基于井地观测的油井压裂诱发微震事件定位技术研究

基于井中微地震监测的成像技术是目前国外油田水力压裂裂缝质量评价最有效的方法之一，而我国由于仪器装备的缺乏，相关应用研究无法正常开展。本项目以突破多井观测微地震事件的应用瓶颈、提高完全依靠地面阵列采集信号反演压裂裂缝的可信度为目标，围绕压裂诱生微地震事件定位涉及到的信号采集、观测方法、震源点反演等关键技术开展研究，提出了一种井中-地面联合观测的采油人工造缝质量评价方法。利用MEMS加速度传感器、低噪声数据采集、野外无线高速数据传输、内置高精度GPS自定位及采集精确同步等技术，自主研发一套实用高效的微震信号采集系统，配以事件实时检测、震相自动识别、震源点空间坐标三维反演以及离散坐标点的曲面拟合等功能模块，研究一套具有完全知识产权的油井压裂施工质量评价体系。通过野外实验研究，探索与之配套的观测系统布设方法，形成一套可靠的施工规范，丰富我国油田水力压裂质量评价方法，促进油藏地球物理装备技术的进步。

基于井中微地震监测的成像技术是目前国外油田水力压裂裂缝质量评价最有效的方法之一，而我国由于仪器装备的缺乏，相关应用研究无法正常开展。本项目以突破多井观测微地震事件的应用瓶颈、提高完全依靠地面阵列采集信号反演压裂裂缝的可信度为目标，围绕压裂诱生微地震事件定位涉及到的信号采集、观测方法、震源点反演等关键技术开展研究，提出了一种井中-地面联合观测的采油人工造缝质量评价方法。利用MEMS 加速度传感器、低噪声数据采集、野外无线高速数据传输、内置高精度GPS 自定位及采集精确同步等技术，自主研发一套实用高效的微震信号采集系统。以STA/LTA方法计算得到的能量比序列作为输入参数，应用判别频率估计算法进行分类识别，提出了一种震相模式识别方法。这种方法不需要人为设定阈值，对信噪比较低的信号也能做到有效的识别。实验结果表明，本方法在微震事件识别中，分类精度高达95%，相对于传统的STA/LTA方法在精度上提高了10%。并且该方法可以在压裂施工开始之前进行训练生成分类器，在实际监测过程中只需要将STL/LTA方法计算所得的数据输入分类器，并没有增加大量的运算时间，满足了实时监测的需求。利用逆时偏移法原理提出了一种适用于低信噪比数据的震源定位方法，将采集到的地震数据按照监视区域不同的位置到每一个检波器的时间差异进行偏移，然后将各道数据叠加起来进行计算，提高了信号的信噪比，通过偏移和叠加处理之后，在真正的微地震事件发生位置后能够产生一个较大的能量聚焦。配以事件实时检测、震相自动识别、震源点空间坐标三维反演以及离散坐标点的曲面拟合等功能模块，研究一套具有完全知识产权的油井压裂施工质量评价体系。通过野外实验研究，探索与之配套的观测系统布设方法，形成一套可靠的施工规范，丰富我国油田水力压裂质量评价方法，促进油藏地球物理装备技术的进步。