微地震监测技术及在油气田开发中的应用新进展

【摘要】微地震监测技术在油气田开发中的应用得到快速发展，成为国内外研究的热点之一。本文介绍了微地震监测的原理以及在油气田开发中的应用新进展，重点分析总结了微地震监测技术在水力压裂裂缝监测，稠油热采状况监测，地应力监测等方面的应用情况；微地震监测技术的发展和应用为认识和开发油气田提供了有效的手段.

【关键词】微地震 监测 开发 应用

图1？微地震监测技术原理

我们假设在O点有微小地震事件的发生，让地层剪切产生错动，因为错动而出现微地震波的震源。有别于一般的地震勘探，这种的震源能量不强，差不多等同数十克炸药所产生的能量。它会向外发出子波，在时间1t处纵波及横波发射到了A点，在时间2t处纵波及横波发射到了B点。设在B点的三分量检波器检测到了P波及S波，通过对检波器得到的数据进行处理得到震源位置。

微地震监测技术是对生产活动中发生的微小地震进行勘测及研究，以此作为依据来控制生产活动的过程和结果，与地震勘探不同，微地震监测所涉及到的震源方位、发生的时间以及强度都未能知晓，根据以往记录微地震频率一般在200～1500Hz之间，震发时长不超过1s。地震记录对于微地震事件的记录，一般都脉冲清楚，同时事件越弱则频率相对更高、发生的时长更短、产生的能量更少，岩石的裂缝也会更短。震源信号被检波器检测到后进而对资料进行整理，推断震源的方位所在，此方位就表明了裂缝的所在。

2 微地震在油田开发中的应用进展

2.1 水力压裂裂缝监测

随着水力的压裂会对裂缝四周不够强厚的层面（如天然裂缝、横推断层、层理面）造成影响，稳定性不够而极易产生剪切滑动，发生 “微地震”或者是“微天然地震”这和沿断层发生的现象相似。微地震所发射的弹性波频率很高，通常在声波范围内。这种信号能够用传感器检测到，在进行数据的处理后得出震源的相关信息。

采用光缆将三分量实时采集检波器布放在压裂井旁的一个邻近井（监测井）井底对应储层深度，通过监测（压裂井）裂缝端部岩石的张性破裂和滤失区的微裂隙的剪切滑动造成的微地震信号，获得裂缝方位、高度、长度、不对称性等方面的空间展布特征。

在被诸层压裂的影响下，岩石被损坏并出现裂缝，裂缝的周围肯定会发生微小地震，之后对微震波的信号进行逐一的收集整理，便能得出微地震震源的方位，从而得到储层压裂缝的相关数据。微地震监测是现有的对储层压裂最准确、速度最快、信息量最大的监测方法。它能对储层压裂发生范围及裂缝发展动态进行全方位的信息查取，从而更有依据的对压裂工程给予评价，优化压裂的方案设计，提高压裂效率，对于低渗透油气藏的开发具有很重要的意义。

2.2 用微地震监测技术进行水驱前缘监测

油田注水同样会导致微地震的发生，通过微地震波对水驱前缘的监管测量，掌握注水开发油田有关注入水的范围及推进方向的有关情况，这可以做为加强监测活动的合理部署、增加采取量的技术依据。在进行监测前对注水井止注入10小时，使其之前的微裂缝闭合。开始之后再将其打开。在注水时，会对流动压力前缘及孔隙流体压力造成影响，从而发生微震波，这时候微裂缝会重新打开，导致微裂缝的生出，最终引起微地震。

2.3 火烧油层监测

火烧油层是用于稠油开采的技术，因为稠油粘度较大的关系，是无法在地层流淌的。往稠油层内充进空气，之后是指燃烧掉一些，这样一来剩余的稠油温度升高，粘度降低，从而能流淌到采油井中。用燃烧的方式处理稠油应该知道前缘位置，以及燃烧可以波及的范围。假如将燃烧波及范围设定偏小，进行多次的燃烧就会造成能源的浪费；假如将燃烧波及范围设定偏大，进行多次的燃烧会有一些区域无法被燃烧，也会造成资源的浪费。精准判定火烧前缘和范围，对稠油的采出以及能源的节约都有很深刻的影响。采用微地震监测技术进行火烧油层进行监测是最佳方式，在国际范围内被应用较多，但是在国内这还是具有开创性质的。2.4 地应力监测

从现在的发展看来，地应力场对于天然裂缝在油田注水开发的作用有着一定的重要性，和井网优化以及人工压裂裂缝都息息相关。根据应力的数值得出的地层破裂的压力值，可以作为设计注水压力时的根据，用应力测量的方法来研究应力场，推断出地应力和孔隙度以及渗透率存在的关联，得知地应力和油气运移之间的联系，从另一方面推断出油田高低产区和余存油量的储存位置。

3 结论与展望

（1）通过将物理信息运用到油藏的开采，使物理在油气田开采中运用得更加广泛，而对于水力压裂监测，水驱前缘监测和油藏信息的提供都取得了极其成功的实验结果，因此微地震监测技术未来的发展还是十分可观的。

.（2）微地震监测技术受到物理界的追捧，而且它的作用基础是震源的定位，在震源机制越来越深的探讨，有关参数越来越多的影响下，微地震检测技术会被越来越多的应用，它的监测结果也会越来越精准。

（3）因为在油藏开采中极高的实用性，并且技术方面的难题也已基本化解，资料的高分辨率以及较低的投入成本也为微震监测收获了更多的肯定。

（4）微地震裂缝监测可获得裂缝的准确位置图，数据结果除指出裂隙以外，还可得到相对于二维模型更快更精准的真实压裂模型数据，并作用于油气田的开采。