微震动（包括微地震）监测技术是20 世纪90年代发展起来的一项新的物探技术, 它可以应用于油气藏开发、煤矿“ 三带”（冒落带, 裂隙带和沉降带）监测、矿山压力监测、地质灾害监测等多个领域。微震动监测技术在国外的应用已经比较普遍,而在国内还处于起步阶段。
1、微地震监测技术
微地震监测技术就是通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震事件来监测生产活动的影响、效果及地下状态的地球物理技术。与地震勘探相反, 微地震监测中震源的位置、发震时刻和震源强度都是未知的, 确定这些因素恰恰是微地震监测的
首要任务。完成这一任务主要是借鉴天然地震学的方法和思路。微地震事件发生在裂隙之类的断面上, 裂隙范围通常只有1-10m。地层内地应力呈各向异性分布, 剪切应力自然聚集在断面上。通常情况下这些断裂面是稳定的, 然而, 当原来的应力受到生产活动干扰时, 岩石中原来存在的或新产生的裂缝周围地区就会出现应力集中, 应变能量增高； 当外力增加到一定程度时, 原有裂缝的缺陷地区就会发生微观屈服或变形, 裂缝扩展, 从而使应力松弛, 储藏能量的一部分以弹性波声波 的形式
释放出来产生小的地震, 即微地震。大多数微地震事件频率范围为200 一1500Hz , 持续时间小于1s 。在地震记录上微地震事件一般表现为清晰的脉冲, 微地震事件越弱, 其频率越高, 持续时间越短, 能量越小, 破裂长度也就越短。
微地震监测分为地面监测和井中监测2 种方式。地面监测就是在监测目标区域（比如压裂井）周围的地面上, 布置若干接收点进行微地震监测。
井中监测就是在监测目标区域周围临近的一口或几口井中布置接收排列, 进行微地震监测。由于地层吸收、传播路径复杂等原因, 与井中监测相比, 地面监测所得到的资料存在微地震事件少、信噪比低和反演可靠性差等缺点。
微地震监测主要包括数据采集、震源成像和精细反演等几个关键步骤, 监测仪要能自动识别并长期连续工作, 检波器布于井中或布在地面, 目前记录的主要是三分量信号, 微震信号的记录和处理与天然地震信号的相同。文献[1] 详细论述了这些关键技术的原理。首先当震源产生脉冲能量时, 通过地震检测算法分析连续地震信号, 然后将地震记录归档。微震信号地震记录等同于包含P 波和S 波的局部小规模的天然地震。但这 种波的相对振幅主要取决于变形机理和相关的辐射模式。当传
感器部署在井中时, 主要取决于记录的自然环境,这时噪音中包括管波。一般来说, 利用信号特征可以识别真实的微震层位。在井眼中, 三分量数据用于确定各人射射线的传播方向, 声波资料可用于构建精细的速度模型, 然后可在不同相位和射线旅行时间的相应点处确定层位位置。其他的地震属性也可从地震记录的振幅和频率中进行计算, 这些属性在解释地震变形的应用中非常有用。另外由于微地震的发生与岩体内部的能量释放以及进一步的裂纹演化、破裂有着密切的关系, 所以微震的震源辐射方式也可用于检测岩石变形期间外力变化同天然地震的关系, 同时也可用于局部地震的层析成像。
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微地震监测技术及其在油田中的应用现状
国内外微地震检测技术现状与应用
04-21
