hal压裂裂缝监测技术说明.doc

哈里伯顿压裂裂缝微地震监测说明 2015年 4月 1.微地震数据采集方式 井下微地震裂缝监测理论源于研究天然地震的地震学，主要为利用在水力压裂过程中 储层岩石被破坏会产生岩石的错动（微地震）来监测裂缝形态的技术。井下微地震监测法 将三分量地震检波器（图 1）,以大级距的排列方式，多级布放在压裂井旁的一个或多个 邻井的井底中（图 2）。三分量微地震检波器在压裂井的邻井有两种放置方式：一种是放 置在邻井中的压裂目的层以上，用于邻井压裂目的层已射孔生产情况，由于收集微地震信 号的检波器非常灵敏；为防止监测井内的液体流动对监测造成井内噪音，必须在射孔段之 上下入桥塞封隔储层，然后将检波器仪器串下入到桥塞之上的位置。另一种方法是将检波 器放置在邻井中的压裂目的层位置上，这种情况检波器和水力裂缝都位于相同的深度和储 层，此时声波传播距离最近、需要穿过的储层最少，属于最佳的观测位置，这种方式用于 邻井的目的层未实施射孔生产的情况。 图 1 三分量地震检波器 图 2 三分量地震检波器下井施工现场 图 3显示一个由 5级检波器组成的仪器串在压裂井的邻井下入的两种布局方式：图中 左边表示邻井已射孔的情况下，射孔段以上经过桥塞封堵，检波器仪器串放置在该井的目 的层以上；图中右边表示邻井为新井的情况下，目的层未实施射孔，检波器仪器串放置在 该井的压裂目的层位置上。井下微地震压裂测试使用的三分量检波器系统检波器以多级、 变级距的方式，通过普通 7-芯铠装电缆或铠装光缆放置在压裂井的邻井中。哈里伯顿使 用采样速率为 0.25ms的光缆检波器采集系统采集和传输数据。常规的电缆一方面数据传 输速率低，另一方面对于低频震动信号易受电磁波的干扰大。采用铠装光纤进行数据传输 不但传输速度快，并且允许连续记录高频事件，提高了对微小微地震事件的探测能力同时 对微地震事件的定位更加准确，监测到的裂缝形态数据最为可靠。 图 3 多级检波器系统在邻井的两种放置方式 另外，由于检波器非常灵敏，井筒中的油气流动会很大程度的影响监测微地震事件的 信噪比，如果监测井为已经射孔的生产井，需要在射孔段以上 20米的位置下入桥塞，检 波器仪器串底部下入到距离桥塞 10米的位置。如果压裂井和监测井位于同一个井场，泵 车在压裂期间的噪音同样会对监测造成影响，为了最大程度的确保微地震事件的信噪比， 需要将监测井降液面至距离井口 300米的位置。另外监测井需要通洗井，保持空井筒，仪 器下入的井段需要固井质量良好，检波器仪器下入到监测中以后需要通过推靠和套管壁直 接连通以保证监测质量。 2.提供的成果 哈里伯顿井下微地震裂缝监测技术可以准确解释出压裂裂缝的长度、高度、方位、形 态，指导分析压裂裂缝是否超出储层以及对目的层的覆盖范围，评估储层在压裂改造过程 中被压裂改造的体积和范围，辅助优化压裂作业规模、优化完井成本，帮助改进油藏的井 网布置、优化直井或水平井加密井方案，提高压裂再设计的针对性等等。 我们可提供全压裂泵注过程动态裂缝几何形态三维视图展示：裂缝方位、裂缝长度、 裂缝高度、缝网宽度、空间展布，储层改造体积（SRV），压裂效果分析与压裂优化建 议。提供文本格式的微地震事件解释结果，包含各微地震事件点的坐标、发生时刻、能量 震级、信噪比等能表征裂缝等信息。及随时间发育的微地震事件空间展布三维可视化数据 文件，破裂面拟合结果。 我们提供给客户功能强大的微地震成果二维三维显示工具平台，客户可以通过该平台 自行研究分析具体项目监测结果，查看水力裂缝监测结果随时间和施工曲线延伸特点以及 空间展布形态，播放各个压裂段的微地震监测结果随施工曲线播放微地震事件的动态的延 伸和扩展而不仅限于提交给客户的视频文件。 图 4 全压裂泵注过程动态三维视图展示 图 4 为微地震监测结果显示平台（TerraVista）的三维窗口，在这个平台中可以加 载压裂井和监测的测井曲线、目的层的顶底构造图、井轨迹、射孔点位置、微地震事件、 施工曲线等等。可以以任意角度观察任意时间点的微地震结果。 图 5 TerraVista三维窗口测量距离 图 5为 TerraVista三维窗口测量距离展示，在这个平台中可以轻松测量裂缝长度、 方位、高度、缝网宽度等等裂缝形态参数，可以播放微地震事件随时间（施工曲线）延伸 扩展动态或者查看任意时间点的裂缝形态。 图 6 TerraVista二维窗口监测结果展示 图 6为 TerraVista二维窗口监测结果，在二维窗口中我们可以进一步清晰的对比裂 缝高度、长度、方位等信息，也可以和三维窗口一样播放微地震事件随时间（施工曲线） 延伸扩展动态或者查看任意时间点的裂缝形态等。 我们还可以提供破裂面拟合结果，我们还可以通过拟合的裂缝形态针对裂缝网络建立 模型，然后模拟预测产量。图 7、图 8和图 9分别