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微地震与地面地震联合定位方法应用研究

刁瑞  
【摘要】:微地震监测技术是通过监测致密储层压裂改造产生的微地震波,来评价分析压裂效果、指导压裂工艺优化的地球物理技术。微地震监测技术是水力压裂裂缝监测和评价中最有效的方法之一,能够实时监测压裂过程中产生裂缝的形态、方位、长度、高度等信息。微地震监测技术取得了巨大的发展和广泛的应用,但同时也面临着挑战。如何提高微地震事件定位精度,发挥微地震监测技术在压裂效果评价、压裂工艺优化、井位部署等方面的作用,是微地震监测技术所要迫切解决的问题。微地震事件定位精度主要受到微地震数据信噪比、速度模型和定位方法的影响。本文在地面微地震与地面三维地震联合应用的整体思路指导下,开展了微地震监测数据噪音压制技术、地面微地震与地面三维地震联合校正定位方法、微地震能量双向累积裂缝成像技术、多资料联合的定位结果综合解释技术研究。充分发挥成熟油区地面三维地震、地质和测井资料的作用,克服复杂近地表的不利影响,提高微地震事件定位精度,扩大地面微地震监测技术的应用范围。微地震数据信噪比影响事件的拾取误差和定位精度,针对地面微地震数据噪音干扰严重、信噪比低的特点,开展了噪音压制技术研究。将修正S变换引入到微地震数据去噪处理中,在二维时间—频率域中压制噪音干扰。采用独立分量盲源分离噪音压制技术,降低随机噪音的影响。创新研究了地面有源噪音自动识别与匹配压制技术,利用波动方程正演模拟方法建立微地震量板,通过微地震量板自动判识方法识别地面有源噪音,并通过三维最优并行搜索方法,同步计算噪音源位置坐标和噪音传播速度,从而根据有源噪音标准道和自适应匹配算子,实现地面有源噪音的匹配压制。地面微地震受到复杂近地表的剧烈影响,创新研究了地面微地震与地面三维地震联合校正定位方法。利用地面三维地震数据和低降速带测量数据进行约束层析反演,建立精确的近地表速度模型和品质因子体,通过近地表补偿和静校正,消除复杂近地表的不利影响。利用地面三维地震速度模型弥补测井资料浅层缺失的不足,因而建立的速度模型更加合理、准确。通过互相关方法求取剩余静校正量,进一步消除复杂近地表和速度模型近似误差的影响。采用时频分析方法计算不同频率段的能量谱密度,实现微地震事件初至的准确拾取。通过逐步校正的思路不断提高微地震数据的品质和速度模型的精确度,最终实现了微地震事件的精确定位。地面微地震监测数据存在信号能量弱、拾取误差大的问题,研究了微地震能量双向累积裂缝成像技术,引入能量平衡因子和骨架构建方法,消除不同时窗之间的能量差异,实现压裂裂缝成像。该技术通过压裂段周围剖分网格点的空间方向能量累积,可以降低强能量噪音干扰的不利影响,实现弱能量微地震事件的准确定位。通过监测时间方向的不断累积,能够提高压裂裂缝成像精度,更好的描述裂缝展布特征。微地震事件定位结果存在多解性,研究了微地震与地面三维地震、测井、工程压裂信息等多资料联合的解释技术,深入分析了天然微小裂缝、地应力对微地震事件数量的影响,探讨分析了压裂液浓度对储层压裂改造的作用。通过多资料的综合解释与应用,减少了人工压裂裂缝解释的多解性,能够更好的评价压裂效果,发挥致密储层压裂的指导作用,最终实现提高油气采收率的目的。微地震事件定位精度直接受到数据信噪比、速度模型精度、定位方法的影响,针对制约定位精度的问题,在地面微地震与地面三维地震联合校正定位研究的整体思路指导下,开展了针对性噪音压制、联合校正、压裂裂缝成像、多资料联合解释等研究工作。在实际应用中取得了较好的效果,发挥了微地震监测技术在致密储层压裂效果评价、压裂方案及工艺优化、井位论证部署等方面的作用,最终实现致密油气藏高效开发的目的。


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