微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用與發(fā)展

王國(guó)雨

（遼河油田海南油氣勘探分公司，遼寧 盤(pán)錦 124010）

隨著能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)，油氣勘探從常規(guī)向非常規(guī)快速轉(zhuǎn)化成為必然。根據(jù)“十二五”期間油氣勘探規(guī)劃和國(guó)內(nèi)發(fā)展態(tài)勢(shì)，我國(guó)國(guó)有油氣企業(yè)在抓好常規(guī)油氣藏勘探開(kāi)發(fā)的同時(shí)，積極向隱蔽和非常規(guī)油氣藏拓展。油氣田勘探開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)期實(shí)踐證明，測(cè)井是發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià)油氣層的最重要、最有效的必不可少的技術(shù)手段。

1 微震監(jiān)測(cè)技術(shù)

微震監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種高科技信息化的地下工程動(dòng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)。隨著設(shè)備硬件技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，微震監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)際上也越來(lái)越多，目前國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用研究熱。微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)在油氣藏勘探開(kāi)發(fā)方面的主要應(yīng)用包括儲(chǔ)層壓裂監(jiān)測(cè)、油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等，可縮短和降低儲(chǔ)層監(jiān)測(cè)的周期與費(fèi)用。

微震監(jiān)測(cè)用的不是專門人工震源產(chǎn)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(shù)手段產(chǎn)生的地震波，利用人工方式誘發(fā)的微弱地震需要在井中觀測(cè)，對(duì)于實(shí)施監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行對(duì)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(xì)地理信息。對(duì)于油氣開(kāi)發(fā)前空隙流動(dòng)前緣，對(duì)于熱驅(qū)空間的變化進(jìn)行檢測(cè)，還可以測(cè)得地層縱波，斯通利波，泊松比和全波列波形記錄，通過(guò)處理解釋可以用來(lái)確定巖性孔隙度、劃分氣層、識(shí)別地層裂縫、估算滲透率、分析巖石力學(xué)特性、標(biāo)定橫波地震速度。

2 石油勘探中微震監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

微震監(jiān)測(cè)技術(shù)一個(gè)重要的應(yīng)用就是在石油工程領(lǐng)域的應(yīng)用。對(duì)于抽采石油的采區(qū)，為了提高石油的采出率，往往要向采區(qū)注入高壓水破巖。石油開(kāi)采一般都在大深度的地層下進(jìn)行，淺則幾百米，深則上千米。因此，注水要技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上合理。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)于這種大深度的井下注水工程有較好的監(jiān)測(cè)效果，它可以強(qiáng)有力地確定巖體破裂和裂紋擴(kuò)展方向、裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度和寬度等；確定注水鉆孔的合理位置，控制注水量以達(dá)到節(jié)約用水；優(yōu)化壓裂設(shè)計(jì)，如注水壓力、注水時(shí)間等。加拿大的ESG公司就在美國(guó)的一些石油開(kāi)采區(qū)使用了微震監(jiān)測(cè)技術(shù)，并取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

微震監(jiān)測(cè)測(cè)井曲線綜合利用電性曲線、巖性剖面及鉆井地質(zhì)分層的多種信息，精確標(biāo)定出地下某地質(zhì)體的頂?shù)捉缑?，分析?chǔ)層的橫向變化，提高了標(biāo)定的準(zhǔn)確和形象性，將其與對(duì)該區(qū)的整體構(gòu)造與地質(zhì)認(rèn)識(shí)相對(duì)照，分析其是否符合該區(qū)地質(zhì)沉積規(guī)律，也可對(duì)合成地震記錄起到檢查的作用。通過(guò)任意連井線，將測(cè)井曲線投在地震剖面上，根據(jù)地震標(biāo)準(zhǔn)反射層與測(cè)井響應(yīng)一致原則，使井與井之間的地震地質(zhì)標(biāo)定的關(guān)系保持一致，從而檢驗(yàn)空間地震地質(zhì)標(biāo)定的合理性和一致性。

目前，微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)處于技術(shù)攻關(guān)階段。隨著技術(shù)的日臻成熟，實(shí)時(shí)微地震成像可以及時(shí)指導(dǎo)壓裂工程，適時(shí)調(diào)整壓裂參數(shù)；對(duì)壓裂的范圍、裂縫發(fā)育的方向、大小進(jìn)行追蹤、定位，客觀評(píng)價(jià)壓裂工程的效果，對(duì)下一步的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)提供有效的指導(dǎo)。基于微震監(jiān)測(cè)的裂縫評(píng)價(jià)技術(shù)正在發(fā)展成為油層壓裂生產(chǎn)過(guò)程中最直觀、最可信賴的技術(shù)之一，采用微地震技術(shù)，對(duì)儲(chǔ)層壓裂進(jìn)行監(jiān)測(cè)，微震監(jiān)測(cè)結(jié)果與人工電位梯度方法（ERT）監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致。微地震壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)是在低滲透油氣藏壓裂改造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要新技術(shù)，對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)中的水平井網(wǎng)優(yōu)化布置、提高采收率、降低開(kāi)發(fā)成本等方面具有指導(dǎo)性意義。

3 微震測(cè)井的發(fā)展趨勢(shì)

21世紀(jì)以來(lái)，三維地震勘探技術(shù)主要朝著提高勘探效率、降低勘探成本的方向發(fā)展。數(shù)字檢波器、可控震源的應(yīng)用，擴(kuò)大了地震數(shù)據(jù)采集裝備帶道能力，實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)激發(fā)、單點(diǎn)接收、高密度、寬方位/全方位的三維地震數(shù)據(jù)采集，加上高性能計(jì)算技術(shù)使地震成像 技術(shù)、數(shù)據(jù)處理解釋一體化、可視化快速發(fā)展，提高了三維地震數(shù)據(jù)質(zhì)量和地震資料分辨率。經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，寬方位采集技術(shù)已經(jīng)在海上地震勘探中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，取得了較好的應(yīng)用效果。隨著采集道數(shù)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(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前斯倫貝謝、貝克休斯、道達(dá)爾、哈里伯頓等多家公司推出微地震技術(shù)服務(wù)。道達(dá)爾公司在中東和南美分別進(jìn)行了注蒸汽微地震監(jiān)測(cè)研究。一些專門從事微地震技術(shù)服務(wù)的公司在該領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，在優(yōu)化開(kāi)發(fā)方案、提高采收率等方面起到關(guān)鍵作用。微地震技術(shù)服務(wù)公司研發(fā)出一套基于地表的微震數(shù)據(jù)采集觀測(cè)系統(tǒng)，其專有的FracStar技術(shù)在非常規(guī)資源開(kāi)采中發(fā)揮重要作用。微地震技術(shù)在頁(yè)巖氣儲(chǔ)集層中進(jìn)行實(shí)時(shí)壓裂監(jiān)測(cè)效果顯著，貝克休斯公司采用ⅠntelliFrac服務(wù)解決了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層水力壓裂實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)難題。

高質(zhì)量的三維地震數(shù)據(jù)能夠詳細(xì)描述局部、微小構(gòu)造信息，識(shí)別頁(yè)巖儲(chǔ)層復(fù)雜的裂縫、斷層，優(yōu)化鉆探設(shè)計(jì)，避免鉆井危害，降低鉆探風(fēng)險(xiǎn)。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(fā)現(xiàn)了許多重大油氣發(fā)現(xiàn)，為保證全球油氣持續(xù)增儲(chǔ)上產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)。多數(shù)石油公司認(rèn)為，三維高分辨率地震技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使全球探井成功率達(dá)到70%。20世紀(jì)90年代開(kāi)始應(yīng)用的四維地震是三維地震的延續(xù)，使三維地震技術(shù)應(yīng)用到油氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。四維地震監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用，明顯改善了油藏管理，不僅降低了油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本，也使油藏采收率大幅提高，同時(shí)在確定剩余油分布方面發(fā)揮了重要作用。

結(jié)語(yǔ)

隨著微震監(jiān)測(cè)技術(shù)理論的發(fā)展、設(shè)備性能的完善、價(jià)格的大眾化，微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)在油氣藏勘探開(kāi)發(fā)方面的應(yīng)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(fā)展的需要，一只組合了多個(gè)傳感器的儀器能確定多種巖石物理性質(zhì)，可使儲(chǔ)量估算更準(zhǔn)確、油藏監(jiān)測(cè)得以優(yōu)化、作業(yè)方式得到改進(jìn)。隨鉆測(cè)井及井下永久傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷的完善，未來(lái)的油氣勘探必將為油氣能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有更大的推動(dòng)作用。

[1]丁廣，張羽.地震勘探關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技傳播，2012（14）.

[2]堯德中.幾種彈性波遞推方程的反射及波型轉(zhuǎn)換性能的研究[J].石油地球物理勘探，1996（4）.

[3]金羽.石油物理勘探技術(shù)及應(yīng)用[J].遼寧化工，2008（11）.

[4]李靜.以地震新技術(shù)推動(dòng)油氣新發(fā)現(xiàn)[N].中國(guó)石化報(bào)，2005.