微地震数据预处理及解释

胡　杨　贾志坤

（1.南华大学核资源工程学院，湖南　衡阳　421001；2.中化石油勘探开发有限公司，北京　100031）



微地震数据预处理及解释

胡杨1贾志坤2

（1.南华大学核资源工程学院，湖南衡阳421001；2.中化石油勘探开发有限公司，北京100031）

摘要：微地震技术已成为非常规油气开发一项不可或缺的关键技术，微地震数据对于监测储层改造效果，优化压裂设计有着显著的效果。微地震数据因其自身数据能量级小的特点，在对其进行分析前必须进行质控和处理，才能利用处理后的数据开展后续解释工作。经过处理后的微地震数据，综合利用地震数据、测井数据进行解释，从而达到监测压裂改造效果和水平井轨迹及压裂设计优化的目标。

关键词：微地震；处理；综合解释

近些年，微地震技术逐渐进入了石油工作者的视野。主要是由于微地震对于监测储层改造效果具有独特的优势，同时对于非常规开发井井距的决策和压裂设计也具有较好的决策支撑作用。该研究综合利用地震数据、测井数据、微地震数据来分析地层的脆性、压裂隔挡层、能量释放区以及压裂改造效果［1］。

1　数据预处理

微地震数据面临最大的挑战就是噪音，这是由于微地震数据自身的能量级别较小，因而相对的噪音对微地震数据的干扰更大。如果对微地震数据不加质量控制直接使用，势必会对微地震数据的解释精度带来较大的误差。该文使用量级和可信度两个参数对得到的原始数据进行过滤，去掉低能级受噪声干扰较大的和可信度较低的数据点。从目前的能量理论来看，大部分的能量分布符合地震震级—频度关系，即古登堡-李希特公式，简称G-R公式。因此，一般小震的发生频度要比大震高得多，大小地震的比例关系LgN（m）=a-bm，其中N（m）为震级大于等于m的地震频数，a、b为参数，可用实际地震目录回归得到。对原始数据进行分析，如图1所示。

从图1可以看到，在能量级别为-2.3的位置，数据点出现了明显的下降趋势，这与震级和数据频率的线性关系不符合，这说明能量级小与-2.3的数据点中，噪音占有主要部分，这些数据样点的有效成分过少，不适于用来进行后续的微地震数据解释工作，需要移除这些微地震事件，这样就确定了第一个数据过滤参数。利用这个参数进行过滤，把震级小于-2.3的微地震数据去除后，可见微地震数据的分布。

图1 微地震数据震级频率对数交会图

微地震数据中有一个重要的数据项就是可信度，这个参数是来自于多个检波点共同决定的参数。如果多个检波点确定接收到了来自同一位置的微地震事件，那么认为该微地震事件的可信度较高，如果较少的检波器接受到了来自同一个位置的微地震数据，那么可信度就较低。从图1中可以看到，在可信度小于2.6以后，微地震事件数量也急剧下降，将2.6设置为可信度参数的截取值，将可信度小于2.6的微地震事件移除，这也保证了不会过滤过多的微地震数据，保证数据可用性，所以这个参数可以根据单井的情况变化，但一般应大于2.5。选取了2.6作为过滤参数后，将低可信度参数低于2.5的微地震数据过滤（见图2）。

2　数据解释

在压裂过程中，尽量使压裂所产生的能量尽量释放到目的层段内，这样可以使更多的能量用于改造目的层段的储层，产生更多的裂缝，形成裂缝网，达到加强改造效果、提高产量的目的。与此同时，应尽量避免压裂的能量向上或者向下用于破坏地层，同时也要尽量避免井位部署在较大的断层附近，可以避免能量沿断层释放。因此，在井位部署时考虑目的层段向上和向下方向有较好的隔挡层，适合井位的部署。大部分的微地震数据点集中在蓝色区域，蓝色区域为低阻抗和低杨氏模量区域，绿色区域为高阻抗和高杨氏模量区域，紫色柱状图显示的是能量按照深度的分布，数据点和能量分布说明高阻抗区高杨氏模量域作为隔挡层将大部分能量局限释放于目的层段内，可以最大程度利用压裂所产生的能量，同时也要注意在部署水平井位的时候，垂向的方向上不要距离隔挡层的位置过近，避免压裂能量损失。

图2 微地震事件分布图

通过对微地震数据的分级，按照过滤参数将每级中不连续的微地震事件过滤掉，对每级的裂缝向井两侧的发育长度及目的层段向上和向下的裂缝生长高度进行统计，可以分析不同压裂所对应的地层的非均质性。在得到裂缝的统计参数之后，可以看到水平裂缝的总平均长度为450ft，在部署水平井位时，在这个目的层段的水平井位的间距不能小于450ft，否则压裂产生的裂缝很可能会连通两口水平井，造成井间干扰，这主要是由于检波器在水平井的东侧，观测距离更近，可以接收到更多的有效微地震事件，从而造成两侧裂缝长度的统计结果有差异，不能当作是地层的非均质性来对待。从裂缝向上生长裂缝参数来看，在部署水平井时要考虑尽量远离目的层段的顶部，避免压裂压穿上覆的隔挡层，造成压裂能量散失，尽量将能量局限在目的层段内。从对比关系中可以看到3个参数基本存在一个正相关的关系。

在接收到的微地震事件数量也较多的区域，裂缝发育强度较大。同时从计算结果来看，单级的水力压裂改造效果也相对较好。这表明在微地震事件多的区域，地层的脆性较好，更易于被压裂产生较多的裂缝，从而达到较好的改造效果。

参考文献：

［1］李庶林.试论微震监测技术在地下工程中的应用［J］.地下空间与工程学报，2009（1）：1-21.

中图分类号：P631.4

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2016）02-0158-02

收稿日期：2016-01-18

基金项目：南华大学博士科研启动基金（2012XQD03）资助。

作者简介：胡杨（1983-），男，讲师，研究方向：微地震及铀矿地质。

Micro-seismic Data Pre-processing and Interpretation

Hu Yang1Jia Zhikun2
（1.Nuclear Resources Engineering，Nanhua University，Hengyang Hunan 421001；2.Sinochem Petroleum Exploration and Development Co.Ltd.，Beijing 100031）

Abstract:The micro-seismic technology has become the key technology of unconventional oil and gas devel⁃opment,micro-seismic data has a significant effect in reservoir monitoring the effect of reconstruction and optimizing fracturing design.Quality control must be pre-processed seismic data for its own micro-level characteristics of a small energy data in its analysis,to take advantage of the processed data to carry out follow-up explanation.After the micro-processed seismic data,comprehensive utilization of seismic data,log⁃ging data interpretation,so as to monitor the effect of fracturing and fracturing and horizontal well trajecto⁃ry design optimization goals.

Keywords:micro-seismic；treatment；comprehensive interpretation