[发明专利]裂隙监测与表征的方法及系统

权利要求书

1.一种监测地表地层中的水力压裂作业的方法，所述方法包括：

(i)选择水力压裂条件，以诱发造成所述地表地层中的微震事件的裂隙的拉伸裂缝打开或压缩裂缝闭合，

(ii)使用所选条件来执行水力压裂作业，以引起造成所述地表地层中的所述微震事件的所述裂隙的拉伸裂缝打开或压缩裂缝闭合，

(iii)使用多个接收机来接收来自所述微震事件的诱发运动数据，以及

(iv)分析所述数据，以跟踪造成所述微震事件的所述裂隙的生长和/或，以跟踪所述裂隙内的支撑剂分布，

其中，在步骤(iv)中：

使用将所测量的诱发运动与所述微震事件相关的模型来执行所述分析；

在所述模型中，由仅具有两类分量的矩张量来表示所述微震事件；

所述两类分量是双力偶分量和拉伸或压缩裂缝分量。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所分析的数据用于以下操作的至少其中之一：确定所述裂隙的性质和控制所述压裂作业。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(i)的所述水力压裂条件被选择为使得步骤(ii)中引起的所述裂隙的拉伸裂缝打开或压缩裂缝闭合造成所述微震事件的矩震级的至少20％。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中：

所述方法还包括在步骤(i)之前的如下步骤：

(a)在所述地表地层中选择井的方向，所述井的方向旨在增大或最大化由从所述井引入到所述地表地层中的压裂流体所引起的微震事件中的拉伸裂缝打开或压缩裂缝闭合的量，以及

(b)在所述地表地层中钻出具有所选方向的井，以及

在步骤(i)中，所选水力压裂条件旨在诱发造成所述地表地层中的由从所述井引入到所述地表地层中的压裂流体所引起的微震事件的裂隙的拉伸裂缝打开或压缩裂缝闭合，并且在步骤(ii)中，使用所选条件执行所述水力压裂作业包括将压裂流体从所述井引入到所述地表地层中。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在步骤(i)中，所选水力压裂条件包括将可凝胶的流体注入到所述地表地层中。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在步骤(i)中，所选水力压裂条件包括将支撑剂引入到所述地表地层中。

7.一种表征地表地层中的裂隙网络的基于计算机的方法，所述方法包括：

使用将所测量的诱发运动与微震事件相关的模型来分析来自所述微震事件的诱发运动数据，以跟踪造成所述事件的裂隙的生长和/或，以跟踪所述裂隙内的支撑剂分布，其中，在所述模型中由仅具有两类分量的矩张量来表示所述微震事件，并且其中，所述两类分量是双力偶分量和拉伸或压缩裂缝分量。

8.根据权利要求7所述的方法，在所述分析步骤之前还包括使用多个接收机来接收来自所述微震事件的所述诱发运动数据的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，在所述接收步骤之前还包括执行水力压裂作业以在所述地表地层中引起所述微震事件的步骤。

10.根据权利要求7-9中的任一项所述的方法，其中，造成所述微震事件的所述裂隙在碳氢化合物储层的含碳氢化合物层中。

11.一种表征地表地层中的裂隙网络的装置，所述装置包括：

使用将所测量的诱发运动与微震事件相关的模型来分析来自所述微震事件的诱发运动数据，以跟踪造成所述事件的裂隙的生长和/或，以跟踪所述裂隙内的支撑剂分布的模块，其中，在所述模型中由仅具有两类分量的矩张量来表示所述微震事件，并且其中，所述两类分量是双力偶分量和拉伸或压缩裂缝分量。

12.一种用于表征地表地层中的裂隙网络的系统，所述系统包括：

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为使用将所测量的诱发运动与微震事件相关的模型来分析来自所述微震事件的诱发运动数据，并且由此跟踪造成所述事件的裂隙的生长和/或跟踪所述裂隙内的支撑剂分布，其中，在所述模型中由仅具有两类分量的矩张量来表示所述微震事件，并且其中，所述两类分量是双力偶分量和拉伸或压缩裂缝分量。

13.根据权利要求12所述的系统，还包括：

计算机可读介质，其存储来自所述微震事件的所述诱发运动数据。

14.根据权利要求12或13所述的系统，还包括：

多个接收机，其用于接收来自所述微震事件的所述诱发运动数据。