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基于微动成像与微地震监测的盐矿溶腔及开采活动性研究

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地球物理学进展 2024年

作者：刘梁鄢毛毛刘攀飞潘登杨少博查华胜高级张海江江西省地质局第五地质大队中国科学技术大学地球和空间科学学院

水溶开采是当前盐类矿床的主要开采方式，盐矿水溶开采难以准确控制溶腔形态的发展和空间运移。为查明水溶型盐矿抽采过程中溶腔发育的空间位置，本文利用在江西樟树盐矿区布设的169台短周期地震仪采集的23天连续波形数据，分别进行了... 详细信息

水溶开采是当前盐类矿床的主要开采方式，盐矿水溶开采难以准确控制溶腔形态的发展和空间运移。为查明水溶型盐矿抽采过程中溶腔发育的空间位置，本文利用在江西樟树盐矿区布设的169台短周期地震仪采集的23天连续波形数据，分别进行了微动成像和微地震事件检测及定位。微动成像获得了研究区2km2范围内1km以浅的速度结构，探测了盐矿体顶板的埋深、起伏形态和溶腔发育位置。仪器布设期间共监测到4个微地震事件，溶腔顶板活动性相对较弱。通过对微地震事件定位以及与微动成像的速度结构对比发现，微地震事件均发生在盐矿体顶板位置且位于低速溶蚀区域，说明利用微动成像和微地震定位相结合的探测方法是盐矿溶腔探测及顶板活动性研究的合理手段，可以为减少地质灾害及后续盐矿设计开采提供技术支撑。

关键词：微动微地震盐矿溶腔探测顶板活动性

微地震与分布式光缆模型在油气勘探中的应用研究

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石油石化物资采购 2024年第12期 187-189页

作者：史进中石化胜利油田分公司物探研究院

微地震野外自组网技术通过网络化、智能化的手段,实现了对油气地质层的实时监测,为勘探和生产提供了更为准确、可靠的数据支持。与此同时,分布式光缆技术作为一种高带宽、低延迟、大容量的通信手段,为微地震野外自组网的信息传输提供了... 详细信息

微地震野外自组网技术通过网络化、智能化的手段,实现了对油气地质层的实时监测,为勘探和生产提供了更为准确、可靠的数据支持。与此同时,分布式光缆技术作为一种高带宽、低延迟、大容量的通信手段,为微地震野外自组网的信息传输提供了更为先进的支持。基于此,深入研究了微地震野外自组网和分布式光缆技术的融合应用,探讨其在油气田勘探与生产领域中开启的新时代。

关键词：微地震自组网分布式光缆油气田勘探油气田生产

微地震监测技术在页岩油井H2侧HF压裂中的应用

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内蒙古石油化工 2024年第4期50卷 69-73页

作者：包敏新金智荣黄越杜浩然何雷宇中国石化江苏油田分公司石油工程技术研究院江苏扬州225009

苏北盆地阜二段页岩地应力高、两向应力差大、平面上断层裂缝带发育、纵向上非均质性强,压裂改造难度大。以提升复杂度、扩大改造体积、提升EUR为目标,在H2侧HF井采用了水平井密切割体积压裂技术。为直观评价储层改造效果,该井采用了微... 详细信息

苏北盆地阜二段页岩地应力高、两向应力差大、平面上断层裂缝带发育、纵向上非均质性强,压裂改造难度大。以提升复杂度、扩大改造体积、提升EUR为目标,在H2侧HF井采用了水平井密切割体积压裂技术。为直观评价储层改造效果,该井采用了微地震监测技术。通过微地震实时监测,指导压裂参数调整和工艺优化。同时,通过微地震监测结果,了解裂缝延伸情况、裂缝复杂度和改造体积。

关键词：页岩油压裂微地震改造体积复杂度

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基于EM-KF算法的微地震信号去噪方法

吉林大学学报（信息科学版） 2024年第2期42卷 200-209页

作者：李学贵张帅吴钧段含旭王泽鹏东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江大庆163318 东北石油大学人工智能能源研究院黑龙江大庆163318 东北石油大学黑龙江省石油大数据与智能分析实验室黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

针对微地震信号能量较弱,噪声较强,使微地震弱信号难以提取问题,提出了一种基于EM-KF(Expectation Maximization Kalman Filter)的微地震信号去噪方法。通过建立一个符合微地震信号规律的状态空间模型,并利用EM(Expectation Maximizati... 详细信息

针对微地震信号能量较弱,噪声较强,使微地震弱信号难以提取问题,提出了一种基于EM-KF(Expectation Maximization Kalman Filter)的微地震信号去噪方法。通过建立一个符合微地震信号规律的状态空间模型,并利用EM(Expectation Maximization)算法获取卡尔曼滤波的参数最优解,结合卡尔曼滤波,可以有效地提升微地震信号的信噪比,同时保留有效信号。通过合成和真实数据实验结果表明,与传统的小波滤波和卡尔曼滤波相比,该方法具有更高的效率和更好的精度。

关键词：微地震 EM算法卡尔曼滤波信噪比

基于指纹和相似性阈值方法的水力压裂过程微地震事件检测研究

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石油物探 2024年第1期63卷 195-206页

作者：李秋雨孟晓波陈海潮陈欣星陈信宇王丽玮成都理工大学地球勘探与信息技术教育部重点实验室成都理工大学四川成都610059 中国石油大学非常规油气研究所油气资源与勘探国家重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 中国石油国际勘探开发有限公司中油国际(苏丹)6区项目公司北京100034

在水力压裂过程中,常规微地震事件检测方法中基于能量的长短时窗能量比值(STA/LTA)方法检测精度低,而基于波形的模板匹配方法检测速度慢。为此,提出了以指纹和相似性阈值(FAST)方法为主,联合同态反褶积去噪、STA/LTA、带噪声的基于密度... 详细信息

在水力压裂过程中,常规微地震事件检测方法中基于能量的长短时窗能量比值(STA/LTA)方法检测精度低,而基于波形的模板匹配方法检测速度慢。为此,提出了以指纹和相似性阈值(FAST)方法为主,联合同态反褶积去噪、STA/LTA、带噪声的基于密度的聚类(DBSCAN)方法的一种检测精度高并且检测速度快的微地震事件检测方法。首先使用同态反褶积方法对微地震数据去噪;然后利用STA/LTA方法获取高信噪比微地震事件并作为模板,进一步利用FAST方法将模板和连续波形制作为指纹,再通过比较指纹的杰卡德相似度检测低信噪比微地震事件,得到各个台站的P波初至时间;最后利用DBSCAN方法将多个台站同一震相进行关联以去除错误检测。利用人工合成的171个具有不同信噪比的微地震事件,运用该方法能够检测到所有微地震事件,验证了方法的实用性。对四川盆地威远页岩气开发水平井2014年11月10号第19级压裂段的井下微地震数据集进行处理,并与模板匹配方法、STA/LTA方法进行了对比,结果显示该方法能够检测到STA/LTA检测不到的低信噪比微地震事件,检测结果与模板匹配方法相近,其计算效率比模板匹配方法高。

关键词：水力压裂微地震微地震事件检测 FAST STA/LTA

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩水平井水力压裂裂缝形态

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新疆石油地质 2024年第1期45卷 72-80页

作者：方正陈勉王溯李嘉成吕嘉昕余延波焦冀博中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油新疆油田公司工程技术研究院(监理公司) 新疆克拉玛依834000 中国石油西部钻探井下作业公司(储层改造研究中心) 新疆克拉玛依834000 中国石油西部钻探地质研究院(录井工程分公司) 新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷、四川盆地南部等地区页岩水平井的微地震侧视数据云图中均出现了平行于层理方向数据点的密度与扩展程度都远远大于垂直方向的现象,与传统的水力压裂裂缝几何形态解释结果矛盾,但是目前没有明确的三维水力压裂裂... 详细信息

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷、四川盆地南部等地区页岩水平井的微地震侧视数据云图中均出现了平行于层理方向数据点的密度与扩展程度都远远大于垂直方向的现象,与传统的水力压裂裂缝几何形态解释结果矛盾,但是目前没有明确的三维水力压裂裂缝几何形态对这种现象做出解释。建立微地震数据反演方法,并对反演结果进行了二次重构,给出了页岩水平井三维水力压裂裂缝几何形态,并通过真三轴压裂物理模拟实验对裂缝形态以及微地震数据反演方法进行了验证。研究结果表明:反演得到的裂缝在三维空间中主要呈现出1条主裂缝与多条次生裂缝相互交错的形态,结合真三轴压裂物理模拟实验结果,说明了页岩水平井水力压裂裂缝几何形态呈水平垂直交错;通过对比声发射实验结果和吉木萨尔凹陷露头样品真三轴压裂物理模拟后呈现出的裂缝形态,验证了微地震数据反演方法的可靠性以及页岩水平井水力压裂裂缝的复杂性。

关键词：准噶尔盆地吉木萨尔凹陷页岩水平井储集层微地震水力压裂裂缝形态

页岩油水力压裂裂缝特征场地级数值模拟优化方法

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石油钻采工艺 2024年

作者：田建超张艺李凝贾江芬李伟杰张登文中国石油华北油田分公司油气工艺研究院河北省低渗-特低渗油气藏储层改造重点实验室中国石油华北油田分公司数智技术公司

（目的意义）压裂井通常采用微地震监测技术进行水力裂缝识别，该技术需布监测点、后处理等流程，解释成果存在一定滞后性，多用于后期压裂效果评价，制约了其在前期压裂设计优化中的应用，为此开展页岩水力压裂裂缝特征数值模拟研究。... 详细信息

（目的意义）压裂井通常采用微地震监测技术进行水力裂缝识别，该技术需布监测点、后处理等流程，解释成果存在一定滞后性，多用于后期压裂效果评价，制约了其在前期压裂设计优化中的应用，为此开展页岩水力压裂裂缝特征数值模拟研究。（方法过程）基于地质工程一体化软件Fracman，建立含天然裂缝的页岩水力压裂裂缝特征数值模型，通过实例X井验证了该模型的可靠性，进而分析了天然裂缝密度、天然裂缝倾角、簇间距以及排量等参数对页岩水力压裂微地震裂缝长度、改造体积的影响。（结果现象）研究结果表明：水力压裂微地震缝长与天然裂缝倾角、簇间距、压裂液黏度呈正相关，与天然裂缝密度呈负相关，微地震缝长随排量和液量增加则先升后降，存在最优排量和液量；改造体积与天然裂缝倾角、液量、压裂液黏度呈正相关，而随着天然裂缝密度、簇间距、排量增加则先升后降，存在最优天然裂缝密度、簇间距、排量使得改造体积最大。（结论建议）研究结果可为页岩油水力压裂设计优化提供新思路。

关键词：页岩油微地震水力压裂设计数值模拟改造体积天然裂缝工程参数

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基于逆时成像的井中观测微地震定位精度分析

地球物理学报 2022年第8期65卷 3213-3228页

作者：程前魏伟符力耘中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049 中国石油大学(华东)深层油气重点实验室青岛266580

微地震定位是非常规和低渗透油气勘探开发和地下工程安全监测的关键环节,其准确性是实现油气储层实时刻画和工程灾害监测预警的重要基础.由于微地震信号具有能量弱、频率高、信噪比低的特点,微地震定位精度易受到采集观测系统布设位置... 详细信息

微地震定位是非常规和低渗透油气勘探开发和地下工程安全监测的关键环节,其准确性是实现油气储层实时刻画和工程灾害监测预警的重要基础.由于微地震信号具有能量弱、频率高、信噪比低的特点,微地震定位精度易受到采集观测系统布设位置的影响,尤其在井下受限空间与高温高压环境中.基于此,本文提出了一种基于逆时成像的井下微地震采集定位精度分析方法,能定量预测实际采集观测系统布设方案在水平和深度方向上的定位偏差和不确定性.区别于传统定位精度分析方法,该方法基于波形而非走时,适用于复杂非均匀介质,同时考虑了信噪比和震源机制对定位精度的影响.均匀和非均匀介质下的实例应用结果均表明,该方法能有效评价微地震采集方案的预期定位精度,进而反馈采集参数设计,从数据采集的源头改善复杂介质条件下的微地震定位效果.

关键词：微地震采集设计定位精度逆时成像

黏弹性VTI介质微地震正演模拟与震源机制全波形反演

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地球物理学报 2022年第1期65卷 301-319页

作者：唐杰刘英昌韩盛元孙成禹中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580

微地震矩张量能够描述储层岩石破坏的细节,有助于了解水力压裂储层的地质力学特征,震源机制矩张量反演对于非常规油气开发具有重要的作用.水力压裂通常在页岩油气储层中进行,震源区介质表现出速度和衰减各向异性,需要研究衰减各向异性... 详细信息

微地震矩张量能够描述储层岩石破坏的细节,有助于了解水力压裂储层的地质力学特征,震源机制矩张量反演对于非常规油气开发具有重要的作用.水力压裂通常在页岩油气储层中进行,震源区介质表现出速度和衰减各向异性,需要研究衰减各向异性介质中微地震信号的传播规律.基于观测到的微地震记录,通过波形反演能够获得矩张量,忽视震源区介质的衰减和速度各向异性会导致震源机制反演结果的误差.本文提出了一种考虑地层各向异性吸收衰减作用的震源机制全波形反演方法,对于黏弹性VTI介质,采用GPU并行的伪谱法计算合成地震记录,通过全波形反演方法匹配合成波形和记录波形,借助优化算法获得震源机制矩张量反演结果.本文通过实验测试验证了该方法的有效性,分析了震源区各向异性速度和衰减参数、噪声以及观测系统等对于微地震震源机制各分量及成分反演结果的影响,研究表明考虑模型中的黏弹性各向异性对于获得可靠的震源机制反演结果非常重要.

关键词：微地震震源机制全波形反演矩张量衰减各向异性衰减补偿