[发明专利]一种页岩气体积压裂微地震监测方法

说明书

本发明公开了一种页岩气体积压裂微地震监测方法，属于石油天然气增产技术领域。所述方法包括：根据页岩气平台井的最大化监测范围、仪器部署位置固井质量、背景噪音及实际施工需求，选择出监测井；将监测井液面降至地面以下预设值；在监测井的直井段设置高采样率检波器；利用测井曲线建立初始速度模型；根据射孔事件或导爆索对初始速度模型进行校准及优化，并对高采样率检波器进行方位校正；对原始微地震信号进行水平分量旋转和滤波等预处理；根据高采样率检波器接收的微地震记录，利用校准及优化后的初始速度模型，计算及显示微地震事件信息。本发明大大地提高了页岩气平台井微地震监测的精度，可及时为现场压裂工程师提出合理建议。

技术领域

本发明涉及石油天然气增产技术领域，特别涉及一种页岩气体积压裂微地震监测方法。

背景技术

微地震监测是利用高频地震仪监测微地震分布的一种技术方法，是地球物理学中的一个重要研究方向。该技术通过监测微地震的分布，进而解释裂缝的方位、形态，达到评价压裂效果和指导压裂施工的目的。微地震监测对压裂施工的优化设计，整体开发的合理布局，注水井网的正确布置，以及对低渗油气田油气资源的高效开采具有非常重要的指导意义。微地震监测的主要任务是利用分布于地表或井中的监测系统记录的微弱地震波，确定微地震的震源位置、发震时刻和震源强度。

目前页岩气平台井井中微地震裂缝监测技术的普遍做法是沿用常规砂岩储层井下微地震监测技术，这种技术存在一定的弊端，具体表现在如下几个方面：

1)常规微地震监测没有形成针对页岩气平台井的监测井选井技术，导致监测井选井随意性大，影响监测质量。

2)国内现有检波器采样频率较低(采样频率为2KHz),对页岩气平台井而言监测精度低；针对平台井压裂过程中出现的沟通断层或天然裂缝、套漏等地质异常情况，无法实时、精确地刻画压裂裂缝形态，并实时监测井筒完整性。

3)微地震具有能量弱、频率高、持续时间短等特点，容易受周围噪声影响。检波器接收到背景噪音干扰会对真实的岩石破裂震源判定造成影响，而常规微地震监测技术对于背景噪音没有一个较好的解决方案。

发明内容

为了解决常规井下微地震监测对页岩气平台井针对性不强，监测精度较低，针对平台井压裂过程中出现的异常情况，无法实时、精确地刻画压裂裂缝形态，以及易受背景噪声影响等问题，本发明提供了一种页岩气体积压裂微地震监测方法，所述方法包括：

根据页岩气平台井的最大化监测范围，所有压裂井需在监测井的监测范围内；

仪器部署位置固井质量好，避免固井质量差的井段；排除噪音源，避免同平台、压裂井同降液面引起井间干扰；可进行单井监测，也可同时监测多口压裂井；

采用气举方式将所述监测井液面降至地面以下300米，，并在所述监测井的直井段设置高采样率检波器；所述高采样率检波器为三分量检波器，所述三分量检波器的采样率为4KHz；

利用测井曲线建立初始速度模型；

根据射孔事件或导爆索对所述初始速度模型进行校准及优化，建立射孔或导爆索的实际走时与理论走时的目标函数，通过求解其最小值实现对已有初始速度模型的迭代更新；由于页岩气平台压裂井的某些压裂区段的射孔距离所述高采样率检波器较远，需要先确定所述高采样率检波器是否能够监测到射孔事件，如果监测不到，则应在该压裂井直井段爆燃导爆索来定位所述高采样率检波器，导爆索药量不应小于200克；并对所述高采样率检波器进行方位校正；

对原始微地震信号进行水平分量旋转和滤波预处理，具体包括：根据所述高采样率检波器方位校正结果，对其接收的水平分量原始微地震记录进行水平分量旋转，将各检波器观测的水平分量旋转到一致的坐标系统，以改善波形的初至连续性，提高后续初至拾取精度；根据原始微地震记录的频谱特征，对其进行相应的滤波处理，以压制部分背景噪声的干扰；