 持续时间小于 1、短川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司 字)字, 48级) 480级 ,数字,光纤) P/拟 80分量) 纤三分量地震加速度传感器) 西安弘传(数字, 12级) 采集技术◆ 采集设备▼ 检波器的动态范围要大于 96 检波器的频率范围应在 1500 采样率为 1/4 采集技术◆ 采集设备公司 A 公司 公司 :12级接收、 1/4:8级接收、 1样率必须达到 1/4家公司处理方法一样,只是采集设备的采样率和级数不一样,导致了不一样的结果!川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司地面布设 (300 邻近井布设 压裂井布设微地震监测技术 ◆基本布设方式微地震监测分为地面监测和井中监测两种方式:● 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、传播路径复杂化等原因 ,与井中监测相比 ,地面监测所得到的资料存在微震事件少、信噪比低、反演可靠性差等缺点。■ 采集技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司二、微地震技术需求● 微地震采集技术● 微地震处理技术1)微地震弱信号提取及初至拾取技术。2)微地震定位技术。3)实时处理解释及显示技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 资料处理技术微地震资料处理技术就是利用微地震资料确定微地震震源的位置的技术。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 资料处理技术◆ 微地震资料处理流程微地震事件检测纵波、横波初至拾取偏振分析震源参数估算震源参数反演及事件联合反演并非所有同相轴连续、初至清晰的波谱都是有效的微地震事件,它们有可能是井中注水产生的较强信号。● 当整组检波器中有儿道形成明显同相轴时,也末必是微震事件。微地震技术需求 资料处理技术如何挑选出高质量的微地震事件呢?其判断准则是什么呢?◆ 微地震弱信号提取及初至拾取技术。 ● 微地震事件检测川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 资料处理技术● 微地震事件检测★ 具有 相同趋向 的,则认为这是由位置相近或相同的真实微震源产生的事件 ;★ 若其中几个事件 偏振角 杂乱无章, 方位 各不相同,则表明它们与裂缝无关 ; ★ 当对某些事件不能求出较为 明显的偏振角 ,结合矢端曲线 进行分析,没有明显的优势方向,则可判定为背景噪音。这是噪音与正常微地震事件的明显区别。● 在微地震实际监测资料的处理中,对各事件的检波器分别求 取偏振角, 分析同道检波器在不同事件中的角度。判断准则:根据以上的准则,可以挑选出与水力压裂裂缝有关的高质量微震!!如何求取每个检波器的偏振角呢?◆ 微地震弱信号提取及初至拾取技术。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 资料处理技术在微震监测数据处理和解释中,偏振角分析主要目的是确定波的传播方向,研究波的类型,并可借此从大量微震中挑选出高品质微震。● 偏振分析◆ 微地震弱信号提取及初至拾取技术。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司在微地震监测中,当井下三分量检波器放入的时候,水平分量检波器的方位是随机取向的。因此必须通过射孔震源 定检波器旋转的方位,将接收到的波谱资料进行坐标变换,变换到基准方向,以方便后续的微地震定位工作。微地震技术需求 ■ 资料处理技术分量相对两井连线的夹角★ 射孔资料给检波器定位:★ 给微地震事件定位◆ 微地震弱信号提取及初至拾取技术。 ● 偏振分析的目的川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司◆ 微地震定位技术●纵横波时差法微地震技术需求 ■ 资料处理技术假设条件:★ 微地震事件记录的信噪比足够高★ 介质的纵、横波平均速度已知纵横波时差法流程图川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司◆ 微地震定位技术 ●纵波时差法假设条件:★ 微地震事件记录的信噪比比较高★ 介质的纵、横波平均速度已知微地震技术需求 ■ 资料处理技术纵波时差法流程图川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 资料处理技术● 基于正演模型的微地震反演● 纵横波时差法和同型波时差法通常都假设速度场是均匀已知的,这与大多数实际情况不符。因为实际中,速度场的扰动是客观存在的,有时甚至具有较大的强度,要想精确定位微地震源并了解速度场的精细变化,就需要进行微地震反演。反演的基本思路 :① 提供 3同层位的速度扰动量作为自变量出现 ;② 用射线追踪方法计算理论到时和偏导数 ;③ 采用多次迭代法逐步求取模型修正量,直到满足误差要求 ;④ 有足够多的观测点和微地震事件 ;⑤ 为了降低震源一速度联合反演的多解性,需要对模型施加一定的约束条件。微地震反演同样是非线性反演◆ 微地震定位技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司● 震源 资料处理技术由于 微震是水力压裂引起的,因此速度结构实际上是随数据采集时间而变化的。为了减小这种变化的影响。994年提出利用微地震纵横波初至时间的震源 — 速度联合反演法 速度联合反演速度模型反演 震源位置反演联合反演思路 1 22◆ 微地震定位技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司理论模型 速度 震源 资料处理技术◆ 微地震定位技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 资料处理技术● 柯西霍夫偏移方法准确确定微地震的位置与常规地震柯西霍夫偏移成像的区别:★ 原理基本一样★ 所求参数不一样常规地震:已知激发点、接收点坐标、接收记录(地震波场),速度模型,求反射界面的形态微地震:已知接收点坐标、接收记录(地震波场)、速度模型、求微地震的位置。微地震定位技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 资料处理技术◆ 实时处理解释及显示技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司实时自动处理 资料处理技术◆ 实时处理解释及显示技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求◆ 实时处理解释及显示技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 资料处理技术◆ 实时处理解释及显示技术川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司微地震技术需求 ■ 资料处理技术所得到的结果稍显分散,裂缝范围略偏大,这可能是求解方位角、水平距离 但多事件联立成像的结果能够描述裂缝的实际位置,走向等参数,基本反应了真实的地下特征。与 庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司三、四川物探前期技术储备汇 报 提 纲一、微地震技术概况二、微地震技术需求四、下一步发展计划川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司川庆物探公司成立了专门研究组已完成了微地震、 3■ 初步确定引进 0级井下微地震检测设备▼ 检波器的动态范围要大于 96 检波器的频率范围应在 1500 采样率为 1/4成了微地震弱信号处理及初至拾取技术的预研工作。2)完成了微地震发生方位确定的方法理论及实现方式的预研工作。3)完成了微地震发生位置的定位方法理论及实现方式的预研工作。4)完成了微地震压裂裂缝空间显示技术的预研工作。物探公司自立科研项目 《 微地震压裂监测处理技术预研 》 ,初步对以下技术进行了预研:为开发具有自主知识产权的微地震处理解释软件奠定了一定的基础。川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司三、四川物探前期技术储备汇 报 提 纲一、微地震技术概况二、微地震技术需求四、下一步发展计划川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司● 井下检波器升级 —— 采用井中监测方案走开放式的技术发展之路:单井或多井同时进行监测单井观测: 针对页岩储层选两口井进行野外监测试验—— 积累野外采集经验,形成采集技术—— 尽快实现采集技术的应用● 要在进行大量的理论模拟研究的基础上,确定观测方式 —— 单井或多井?下一步发展计划川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司● 进一步吸收调研的技术 —— 弄清楚最新处理技术的原理和科研院校等单位协作研发 —— 形成自主知识产权的软件走开放式的技术发展之路:★ 采集参数论证★ 微地震定位★ 三维动态显示在 微地震定位 重点攻克三项技术:▼弱信号的接收、识别技术▼ 速度 — 非线性反演技术▼柯西霍夫偏移定位技术下一步发展计划川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司
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