一种页岩气体积压裂微地震监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及石油天然气增产技术领域，特别设及一种页岩气体积压裂微地震监测 方法。
【背景技术】
[0002] 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，W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。
[0003] 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，运种技术存在一定的弊端，具体表现在如下几个方面：
[0004] 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。
[0005] 2)国内现有检波器采样频率较低(采样频率为2Ifflz)，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。
[0006] 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】
[0007] 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，W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：
[000引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；
[0009] 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；
[0010] 将所述监测井液面降至地面W下预设值，并在所述监测井的直井段设置高采样率 检波器；
[0011] 利用测井曲线建立初始速度模型；
[0012] 根据射孔事件或导爆索对初始速度模型进行校准及优化，并对所述高采样率检波 器进行方位校正；
[0013] 对原始微地震信号进行水平分量旋转和滤波等预处理；
[0014] 根据所述高采样率检波器接收的微地震记录，利用校准及优化后的所述初始速度 模型，计算及显示微地震事件信息。
[0015] 所述的压裂井监测方法为页岩气水平井平台井监测方法。
[0016] 所述高采样率检波器为Ξ分量检波器，所述Ξ分量检波器的采样率为铅化。
[0017] 所述利用测井曲线建立初始速度模型的方法为中值滤波或沃尔什变换等方法。
[0018] 所述根据射孔事件或导爆索事件的记录对初始速度模型进行校准及优化的方法 为: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。
[0019] 所述根据射孔事件或导爆索事件的记录对所述高采样率检波器进行方位校正的 方法为:通过对Ξ分量数据进行偏振分析来确定检波器偏转角。
[0020] 所述对原始微地震信号进行水平分量旋转和滤波等预处理的目的在于增强原始 信号初至连续性和压制部分背景噪声。
[0021] 所述根据所述高采样率检波器接收的微地震记录，利用校准及优化后的所述初始 速度模型，计算及显示微地震事件信息的步骤具体包括：
[0022] 根据所述高采样率检波器接收的微地震事件的信噪比，利用长短时窗比法(STA/ LTA)进行纵波(P波)和横波(S波)的初至时间自动拾取；
[0023] 根据所述纵横波的初至和纵横波的传播速度，计算及显示压裂过程中微地震事件 的发生位置。
[0024] 所述长短时窗比法(STA/LTA)通过下述公式计算得出：
[0025]
[0026] 其中，R为长短时窗能量比值，li，b分别为设置的短时窗和长时窗，一般取12 = l〇h，w( j)为时刻j对应的波形幅度值，当R值发生突变的时刻，可认为是纵波或横波的初至 时间。
[0027] 所述微地震事件的发生位置通过下述公式计算得出：
[002引[(Xpi-Xqk)2+(yp巧qk)2+(Zpi_Zqk)2]l/2= Δ I'kiXVpXVs/^(Vp-Vs)
[0029] 其中，（Xpi，ypi，Zpi)为所述监测井中检波器i的空间坐标，（Xqk，yqk，Zqk)为微地震事 件的发生位置坐标，A化1为纵横波到检波器i的走时差，vp，Vs分别为纵、横波的传播速度。
[0030] 本发明提供的页岩气体积压裂微地震监测方法，通过优选监测井和合理设置高采 样率的Ξ分量检波器，并结合测井曲线建立的初始速度模型，大大地提高了页岩气平台井 微地震监测的精度，特别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，对压裂裂缝形态进行实时、精确地刻画，实时监测井筒完整性，及时为现场压裂 工程师提出合理建议，并可提供压裂施工效果评估。
【附图说明】
[0031 ]图1是本发明实施例提供的页岩气体积压裂微地震监测方法流程图；
[0032]图2是本发明实施例提供的页岩气平台井微地震监测示意图。
【具体实施方式】
[0033 ]下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。
[0034] 参见图1和图2,本发明实施例提供了一种页岩气体积压裂微地震监测方法，该方 法包括如下步骤：
[0035] 步骤101: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 音及实际施工需求等因素，在页岩气平台井中选择出监测井。
[0036] 根据页岩气平台井的最大化监测范围，平台内压裂井需在监测范围内；仪器部署 位置需避开固井质量差的位置;排除噪音源，避免同平台、压裂井同降液面引起井间干扰。 在页岩气平台井中优选出监测井，W便通过该监测井实现微地震事件监测，保证监测结果 的准确性。可进行单井监测，也可同时监测多口压裂井。
[0037] 步骤102:采用气举方式将监测井液面降至地面W下300米。
[0038] 由于压裂井和监测井处于同一个作业平台，因此压裂过程中累车会给井下检波器 带来很大的背景噪音影响。为了减小背景噪音的影响，可采用气举方式降低监测井液面，运 样可W有效降低微地震事件监测时的噪声，从而减小背景噪音对微地震事件监测结果的影 响。
[0039] 步骤103:在监测井的直井段设置高采样率检波器。
[0040] 本实施例的高采样率检波器为Ξ分量检波器。Ξ分量检波器的采样率为4Ifflz，带 宽为0-1660化，其采样精度相比于常规检波器(2KHZ)高2-3倍，运样可W大大提高微地震事 件的定位精度。
[0041 ]步骤104:利用测井曲线建立初始速度模型。
[0042] 利用已有的测井曲线提取得到地层介质的初始层速度模型。具体实施方法为中值 滤波或沃尔什变换等方法。
[0043] 步骤105:利用射孔事件或导爆索对初始速度模型进行校准，并对高采样率检波器 进行方位校正。
[0044] 在进行速度校准时，通常是通过分段压裂的射孔信息来确定该压裂区段的介质速 度。首先建立射孔或导爆索的实际走时与理论走时的目标函数，然后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高 采样率检波器较远，因此需要先确定高采样率检波器是否能