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        地震監測

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        地震監測

        微地震監測技術及其在油田中的應用現狀

        發布日期:2015-05-06 14:04    瀏覽次數:

        劉百紅, 秦緒英, 鄭四連, 楊強

        (中國石化石油勘探開發研究院南京石油物探研究所, 江蘇南京)
        摘要:簡要介紹了微地震監測技術的知識背景及其應用領域。重點介紹了在油田中用微地震監測技術進行水力壓裂裂縫成像、水驅前緣監測、儲層描述和地應力監測的應用原理。最后對微地震監測技術在油田中的應用前景作了展望, 認為隨著微地震監測技術的應用研究和基礎研究的不斷深入, 它在油氣藏開發和其他方面的應用都會更加得到重視。
        關鍵詞: 微地震; 監測; 油氣藏; 地應力; 儲層; 壓裂; 注水
        中圖分類號:P631.4    文獻標識碼:A
        微震動(包括微地震)監測技術是20 世紀90年代發展起來的一項新的物探技術, 它可以應用于油氣藏開發、煤礦“ 三帶”(冒落帶, 裂隙帶和沉降帶)監測、礦山壓力監測、地質災害監測等多個領域。微震動監測技術在國外的應用已經比較普遍,而在國內還處于起步階段。
        1、微地震監測技術
        微地震監測技術就是通過觀測、分析生產活動中所產生的微小地震事件來監測生產活動的影響、效果及地下狀態的地球物理技術。與地震勘探相反, 微地震監測中震源的位置、發震時刻和震源強度都是未知的, 確定這些因素恰恰是微地震監測的
        首要任務。完成這一任務主要是借鑒天然地震學的方法和思路。微地震事件發生在裂隙之類的斷面上, 裂隙范圍通常只有1-10m。地層內地應力呈各向異性分布, 剪切應力自然聚集在斷面上。通常情況下這些斷裂面是穩定的, 然而, 當原來的應力受到生產活動干擾時, 巖石中原來存在的或新產生的裂縫周圍地區就會出現應力集中, 應變能量增高; 當外力增加到一定程度時, 原有裂縫的缺陷地區就會發生微觀屈服或變形, 裂縫擴展, 從而使應力松弛, 儲藏能量的一部分以彈性波􀀁聲波􀀁 的形式
        釋放出來產生小的地震, 即微地震。大多數微地震事件頻率范圍為200 一1500Hz , 持續時間小于1s 。在地震記錄上微地震事件一般表現為清晰的脈沖, 微地震事件越弱, 其頻率越高, 持續時間越短, 能量越小, 破裂長度也就越短。
        微地震監測分為地面監測和井中監測2 種方式。地面監測就是在監測目標區域(比如壓裂井)周圍的地面上, 布置若干接收點進行微地震監測。
        井中監測就是在監測目標區域周圍臨近的一口或幾口井中布置接收排列, 進行微地震監測。由于地層吸收、傳播路徑復雜等原因, 與井中監測相比, 地面監測所得到的資料存在微地震事件少、信噪比低和反演可靠性差等缺點。
        微地震監測主要包括數據采集、震源成像和精細反演等幾個關鍵步驟, 監測儀要能自動識別并長期連續工作, 檢波器布于井中或布在地面, 目前記錄的主要是三分量信號, 微震信號的記錄和處理與天然地震信號的相同。文獻[1] 詳細論述了這些關鍵技術的原理。首先當震源產生脈沖能量時, 通過地震檢測算法分析連續地震信號, 然后將地震記錄歸檔。微震信號地震記錄等同于包含P 波和S 波的局部小規模的天然地震。但這􀀁 種波的相對振幅主要取決于變形機理和相關的輻射模式。當傳
        感器部署在井中時, 主要取決于記錄的自然環境,這時噪音中包括管波。一般來說, 利用信號特征可以識別真實的微震層位。在井眼中, 三分量數據用于確定各人射射線的傳播方向, 聲波資料可用于構建精細的速度模型, 然后可在不同相位和射線旅行時間的相應點處確定層位位置。其他的地震屬性也可從地震記錄的振幅和頻率中進行計算, 這些屬性在解釋地震變形的應用中非常有用。另外由于微地震的發生與巖體內部的能量釋放以及進一步的裂紋演化、破裂有著密切的關系, 所以微震的震源輻射方式也可用于檢測巖石變形期間外力變化同天然地震的關系, 同時也可用于局部地震的層析成像。
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        微地震監測技術及其在油田中的應用現狀
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