理學(xué)裂縫研究的理論與方法

理學(xué)裂縫研究的理論與方法第1頁(yè)/共108頁(yè)一.前言二.天然裂縫研究三.人工裂縫研究四.結(jié)束語(yǔ)第2頁(yè)/共108頁(yè)一.前言

裂縫可分為人工裂縫和天然裂縫二大類，其存在特征是國(guó)內(nèi)外油田,特別是低孔低滲油田開(kāi)發(fā)亟待解決的問(wèn)題。對(duì)裂縫的了解程度常常決定著油田的開(kāi)發(fā)效益。許多油公司在裂縫研究方面投入大量人力、物力，不斷提出新的裂縫研究理論、技術(shù)、方法，使可以認(rèn)識(shí)裂縫的油田種類越來(lái)越多，也從中取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益?？梢哉f(shuō)，我們所以不能正確地認(rèn)識(shí)某類油田的裂縫，是因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有找到針對(duì)性的認(rèn)識(shí)方法。第3頁(yè)/共108頁(yè)二.天然裂縫研究(一).局域網(wǎng)微地震監(jiān)測(cè)(二).井壁裂縫三維延拓技術(shù)(三).撓曲度分析技術(shù)(四).古應(yīng)力場(chǎng)恢復(fù)技術(shù)(五).一些備用技術(shù)(六).目標(biāo)第4頁(yè)/共108頁(yè)(一).局域網(wǎng)微地震監(jiān)測(cè)1.理論2.局域網(wǎng)裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)3.微地震信號(hào)識(shí)別4.微地震定位5.微地震信號(hào)強(qiáng)度預(yù)測(cè)6.

局域網(wǎng)微地震監(jiān)測(cè)方法測(cè)試結(jié)果7.該技術(shù)在開(kāi)發(fā)中后、期的應(yīng)用8.需要做的工作及先進(jìn)性第5頁(yè)/共108頁(yè)1.理論

該技術(shù)采用檢測(cè)地下微地震，統(tǒng)計(jì)地震發(fā)生幾率的方法研究裂縫分布輪廓。是國(guó)外提出的，用于油田開(kāi)發(fā)前期的最新技術(shù)。微震發(fā)生過(guò)程可以寫為：（S1-S2）*SIN（2α）/2》τ0+μ（S1+S2-2p0）/2+μ（S1-S2）*COS（2α）/2(1)

這里,S1

，S2是最大，最小主應(yīng)力，α是在S1

、

S2所在平面內(nèi)，最大水平主應(yīng)力方向與層面法向的夾角。公式右側(cè)大于左側(cè)時(shí)，地層發(fā)生活動(dòng)，微地震發(fā)生?？梢钥闯?應(yīng)力、地層壓力、夾角是判斷地層是否發(fā)生滑動(dòng)的三個(gè)參數(shù)。地層壓力P0增加，致使右側(cè)值減小，使地層發(fā)生滑動(dòng)的幾率增大。τ0是地層的固有強(qiáng)度，數(shù)值在幾兆帕至幾十兆帕，沿已有裂縫面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，τ0為零。這使沿已有裂縫面發(fā)生微震的可能性遠(yuǎn)大于完整巖石。這也是假定多數(shù)微地震沿已有裂縫發(fā)生的理論基礎(chǔ)。μ是層面間摩擦系數(shù)。第6頁(yè)/共108頁(yè)

2.局域網(wǎng)裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)

據(jù)這一理論，可以用微地震監(jiān)測(cè)方法測(cè)試未開(kāi)發(fā)區(qū)的裂縫分布輪廓。美國(guó)科學(xué)家首先提出并使用了這個(gè)方法，在科恩縣取得了令人滿意的觀測(cè)結(jié)果。該次觀測(cè)使用由七個(gè)臺(tái)組成的微地震臺(tái)網(wǎng)，給出主干裂縫分布輪廓。經(jīng)與其它方法對(duì)比，證明該結(jié)果是正確的，與實(shí)際是相符的。第7頁(yè)/共108頁(yè)圖1.美國(guó)人在科恩縣取得的觀測(cè)成果

第8頁(yè)/共108頁(yè)

我們使用臨時(shí)拼湊起來(lái)的模擬臺(tái)網(wǎng)在中原戶部寨氣田也試驗(yàn)了這一技術(shù)。由于該氣田處于開(kāi)發(fā)后期，觀測(cè)結(jié)果是可以檢驗(yàn)的。我們使用六臺(tái)小局域流動(dòng)微地震臺(tái)網(wǎng)，該臺(tái)網(wǎng)一次觀測(cè)控制面積為2個(gè)平方公里，經(jīng)6次監(jiān)測(cè)覆蓋整個(gè)研究區(qū)。每次監(jiān)測(cè)的持續(xù)時(shí)間4小時(shí)。盡管使用的臺(tái)網(wǎng)存在各種不足，但觀測(cè)結(jié)果是令人鼓舞的。第9頁(yè)/共108頁(yè)

破裂的臨界強(qiáng)度由巖石本身的性質(zhì)決定，與激勵(lì)條件無(wú)關(guān)，只在作用達(dá)到破裂條件瞬間才會(huì)有微地震發(fā)生，因此微地震信號(hào)的強(qiáng)度也與激勵(lì)條件無(wú)關(guān)。而破裂發(fā)生的頻度是與激勵(lì)條件有關(guān)的，激勵(lì)強(qiáng)度越大，單位時(shí)間發(fā)生的微地震也越多。無(wú)激勵(lì)時(shí)的觀測(cè)需要持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。第10頁(yè)/共108頁(yè)

局域網(wǎng)微地震監(jiān)測(cè)方法測(cè)試結(jié)果第11頁(yè)/共108頁(yè)第12頁(yè)/共108頁(yè)由等值線描繪的裂縫密度分布圖（圖4）中,等值線密集的地方為裂縫密度變化較快的位置，它不表示裂縫密度大，裂縫的密集程度僅由顏色表示。因此，等值線稀疏，顏色深的位置裂縫密度大，裂縫密度變化平緩，是相對(duì)有利的儲(chǔ)油、儲(chǔ)氣位置。據(jù)此分析，我們認(rèn)為，該構(gòu)造的頂部是一個(gè)變化平緩的高裂縫分布區(qū)，東側(cè)較西側(cè)變化慢，相對(duì)有利一些。局域微地震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)給出的這一結(jié)果為用其它方法研究該區(qū)裂縫設(shè)定了一個(gè)總體趨勢(shì)，使其它裂縫研究方法有一個(gè)既定的目標(biāo)。第13頁(yè)/共108頁(yè)第14頁(yè)/共108頁(yè)1.觀測(cè)分析結(jié)果與地質(zhì)研究結(jié)果相符

2.觀測(cè)結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)狀況有很好的一致性

3.觀測(cè)結(jié)果與斷層的影響趨勢(shì)對(duì)應(yīng)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們有理由相信.如果我們使用整體局域網(wǎng),如果我們使觀測(cè)持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)為幾天,如果我們采用數(shù)字傳輸,我們可以在新油田開(kāi)發(fā)初期給出可信的油田裂縫分布輪廓。第15頁(yè)/共108頁(yè)7.該技術(shù)在開(kāi)發(fā)中后、期的應(yīng)用

這一觀測(cè)技術(shù)也可以用于套管變形區(qū)監(jiān)測(cè);熱驅(qū)前緣監(jiān)測(cè);注水前緣監(jiān)測(cè)。在華北油田我們實(shí)驗(yàn)了用微地震方法監(jiān)測(cè)注水前緣的可行性，結(jié)果是令人鼓舞的。第16頁(yè)/共108頁(yè)第17頁(yè)/共108頁(yè)第18頁(yè)/共108頁(yè)第19頁(yè)/共108頁(yè)

京430井位于京11-2斷塊上,從觀測(cè)結(jié)果可以看出:京18計(jì),京367處于水淹區(qū),京367本來(lái)就是水井;京425,京415,京627處于注水見(jiàn)效區(qū);京628,京625,京418,京420井處于注水無(wú)效區(qū)。有效區(qū)產(chǎn)液是無(wú)效區(qū)的3.56倍,產(chǎn)油是2.6倍,產(chǎn)水是5.0倍。

第20頁(yè)/共108頁(yè)表2.京430井變壓注水效益對(duì)比

第21頁(yè)/共108頁(yè)第22頁(yè)/共108頁(yè)第23頁(yè)/共108頁(yè)第24頁(yè)/共108頁(yè)京344井第25頁(yè)/共108頁(yè)第26頁(yè)/共108頁(yè)8.需要做的工作及先進(jìn)性1).該技術(shù)的核心是微地震實(shí)時(shí)定位技術(shù)。目前，我們已取得了突破性進(jìn)展。

2).完善、研制一套局域網(wǎng)設(shè)備,如果希望精確確定裂縫的深度分布,則需研制一套包括一個(gè)井下地震儀的立體臺(tái)網(wǎng)。該臺(tái)網(wǎng)采用前端16位采樣，數(shù)字傳輸技術(shù)。地面采用無(wú)線傳輸，井下采用光纜傳輸。

3).研制配套的軟件包,針對(duì)不同的觀測(cè)目的,不同的地質(zhì)條件，使用不同的軟件。

4).如果使用三分向地震儀，還可以給出震源機(jī)制，精細(xì)描述裂縫形態(tài)。第27頁(yè)/共108頁(yè)(二).井壁裂縫三維延拓技術(shù)1.井壁裂縫三維延拓技術(shù)的理論依據(jù)2.單井井壁裂縫三維延拓處理結(jié)果3.全區(qū)在3400米深度的裂縫形態(tài)4.該項(xiàng)技術(shù)需要做的工作及先進(jìn)性第28頁(yè)/共108頁(yè)1.井壁裂縫三維延拓技術(shù)的理論依據(jù)

井壁裂縫三維延拓是依據(jù)井壁裂縫的測(cè)試結(jié)果,推斷近井區(qū)的裂縫分布的一種方法。來(lái)源于美國(guó)斯坦福大學(xué),是目前井周裂縫研究的最好方法。國(guó)內(nèi)，勝利油田，渤海油田都使用過(guò)該方法，并取得了很好的效果。我們使用油田傾角測(cè)井資料。按延拓理論給出井周250米范圍的裂縫相對(duì)密度分布。每口井給出四張圖：裂縫分布柱狀圖，高裂縫密集區(qū)分布圖，切片圖，及指示裂縫產(chǎn)狀的烏爾夫網(wǎng)圖。實(shí)際上，我們可以定量或半定量的給出所有等級(jí)的裂縫密度分布。例如,紅色點(diǎn)表示,在該點(diǎn)附近,125立方米范圍有10條以上的裂縫。第29頁(yè)/共108頁(yè)傾角測(cè)井圖第30頁(yè)/共108頁(yè)

圖形的顏色反映了該井整體裂縫密度特征，顏色越近藍(lán)色，裂縫密度越低。在顯示高裂縫密集區(qū)分布的圖中，顯示的裂縫相對(duì)密度的標(biāo)準(zhǔn)色由圖5給出，裂縫的相對(duì)密度分為10級(jí),從左向右逐次增大,紅色是裂縫最密集的位置，從該圖可以看出高裂縫密集區(qū)相對(duì)于井孔的位置，可以判斷該井井位的正確性，打加密井、側(cè)鉆井的位置和方位。第31頁(yè)/共108頁(yè)第32頁(yè)/共108頁(yè)

裂縫方位和傾角由烏爾夫網(wǎng)圖表示，這是國(guó)際同行慣用的裂縫投影、分組的方法，表示結(jié)果簡(jiǎn)單明了，僅用一個(gè)點(diǎn)就表示了一條裂縫。烏爾夫網(wǎng)圖的正上方是正北方向，沿圓周順時(shí)針?lè)较虮硎玖芽p面的傾斜方位，與該方向垂直的方向表示裂縫走向；自圓周向圓心分為0-90度，表示裂縫面的傾角。本研究區(qū)裂縫傾角多在30-60度范圍；優(yōu)勢(shì)傾向?yàn)槟蠔|向和北東東向，表示優(yōu)勢(shì)裂縫走向?yàn)楸睎|向和北北西向。第33頁(yè)/共108頁(yè)第34頁(yè)/共108頁(yè)

把從所有井抽出的3400米深度的數(shù)據(jù)平面統(tǒng)一數(shù)據(jù)單位后，用專用程序合并在一個(gè)數(shù)據(jù)平面上，并按100X100的網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格化。網(wǎng)格化后的結(jié)果，在MATALEBE平臺(tái)上處理出研究區(qū)3400米深度的相對(duì)裂縫密度分布圖，裂縫分布梯度圖，該深度為戶部寨氣田的產(chǎn)層深度。分布梯度圖給出了裂縫密度發(fā)生變化的方向。第35頁(yè)/共108頁(yè)衛(wèi)351-1井第36頁(yè)/共108頁(yè)第37頁(yè)/共108頁(yè)第38頁(yè)/共108頁(yè)第39頁(yè)/共108頁(yè)部1-1井第40頁(yè)/共108頁(yè)第41頁(yè)/共108頁(yè)部1-3井第42頁(yè)/共108頁(yè)第43頁(yè)/共108頁(yè)各井在3400米深度的薄片分析

我們抽出各單井3400米深度的三維裂縫延拓結(jié)果,進(jìn)行裂縫密度分析,給出裂縫的相對(duì)密度分布。分析結(jié)果用偽彩色圖表示，相對(duì)裂縫密度由右側(cè)的色標(biāo)表示，向上裂縫密度變大。實(shí)際上，我們可以每隔5米給出一個(gè)裂縫分布平面。第44頁(yè)/共108頁(yè)部1-7第45頁(yè)/共108頁(yè)

部1-3第46頁(yè)/共108頁(yè)部6第47頁(yè)/共108頁(yè)部7第48頁(yè)/共108頁(yè)部1-12第49頁(yè)/共108頁(yè)3.全區(qū)在3400米深度的裂縫形態(tài)

全區(qū)在3400米深度的裂縫密度分布，反映了戶部寨氣田的氣層裂縫形態(tài)。研究其分布，對(duì)氣田開(kāi)發(fā)有指導(dǎo)意義。由于有足夠多的測(cè)井資料，可以綜合分析井壁裂縫三維延拓資料,給出研究區(qū)區(qū)域裂縫平面分布。由于分析使用了井壁裂縫資料的延拓結(jié)果。鉆井密集的地方分析結(jié)果相對(duì)可靠，鉆井稀疏的地方分析可靠性變差。圖上用數(shù)字所標(biāo)明的井位是為了指示圖形位置，數(shù)字與表1中的井號(hào)對(duì)應(yīng)。區(qū)域裂縫平面分布由等值線圖和偽彩色圖表示。由戶部寨氣田裂縫相對(duì)密度分布圖可以看出,在北部、中部都存在一些較高的裂縫密度分布區(qū)。這些區(qū)是潛在的新井井位位置。南端也顯示出一個(gè)高裂縫密度分布區(qū)，它反映了斷層相交的影響，不確定是一個(gè)可以選用的井位。圖中的編號(hào)對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的井位.

第50頁(yè)/共108頁(yè)裂縫密度等值線圖第51頁(yè)/共108頁(yè)

本研究區(qū)裂縫傾角多在30-60度范圍,百分之七十五的裂縫面傾角大于45度，高傾角占據(jù)優(yōu)勢(shì)；第52頁(yè)/共108頁(yè)

測(cè)試分析得到的低傾角裂縫部分反映了早期的擠壓作用，部分反映了非構(gòu)造裂縫的影響。優(yōu)勢(shì)傾向?yàn)槟夏蠔|向（150-170），南東向（130-150）和北東東向（70-80）；表示優(yōu)勢(shì)裂縫走向?yàn)楸睎|東向（60-80）,北東向（40-60）和北北西向（160-170）。第53頁(yè)/共108頁(yè)

裂縫走向和傾角反映了裂縫生成時(shí)的應(yīng)力狀態(tài),在同一個(gè)均勻應(yīng)力場(chǎng)作用下裂縫應(yīng)具有大體上一致的裂縫形態(tài)。三組不同走向的裂縫反映了應(yīng)力的不同作用方式，是與應(yīng)力分期相關(guān)的。研究區(qū)的裂縫可以大體分為三期。這為其它地質(zhì)研究所證實(shí)(東營(yíng)組、上第三紀(jì)前、上第三紀(jì)末)。第54頁(yè)/共108頁(yè)

北東東走向(60-80)的裂縫與現(xiàn)今應(yīng)力場(chǎng)最大水平主應(yīng)力的方向基本一致，從應(yīng)力場(chǎng)演變過(guò)程可以判斷，這組裂縫是最新的裂縫。由于其走向與現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向大體一致，且傾角較大，裂縫面承受著僅相當(dāng)最小水平主應(yīng)力的最小的擠壓應(yīng)力作用，有最好的張開(kāi)程度和導(dǎo)通性，是戶部寨氣田最有效的一組裂縫。第55頁(yè)/共108頁(yè)

北東（40-60）走向的裂縫與最大水平主應(yīng)力方向的偏差較小，應(yīng)具有一定的儲(chǔ)氣能力和導(dǎo)通度，是相對(duì)有效的一組裂縫。第56頁(yè)/共108頁(yè)

北北西（160-170）走向的裂縫應(yīng)該是早期裂縫，傾角很低，是在逆沖擠壓背景下形成的，屬于壓剪性裂縫。其走向已經(jīng)和現(xiàn)今應(yīng)力場(chǎng)的最大水平主應(yīng)力方向垂直，裂縫面上承受著最大的擠壓應(yīng)力作用，張開(kāi)程度和導(dǎo)通度很低，是一組很少有效的裂縫。第57頁(yè)/共108頁(yè)1.對(duì)塊狀油田該技術(shù)是可信的,但對(duì)層狀油田,應(yīng)該考慮在不同的地質(zhì)介質(zhì)中裂縫的延拓差別。

2.做區(qū)域裂縫研究時(shí)應(yīng)該把同一地質(zhì)層面拼合在一起,而不是同一深度的層面。那樣會(huì)更真實(shí)的反映裂縫分布。第58頁(yè)/共108頁(yè)4.該項(xiàng)技術(shù)需要做的工作及先進(jìn)性1.進(jìn)一步完善延拓理論

2.配備一套高速計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

3.完善從讀圖,各類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,及計(jì)算結(jié)果的軟件包

4.該技術(shù)適用于油田開(kāi)發(fā)中、后期,可做天然裂縫精細(xì)描述。是目前最為看好的裂縫研究方法。第59頁(yè)/共108頁(yè)(三).撓曲度分析1.撓曲度分析理論及優(yōu)越性

2.撓曲度分析實(shí)例13.龍虎泡、葡西、新站油田撓曲度裂縫預(yù)測(cè)

4.需要做的工作第60頁(yè)/共108頁(yè)

撓曲度方法與其它方法相比，在褶皺變形細(xì)節(jié)研究方面具有優(yōu)勢(shì)。如確定斜坡帶的次級(jí)隆起，小的局部褶皺。撓曲度分析方法還在具有垂直運(yùn)動(dòng)分量的裂縫檢測(cè)方面具有優(yōu)勢(shì)，如與傾滑，逆沖相關(guān)的裂縫分布。油田裂縫多與傾滑運(yùn)動(dòng)相關(guān)，因此有時(shí)撓曲度分析方法會(huì)取得很好的分析結(jié)果，得到其它方法不能替代的作用。撓曲度裂縫分析理論也是由美國(guó)斯坦福大學(xué)提出并發(fā)展了的地層裂縫分析理論，并在多種場(chǎng)合得到驗(yàn)證。

第61頁(yè)/共108頁(yè)2.撓曲度分析實(shí)例1第62頁(yè)/共108頁(yè)3.龍虎泡、葡西、新站油田撓

曲度裂縫預(yù)測(cè)嫩4組第63頁(yè)/共108頁(yè)第64頁(yè)/共108頁(yè)第65頁(yè)/共108頁(yè)4.需要做的工作1).研制一套直接獲得界面深度的技術(shù)2).配套相應(yīng)軟件第66頁(yè)/共108頁(yè)(四).古應(yīng)力場(chǎng)恢復(fù)1.古應(yīng)力場(chǎng)恢復(fù)理論2.三維古應(yīng)力場(chǎng)模擬3.古應(yīng)力場(chǎng)恢復(fù)實(shí)例第67頁(yè)/共108頁(yè)1.古應(yīng)力場(chǎng)恢復(fù)理論

地下裂縫是在不同的地質(zhì)時(shí)代，在當(dāng)時(shí)的應(yīng)力場(chǎng)作用下形成的?；謴?fù)當(dāng)時(shí)的歷史應(yīng)力場(chǎng)，就可以判斷該期構(gòu)造的裂縫特征。古應(yīng)力場(chǎng)恢復(fù)是通過(guò)野外地質(zhì)考查,有依據(jù)的古運(yùn)動(dòng)分析,遵照歷史延革過(guò)程,按一定的準(zhǔn)則恢復(fù)特定歷史時(shí)期的應(yīng)力邊界,通過(guò)逼近和模擬進(jìn)一步判斷當(dāng)時(shí)的裂縫特征。第68頁(yè)/共108頁(yè)2.三維古應(yīng)力場(chǎng)模擬

三維應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬采用四面體十節(jié)點(diǎn)單元。為有更高的精度，使用的單元數(shù)近10萬(wàn)個(gè)，并在區(qū)內(nèi)設(shè)置多條斷層（圖107）。模擬層數(shù)為9層，有7層給出結(jié)果。每層給出：最大，最小水平主應(yīng)力，最大剪切應(yīng)力，球形應(yīng)力，最大水平主應(yīng)力方向，K值計(jì)6張圖。模擬使用Ansys通用非線性軟件。第69頁(yè)/共108頁(yè)

其中，K值圖反映裂縫的相對(duì)密度，K值大，裂縫的相對(duì)密度也大。據(jù)摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則:K=(S1-S2)/(S1+S2

–2P0)

上式的分子是差異應(yīng)力，是生成裂縫的動(dòng)力；分母是有效球形應(yīng)力，是阻止裂縫生成的作用力，該值越大，裂縫生成的幾率越高。因此，K值可以作為判斷地層裂縫密度分布的參數(shù)。該參數(shù)適合逆沖，平移，傾滑等與層面具有滑動(dòng)趨勢(shì)的裂縫生成機(jī)制有關(guān)的裂縫密度分布；僅在判斷純拉張機(jī)制生成的裂縫密度時(shí)存在較大的誤差。但地下裂縫很少有純拉張裂縫。第70頁(yè)/共108頁(yè)3.古應(yīng)力場(chǎng)恢復(fù)實(shí)例第71頁(yè)/共108頁(yè)第72頁(yè)/共108頁(yè)第73頁(yè)/共108頁(yè)第74頁(yè)/共108頁(yè)第二K值第75頁(yè)/共108頁(yè)(五).一些備用方案1.地震勘探與波速測(cè)井資料的聯(lián)合反演該方法以沃爾什公式為依據(jù),反演裂縫與孔隙度分布。俄羅斯專家在這項(xiàng)研究中取得過(guò)好的成果。該方法適用于開(kāi)發(fā)的中后期。第76頁(yè)/共108頁(yè)2.大地電磁測(cè)深與電導(dǎo)率測(cè)井的聯(lián)合反演該項(xiàng)研究可以給出裂縫及有利儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)空間分布，適用于開(kāi)發(fā)的中后期第77頁(yè)/共108頁(yè)3.重力勘探與地震勘探的聯(lián)合反演該方法可以給出某一界面下裂縫的二維分布。適用于開(kāi)發(fā)前期第78頁(yè)/共108頁(yè)

（六）.研究目標(biāo)

緊跟國(guó)際先進(jìn)水平與動(dòng)態(tài),開(kāi)發(fā)新技術(shù)完善現(xiàn)有技術(shù)研究、配套針對(duì)不同種類,不同開(kāi)發(fā)階段油田的裂縫研究理論第79頁(yè)/共108頁(yè)三.人工裂縫識(shí)別(一).國(guó)外研究現(xiàn)狀(二).國(guó)內(nèi)進(jìn)展(三).建議的研究方法(四).達(dá)到的目標(biāo)第80頁(yè)/共108頁(yè)(一).國(guó)外研究現(xiàn)狀

該項(xiàng)研究已有近二十年的歷史,研究理論和方法也幾經(jīng)變革，目前國(guó)外已達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的水平。國(guó)外主要人工裂縫識(shí)別技術(shù)為：

1.單井井下人工裂縫監(jiān)測(cè)

2.多井井下人工裂縫監(jiān)測(cè)

3.井下地面組合觀測(cè)其中以第三種方法最為實(shí)用第81頁(yè)/共108頁(yè)法國(guó)CreatechIndustrie

提出了一個(gè)Miro-seismicimaging技術(shù),用放在淺層的永久性地震儀和放在井下的半永久性井下三分向地震儀，通過(guò)監(jiān)測(cè)微地震事件的方法進(jìn)行單井人工裂縫成象。被認(rèn)為是一項(xiàng)油田壓裂裂縫研究的新技術(shù)。淺層的地聽(tīng)器起到重要的輔助作用。第82頁(yè)/共108頁(yè)放入作業(yè)井的井下地震儀第83頁(yè)/共108頁(yè)所使用的三類儀器第84頁(yè)/共108頁(yè)四維地震分析結(jié)果第85頁(yè)/共108頁(yè)光纜傳輸方式第86頁(yè)/共108頁(yè)該技術(shù)的優(yōu)越性1.永久淺地震臺(tái)網(wǎng)與單井人工裂縫成象的概念

2.四維立體地震臺(tái)網(wǎng)的新提法

3.前端數(shù)字化及數(shù)字傳輸

4.采用光纖通信技術(shù)這些技術(shù)對(duì)我們解決人工裂縫監(jiān)測(cè)問(wèn)題,注水前緣監(jiān)測(cè)問(wèn)題,熱采前緣監(jiān)測(cè)問(wèn)題,套管變形區(qū)監(jiān)測(cè)問(wèn)題有重要的參考意義第87頁(yè)/共108頁(yè)1.單井井下人工裂縫監(jiān)測(cè)

采用單井方法,主要是為了減輕作業(yè)負(fù)擔(dān),減少費(fèi)用,為油田提供方便。以P波或S波偏振確定微地震相對(duì)觀測(cè)井的方位，以P、

S波時(shí)差確定微地震與觀測(cè)點(diǎn)的距離，從而確定微震源位置。在裸孔段中，該方法的觀測(cè)精度尚可接受；在套管井中，則誤差過(guò)大。第88頁(yè)/共108頁(yè)第89頁(yè)/共108頁(yè)第90頁(yè)/共108頁(yè)第91頁(yè)/共108頁(yè)2.多井井下人工裂縫監(jiān)測(cè)

該方法盡管有很多成功的實(shí)例，但由于現(xiàn)場(chǎng)工作量過(guò)大，僅有試驗(yàn)意義，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。

第92頁(yè)/共108頁(yè)第93頁(yè)/共108頁(yè)3.井下地面組合觀測(cè)

單井的井下監(jiān)測(cè)局限性大，精度也不是很高。單獨(dú)的地面監(jiān)測(cè)，信號(hào)的質(zhì)量和真實(shí)性受到懷疑，且裂縫高度誤差不能容忍。二者結(jié)合起來(lái)，就可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，以井下信號(hào)作為鑒別信號(hào)真?zhèn)蔚臉?biāo)準(zhǔn)，以立體臺(tái)網(wǎng)進(jìn)行微地震定位，可以給出微地震精確的空間位置。而且增設(shè)地面臺(tái)站，并不會(huì)增加多少工作量。我們建議采取第三種方案，可以適應(yīng)不同條件下的觀測(cè)和人工裂縫識(shí)別。第94頁(yè)/共108頁(yè)(二).國(guó)內(nèi)進(jìn)展

國(guó)內(nèi)開(kāi)展人工裂縫監(jiān)測(cè)已有若干年的歷史，目前還是以地面監(jiān)測(cè)為主。雖然進(jìn)行過(guò)一些井下觀測(cè)，但很少取得令人滿意的結(jié)果。近幾年，在計(jì)算機(jī)高度發(fā)展的條件下，開(kāi)始推進(jìn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，且已取得一些進(jìn)展。第95頁(yè)/共108頁(yè)文13-78井

該井在同一個(gè)下午同一個(gè)井段進(jìn)行了二次增壓注水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),二次間的時(shí)間間隔約二小時(shí)。每次實(shí)時(shí)記錄結(jié)果又進(jìn)行了自動(dòng)識(shí)別。這使該井的對(duì)比資料完整?？梢钥闯?，二次監(jiān)測(cè)，裂縫長(zhǎng)度相近，方位僅差1度。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)識(shí)別幾近相同。這表明，在裂縫監(jiān)測(cè)結(jié)果的可重復(fù)性，可對(duì)比性方面，國(guó)內(nèi)也取得了可喜的進(jìn)展。我們還需在可靠性和高度的精確度方面下大力氣。第96頁(yè)/共108頁(yè)文13-78井第一次實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

第97頁(yè)/共108頁(yè)文13-78井第一次自動(dòng)回放

第98頁(yè)/共108頁(yè)文13-78井第二次實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

第99頁(yè)/共108頁(yè)文13-78井第二次自動(dòng)回放

第100頁(yè)/共108頁(yè)(三).建議的方案和研究方法

一）.建議方案

1.我們建議采用單井（裸孔，套管）和地面臺(tái)站的組合方法。

2.采用GPS同步數(shù)字傳輸技術(shù)

3.井下采用水聽(tīng)器串,光纜數(shù)字傳輸

4.前端采樣率為每秒一千次,16位采樣第101頁(yè)/共108頁(yè)第102頁(yè)/共108頁(yè)二).技術(shù)的先進(jìn)性1.GPS時(shí)間同步,沒(méi)有誤差累計(jì),同步誤差為10