[发明专利]基于地震波动力学参数的裂缝破裂尺度的描述方法

说明书

本发明提供了一种基于地震波动力学参数的裂缝破裂尺度的描述方法。所述裂缝破裂尺度的描述方法包括：通过裂缝破裂尺度的模型化生成复合震源时间函数，通过测井和/或三维地震数据得到震源到观测台站的格林函数，根据复合震源时间函数、格林函数和地震矩张量，得到合成微地震波，将合成微地震波与观测台站记录的微地震波基于地震波动力学特征进行拟合，得到反演门槛值，选择反演门槛值在预设的门槛允许范围内的合成微地震波所记录的裂缝破裂尺度作为裂缝破裂尺度。本发明的有益效果可包括：能够解决人工压裂裂缝破裂尺度尚无法定量描述的难题。

技术领域

本发明涉及地震监测技术领域，具体地，涉及一种基于地震波动力学参数的裂缝破裂尺度的描述方法。

背景技术

以页岩气为代表的低渗透非常规油气资源开发，需要利用水力压裂等相关工业技术向地层高压注入大量压裂液以形成裂缝，通过增加岩层的渗透率从而实现页岩气等低渗透油气资源的规模经济开采。

裂缝是流体(油、气、水等)流通的重要通道，裂缝的空间形态和尺度在油气开发过程中扮演着完全不同的角色。

微尺度或小尺度的裂缝成为油气渗流/流通通道，新裂缝系统的体积及连通性对于储层改造体积的大小及渗透率增强的量化至关重要，其不仅影响压裂施工方案、作业方式和压裂效率，更直接影响到后期井网的布设、油气产能的定量评估及开发方案的制定。裂缝的定量化与渗透率、储层改造SRV体积有着强相关关系，然而，理论和实际生产数据表明：人工裂缝的空间展布及其压裂后的定量特征参数仍然很难统计，尚无法做到定量化。

中等尺度的裂缝-小断层活动可能导致井筒变形、使得井下工具作业遇阻，压裂施工成本和难度增加、压裂段数减少，其不仅仅是导致直接经济损失超亿元，更会引发单井产量低、生命周期短等问题从而严重影响页岩气开发整体经济效益。例如，在四川威远-长宁页岩气开采开发中大量的生产数据表明井筒稳定性问题与裂缝-小断层具有紧密关系。微地震监测发现附近存在线性分布趋势的微地震事件，但无法确定裂缝具体大小，少有的微地震事件亦无法表征裂缝是否贯穿井筒而引起井筒变形。但如果能够确定裂缝的尺度，即可现场进行压裂预警和施工方案的调整，从而规避压裂风险并提高压裂效率。此外，该类裂缝可能成为压裂液漏失的理想通道，使人工造缝区域变小而降低压裂作业的效率，增加压裂成本等，定量化这类裂缝尺度有助于压裂施工方及时优化压裂液、砂量等参数的配置，以防止液体通过该类裂缝/小断层而漏失。

更大尺度的裂缝则可能沟通地下隐蔽性断层而触发/诱发小地震，给工业生产和当地人民生活带来巨大影响。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种基于地震波动力学参数的裂缝破裂尺度的描述方法，能够针对人工作用产生的地震而引起的裂缝或小断层活动。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于地震波动力学参数的裂缝破裂尺度的描述方法。所述裂缝破裂尺度的描述方法可包括以下步骤：

通过式1计算反演门槛值X_a，所述式1可为：

其中，X_a为利用第a个动力学参数计算的反演门槛值，a为进行计算的动力学参数的序号，n表示P波、SV波、SH波中的至少一个，P包括主频、周期、频宽中的至少一个，b_n，a是第n类波形的第a个动力学参数的调整因子，k为观测台站的序号，K_n为参与计算的观测台站的总数，包括第k个观测台站记录的微地震波的动力学敏感性参数，包括第k个观测台站的合成地震波的动力学敏感性参数和裂缝尺度；

当所述反演门槛值在预设的门槛允许范围内时，得到所述裂缝尺度。

在本发明的一个示例性实施例中，所述合成微地震波由式2得到，所述式2可为：