胡　楊　賈志坤

（1.南華大學(xué)核資源工程學(xué)院，湖南　衡陽(yáng)　421001；2.中化石油勘探開(kāi)發(fā)有限公司，北京　100031）

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微地震數(shù)據(jù)預(yù)處理及解釋

胡楊1賈志坤2

（1.南華大學(xué)核資源工程學(xué)院，湖南衡陽(yáng)421001；2.中化石油勘探開(kāi)發(fā)有限公司，北京100031）

摘要：微地震技術(shù)已成為非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)一項(xiàng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，微地震數(shù)據(jù)對(duì)于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層改造效果，優(yōu)化壓裂設(shè)計(jì)有著顯著的效果。微地震數(shù)據(jù)因其自身數(shù)據(jù)能量級(jí)小的特點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行分析前必須進(jìn)行質(zhì)控和處理，才能利用處理后的數(shù)據(jù)開(kāi)展后續(xù)解釋工作。經(jīng)過(guò)處理后的微地震數(shù)據(jù)，綜合利用地震數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行解釋，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)壓裂改造效果和水平井軌跡及壓裂設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：微地震；處理；綜合解釋

近些年，微地震技術(shù)逐漸進(jìn)入了石油工作者的視野。主要是由于微地震對(duì)于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層改造效果具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)于非常規(guī)開(kāi)發(fā)井井距的決策和壓裂設(shè)計(jì)也具有較好的決策支撐作用。該研究綜合利用地震數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、微地震數(shù)據(jù)來(lái)分析地層的脆性、壓裂隔擋層、能量釋放區(qū)以及壓裂改造效果［1］。

1　數(shù)據(jù)預(yù)處理

微地震數(shù)據(jù)面臨最大的挑戰(zhàn)就是噪音，這是由于微地震數(shù)據(jù)自身的能量級(jí)別較小，因而相對(duì)的噪音對(duì)微地震數(shù)據(jù)的干擾更大。如果對(duì)微地震數(shù)據(jù)不加質(zhì)量控制直接使用，勢(shì)必會(huì)對(duì)微地震數(shù)據(jù)的解釋精度帶來(lái)較大的誤差。該文使用量級(jí)和可信度兩個(gè)參數(shù)對(duì)得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，去掉低能級(jí)受噪聲干擾較大的和可信度較低的數(shù)據(jù)點(diǎn)。從目前的能量理論來(lái)看，大部分的能量分布符合地震震級(jí)—頻度關(guān)系，即古登堡-李希特公式，簡(jiǎn)稱G-R公式。因此，一般小震的發(fā)生頻度要比大震高得多，大小地震的比例關(guān)系LgN（m）=a-bm，其中N（m）為震級(jí)大于等于m的地震頻數(shù)，a、b為參數(shù)，可用實(shí)際地震目錄回歸得到。對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖1所示。

從圖1可以看到，在能量級(jí)別為-2.3的位置，數(shù)據(jù)點(diǎn)出現(xiàn)了明顯的下降趨勢(shì)，這與震級(jí)和數(shù)據(jù)頻率的線性關(guān)系不符合，這說(shuō)明能量級(jí)小與-2.3的數(shù)據(jù)點(diǎn)中，噪音占有主要部分，這些數(shù)據(jù)樣點(diǎn)的有效成分過(guò)少，不適于用來(lái)進(jìn)行后續(xù)的微地震數(shù)據(jù)解釋工作，需要移除這些微地震事件，這樣就確定了第一個(gè)數(shù)據(jù)過(guò)濾參數(shù)。利用這個(gè)參數(shù)進(jìn)行過(guò)濾，把震級(jí)小于-2.3的微地震數(shù)據(jù)去除后，可見(jiàn)微地震數(shù)據(jù)的分布。

圖1 微地震數(shù)據(jù)震級(jí)頻率對(duì)數(shù)交會(huì)圖

微地震數(shù)據(jù)中有一個(gè)重要的數(shù)據(jù)項(xiàng)就是可信度，這個(gè)參數(shù)是來(lái)自于多個(gè)檢波點(diǎn)共同決定的參數(shù)。如果多個(gè)檢波點(diǎn)確定接收到了來(lái)自同一位置的微地震事件，那么認(rèn)為該微地震事件的可信度較高，如果較少的檢波器接受到了來(lái)自同一個(gè)位置的微地震數(shù)據(jù)，那么可信度就較低。從圖1中可以看到，在可信度小于2.6以后，微地震事件數(shù)量也急劇下降，將2.6設(shè)置為可信度參數(shù)的截取值，將可信度小于2.6的微地震事件移除，這也保證了不會(huì)過(guò)濾過(guò)多的微地震數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)可用性，所以這個(gè)參數(shù)可以根據(jù)單井的情況變化，但一般應(yīng)大于2.5。選取了2.6作為過(guò)濾參數(shù)后，將低可信度參數(shù)低于2.5的微地震數(shù)據(jù)過(guò)濾（見(jiàn)圖2）。

2　數(shù)據(jù)解釋

在壓裂過(guò)程中，盡量使壓裂所產(chǎn)生的能量盡量釋放到目的層段內(nèi)，這樣可以使更多的能量用于改造目的層段的儲(chǔ)層，產(chǎn)生更多的裂縫，形成裂縫網(wǎng)，達(dá)到加強(qiáng)改造效果、提高產(chǎn)量的目的。與此同時(shí)，應(yīng)盡量避免壓裂的能量向上或者向下用于破壞地層，同時(shí)也要盡量避免井位部署在較大的斷層附近，可以避免能量沿?cái)鄬俞尫?。因此，在井位部署時(shí)考慮目的層段向上和向下方向有較好的隔擋層，適合井位的部署。大部分的微地震數(shù)據(jù)點(diǎn)集中在藍(lán)色區(qū)域，藍(lán)色區(qū)域?yàn)榈妥杩购偷蜅钍夏Ａ繀^(qū)域，綠色區(qū)域?yàn)楦咦杩购透邨钍夏Ａ繀^(qū)域，紫色柱狀圖顯示的是能量按照深度的分布，數(shù)據(jù)點(diǎn)和能量分布說(shuō)明高阻抗區(qū)高楊氏模量域作為隔擋層將大部分能量局限釋放于目的層段內(nèi)，可以最大程度利用壓裂所產(chǎn)生的能量，同時(shí)也要注意在部署水平井位的時(shí)候，垂向的方向上不要距離隔擋層的位置過(guò)近，避免壓裂能量損失。

圖2 微地震事件分布圖

通過(guò)對(duì)微地震數(shù)據(jù)的分級(jí)，按照過(guò)濾參數(shù)將每級(jí)中不連續(xù)的微地震事件過(guò)濾掉，對(duì)每級(jí)的裂縫向井兩側(cè)的發(fā)育長(zhǎng)度及目的層段向上和向下的裂縫生長(zhǎng)高度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以分析不同壓裂所對(duì)應(yīng)的地層的非均質(zhì)性。在得到裂縫的統(tǒng)計(jì)參數(shù)之后，可以看到水平裂縫的總平均長(zhǎng)度為450ft，在部署水平井位時(shí)，在這個(gè)目的層段的水平井位的間距不能小于450ft，否則壓裂產(chǎn)生的裂縫很可能會(huì)連通兩口水平井，造成井間干擾，這主要是由于檢波器在水平井的東側(cè)，觀測(cè)距離更近，可以接收到更多的有效微地震事件，從而造成兩側(cè)裂縫長(zhǎng)度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果有差異，不能當(dāng)作是地層的非均質(zhì)性來(lái)對(duì)待。從裂縫向上生長(zhǎng)裂縫參數(shù)來(lái)看，在部署水平井時(shí)要考慮盡量遠(yuǎn)離目的層段的頂部，避免壓裂壓穿上覆的隔擋層，造成壓裂能量散失，盡量將能量局限在目的層段內(nèi)。從對(duì)比關(guān)系中可以看到3個(gè)參數(shù)基本存在一個(gè)正相關(guān)的關(guān)系。

在接收到的微地震事件數(shù)量也較多的區(qū)域，裂縫發(fā)育強(qiáng)度較大。同時(shí)從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，單級(jí)的水力壓裂改造效果也相對(duì)較好。這表明在微地震事件多的區(qū)域，地層的脆性較好，更易于被壓裂產(chǎn)生較多的裂縫，從而達(dá)到較好的改造效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］李庶林.試論微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2009（1）：1-21.

中圖分類號(hào)：P631.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-5168（2016）02-0158-02

收稿日期：2016-01-18

基金項(xiàng)目：南華大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金（2012XQD03）資助。

作者簡(jiǎn)介：胡楊（1983-），男，講師，研究方向：微地震及鈾礦地質(zhì)。

Micro-seismic Data Pre-processing and Interpretation

Hu Yang1Jia Zhikun2
（1.Nuclear Resources Engineering，Nanhua University，Hengyang Hunan 421001；2.Sinochem Petroleum Exploration and Development Co.Ltd.，Beijing 100031）

Abstract:The micro-seismic technology has become the key technology of unconventional oil and gas devel?opment,micro-seismic data has a significant effect in reservoir monitoring the effect of reconstruction and optimizing fracturing design.Quality control must be pre-processed seismic data for its own micro-level characteristics of a small energy data in its analysis,to take advantage of the processed data to carry out follow-up explanation.After the micro-processed seismic data,comprehensive utilization of seismic data,log?ging data interpretation,so as to monitor the effect of fracturing and fracturing and horizontal well trajecto?ry design optimization goals.

Keywords:micro-seismic；treatment；comprehensive interpretation