ESSCA软件服务｜微地震监测技术助力中国非常规油气开发

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[size=0.83em]2015-5-18 17:57:10 上传
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ESSCA软件服务｜微地震监测技术助力中国非常规油气开发

作者：姚同云

水力压裂，油气采出，常规注水、注气，热驱等石油工程作业，都会引起地下应力场变化，导致岩层断裂、错断，产生地震波，通过监测这些地震波，可进行压裂裂缝成像、储层流体运动等研究，这种技术，就是“微地震检测”。该技术在判断压裂效果、实时调整压裂方案等方面，具有独特优势，是提高低渗透、页岩气、煤层气等致密油气藏开发成效的有效手段，在未来5～10年间，必将助力我国的非常规油气开发。

我国非常规油气藏包括：致密砂岩油气藏、碳酸盐岩油气藏、火山岩油气藏、页岩气、煤层气等，具有巨大的资源潜力和勘探远景。但是，这些都属于低渗透资源，储量有效动用难度大。目前，开发获取高产的关键技术是水平钻井、压裂储层改造，而压裂效果只能通过后期开发情况进行评价，增加了压裂控制和开发调整的难度。微地震监测技术能够帮我们解决这个难题，它可以实时对压裂效果进行评价，及时提供压裂方案的调整依据，使压裂效果达到最佳，使难动用储量成为可动用储量。

页岩气拓宽技术应用空间

微地震检测技术的基本应用方法是：通过在井中或地面布置检波器，排列接收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，求取微地震源位置等参数，通过这些参数，对压裂进行监控和指导。

截至2014年年底，四川已钻完页岩气井500口，累积生产页岩气13亿立方米，其中经压裂见气400余口，成功率高达90%，直井单井产量最高达到6万立方米/天（壳牌富顺-永川区块阳101井），水平井单井产量最高达到43万立方米/天壳牌富顺-永川区块阳201-H2井）。中石油页岩气水平井长段压裂最长已达1450米，接近美国最新技术水平。此外，我国已基本形成了页岩气勘探开发的关键技术与配套装备，如页岩气资源评价与选区评价，“工厂化”压裂技术，微地震压裂监测技术等。

国内微地震监测技术研究起步较晚，微地震压裂监测工作主要依赖国外服务公司进行，不仅增大了压裂开采成本，也制约了国内页岩气的开发。近年来，随着四川盆地页岩气的勘探开发和页岩气水平井压裂技术的突破，微地震监测技术研究得到了快速发展，可以实时监测压裂效果、调整压裂方案，提高单井产量，为致密砂岩气藏、页岩气储量的有效动用提供技术支撑。

威201井是中国第一口页岩气评价井，该井完钻、压裂成功，解决了四川盆地有无页岩气的问题；威201H井是国内第一口页岩气水平井，该井在进行大型水利压裂工作时同时，开展了井下微地震实时监测，应用Transform非常规勘探开发解释系统，对压裂效果进行实时评价，并对下一步分支井分支建设和压裂设计进行指导。

技术方向与平台选择

国内非常规油气藏微地震监测技术目前正处于探索阶段，主要开展以下五个方面的技术研究。

　　一是微地震资料采集技术研究，包括微地震波正演模拟、微地震压裂监测采集设备及观测方式的优选、微地震压裂资料波场研究。

　　二是微地震资料处理技术研究，包括微地震弱信号提取、微地震事件三分量分析方法、微地震事件的自动识别、微地震震源的实时定位、岩石破裂波场数值模拟、地面微地震直达波的静校正、地面微地震去噪、地面微地震速度模型反演、地面微地震震源定位、地面微地震震级计算等技术研究。

　　三是微地震资料解释技术研究，包括微地震事件裂缝参数计算方法、裂缝三维可视化成图技术、微地震震源破裂、压裂参数的综合解释等技术。

　　四是微地震压裂监测与油藏模型综合分析技术研究，包括微震裂缝的标定方法、压裂裂缝参数反演、单井/井组原始油藏模型建模、微震事件的三维可视化显示、裂缝体积计算、基于微震信息的油藏模型渗透率计算方法等技术研究。

　　五是微地震资料处理解释及油藏综合分析，包括微地震采集、处理、解释及油藏模型综合分析等。

分支井多级压裂微地震监测的裂缝空间展布

目前，针对非常规微地震监测的特点，微地震处理解释系统Transform是一个综合前期的构造储层地质研究、有利区优选、裂缝预测，微地震监测和SRV模型评估、生产监测、井网优化等方面的综合处理解释平台，为现场施工提供准确的“靶点”、井轨迹、压裂设计，压裂过程中实时监测人工裂缝破裂状况，指导大型水力压裂。同时通过对以上技术的引进，能够满足低渗油气藏、致密砂岩气、页岩气藏、煤层气开发多级压裂井裂缝监测的需要，实时确定压裂裂缝空间位置和展布（见上图），及时指导油田压裂，为提高单井产量及油田高效开发提供技术支撑。

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