微震監測技術在油氣勘探中的應用與發展

王國雨

（遼河油田海南油氣勘探分公司，遼寧 盤錦 124010）

隨著能源需求的持續增長，油氣勘探從常規向非常規快速轉化成為必然。根據“十二五”期間油氣勘探規劃和國內發展態勢，我國國有油氣企業在抓好常規油氣藏勘探開發的同時，積極向隱蔽和非常規油氣藏拓展。油氣田勘探開發的長期實踐證明，測井是發現與評價油氣層的最重要、最有效的必不可少的技術手段。

1 微震監測技術

微震監測技術是一種高科技信息化的地下工程動力監測技術。隨著設備硬件技術、信號處理技術和數字化技術的快速發展，微震監測技術的應用在國際上也越來越多，目前國內出現了對該技術的應用研究熱。微地震監測技術在油氣藏勘探開發方面的主要應用包括儲層壓裂監測、油藏動態監測等，可縮短和降低儲層監測的周期與費用。

微震監測用的不是專門人工震源產生的地震波，主要是利用人為的一些物理方法或者工程技術手段產生的地震波，利用人工方式誘發的微弱地震需要在井中觀測，對于實施監測到的數據資料進行對照處理與分析，得到解釋，最后可以獲得其空間圖像，包括裂縫處的詳細地理信息。對于油氣開發前空隙流動前緣，對于熱驅空間的變化進行檢測，還可以測得地層縱波，斯通利波，泊松比和全波列波形記錄，通過處理解釋可以用來確定巖性孔隙度、劃分氣層、識別地層裂縫、估算滲透率、分析巖石力學特性、標定橫波地震速度。

2 石油勘探中微震監測技術應用

微震監測技術一個重要的應用就是在石油工程領域的應用。對于抽采石油的采區，為了提高石油的采出率，往往要向采區注入高壓水破巖。石油開采一般都在大深度的地層下進行，淺則幾百米，深則上千米。因此，注水要技術上可行和經濟上合理。微震監測技術對于這種大深度的井下注水工程有較好的監測效果，它可以強有力地確定巖體破裂和裂紋擴展方向、裂紋擴展長度和寬度等；確定注水鉆孔的合理位置，控制注水量以達到節約用水；優化壓裂設計，如注水壓力、注水時間等。加拿大的ESG公司就在美國的一些石油開采區使用了微震監測技術，并取得較好的經濟效益。

微震監測測井曲線綜合利用電性曲線、巖性剖面及鉆井地質分層的多種信息，精確標定出地下某地質體的頂底界面，分析儲層的橫向變化，提高了標定的準確和形象性，將其與對該區的整體構造與地質認識相對照，分析其是否符合該區地質沉積規律，也可對合成地震記錄起到檢查的作用。通過任意連井線，將測井曲線投在地震剖面上，根據地震標準反射層與測井響應一致原則，使井與井之間的地震地質標定的關系保持一致，從而檢驗空間地震地質標定的合理性和一致性。

目前，微地震監測技術處于技術攻關階段。隨著技術的日臻成熟，實時微地震成像可以及時指導壓裂工程，適時調整壓裂參數；對壓裂的范圍、裂縫發育的方向、大小進行追蹤、定位，客觀評價壓裂工程的效果，對下一步的生產開發提供有效的指導。基于微震監測的裂縫評價技術正在發展成為油層壓裂生產過程中最直觀、最可信賴的技術之一，采用微地震技術，對儲層壓裂進行監測，微震監測結果與人工電位梯度方法（ERT）監測結果基本一致。微地震壓裂監測技術是在低滲透油氣藏壓裂改造領域的一項重要新技術，對油氣田開發中的水平井網優化布置、提高采收率、降低開發成本等方面具有指導性意義。

3 微震測井的發展趨勢

21世紀以來，三維地震勘探技術主要朝著提高勘探效率、降低勘探成本的方向發展。數字檢波器、可控震源的應用，擴大了地震數據采集裝備帶道能力，實現了單點激發、單點接收、高密度、寬方位/全方位的三維地震數據采集，加上高性能計算技術使地震成像 技術、數據處理解釋一體化、可視化快速發展，提高了三維地震數據質量和地震資料分辨率。經過近10年的發展，寬方位采集技術已經在海上地震勘探中發揮越來越重要的作用，取得了較好的應用效果。隨著采集道數的增加，陸上寬方位角三維地震勘探也已成為可能。寬方位地震勘探在巖性和裂縫油氣藏勘探領域具有廣闊的應用前景。

目前斯倫貝謝、貝克休斯、道達爾、哈里伯頓等多家公司推出微地震技術服務。道達爾公司在中東和南美分別進行了注蒸汽微地震監測研究。一些專門從事微地震技術服務的公司在該領域取得重大進展，在優化開發方案、提高采收率等方面起到關鍵作用。微地震技術服務公司研發出一套基于地表的微震數據采集觀測系統，其專有的FracStar技術在非常規資源開采中發揮重要作用。微地震技術在頁巖氣儲集層中進行實時壓裂監測效果顯著，貝克休斯公司采用ⅠntelliFrac服務解決了頁巖氣儲層水力壓裂實時監測難題。

高質量的三維地震數據能夠詳細描述局部、微小構造信息，識別頁巖儲層復雜的裂縫、斷層，優化鉆探設計，避免鉆井危害，降低鉆探風險。高精度三維地震勘探獲得的信息量豐富，地震剖面分辨率高，發現了許多重大油氣發現，為保證全球油氣持續增儲上產做出了巨大貢獻。多數石油公司認為，三維高分辨率地震技術的廣泛應用，使全球探井成功率達到70%。20世紀90年代開始應用的四維地震是三維地震的延續，使三維地震技術應用到油氣開發領域。四維地震監測技術的使用，明顯改善了油藏管理，不僅降低了油田開發生產成本，也使油藏采收率大幅提高，同時在確定剩余油分布方面發揮了重要作用。

結語

隨著微震監測技術理論的發展、設備性能的完善、價格的大眾化，微地震監測技術在油氣藏勘探開發方面的應用將不斷的完善，井下儀器的集成化、陣列化、功能多樣化及組合化是發展的需要，一只組合了多個傳感器的儀器能確定多種巖石物理性質，可使儲量估算更準確、油藏監測得以優化、作業方式得到改進。隨鉆測井及井下永久傳感器監測技術不斷的完善，未來的油氣勘探必將為油氣能源產業的發展具有更大的推動作用。

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