[发明专利]一种利用井口检波器进行水力压裂微地震监测的方法

说明书

涉及领域

本发明涉及应用地球物理勘探方法技术，是一种利用三口或三口以上井口三分量检波器进行水力压裂微地震监测的方法。

背景技术

微地震监测技术是近年来出现的用于油气田开发阶段的新技术，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。基本做法是：通过在井中或地面布置检波器排列接收油气生产活动所产生或诱导的微小地震事件；并通过对这些事件的反演求取微地震事件震源位置等参数；最后，通过这些参数对生产活动进行监控或指导。

目前该方法主要用于油田低渗透储层和页岩储层水力压裂的裂缝动态成像和压后评估，以及油田开发过程的动态监测，主要是流体驱动监测。

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，布置几百或上千个地面单分量或三分量检波器并记录地下岩石破裂时所产生的微地震信号来进行微地震监测。井中监测就是在监测目标区域周围临近的一口或几口井的井中中布置三分量检波器接收排列，进行微地震监测。由于地层对微地震信号能量的吸收、传播路径复杂化等原因；与井中监测相比，目前的地面微地震监测所得到的资料存在微震事件少、信噪比低、反演可靠性差以及生产成本高昂等缺点。

在大庆石油地质与开发（第25卷第3期，2006年）《用微地震波法确定松辽盆地头台油田地应力场特征》一文中，刘云彬等公开了了用微地震波法确定油田地应力场特征的方法，并公开了一种微震压裂监测系统：该系统是在压裂井附近选择3口井布上检波器作为监测井。压裂时,地层岩石破裂产生的微地震波被检波器接收并转换成电压信号,经前置放大后送入AE-400B微地震波定位系统进行时差生成处理,再送入计算机采集处理,生成t₁、t₂两组时差。为求得震动源点的位置,设首先收到震动信号的油井S₀位于坐标原点,并以正东为x轴、正北为y轴建立直角坐标系,顺时针排列另两口监测井S₁和S₂,其坐标分别为(x₁、y₁)、(x₂、y₂)。当微地震信号被S₀井检波器收到时,设震动源点到S₀井距离为r,则震动源点到S₁井距离为r+δ1(δ1=V·t₁),到达S₂井距离为r+δ₂(δ₂=V·t₂)。其中,t₁、t₂为微地震波从震动源点到达监测井S₁、S₂的走时差(与S₀比较)。设信号在各监测井的垂向走时相同,则震动源点的求取变成一个平面问题。在以S₀为原点的坐标系上,分别以S₀、S₁、S₂为圆心,以r、r+δ₁、r+δ₂为半径作圆,3个圆的交点即为震动源点,3个圆的方程为：

x²+_y²=r²                              (3)

(x-x₁)²+(y-y₁)²=(r+δ₁)²=(r+V·t₁)²    (4)

(x-x₂)²+(y-y₂)²=(r+δ₂)²=(r+V·t₂)²    (5)

式中：V－地层中波速;t₁、t₂－测得的两组时差。

上述方法所列的三个公式是无法确定震动源点在地面的投影，因为三个公式中共有4个未知数，即x、y、δ₁和δ₁，用三个方程式是无法求解4个未知数的。此外，公式中使用的V是地震波在地层中的传播速度，这个系统也不能确定岩石破裂点在地下具体的空间的几何位置。