胜利油田物探院微地震团队正在进行现场测试。武天祥 摄

微地震压裂监测现场。武天祥 摄

    □李国栋 武天祥  

    “贵院微地震压裂监测技术展现出极高的专业性和精准性，有效监测裂缝扩展规律，精准指导储层改造，为东北油气勘探开发降本增效作出了贡献。”今年4月，一封来自东北油气的感谢信令胜利油田物探院微地震团队科研人员倍感自豪。随信而来的，是一份为期两年、累计80口井的微地震监测合同。

    经过10余年潜心攻关，胜利油田物探院微地震压裂监测技术已在山东、新疆、吉林、青海等地现场应用320余口油井，累计增油超100万吨，在压裂效果评价、压裂工艺优化、井网部署调整等方面发挥了重要作用，助力低渗致密储层、页岩油高效勘探开发。

    养鸡棚里试验起步

    低渗透油气藏和页岩油气藏的储层缝隙小、流动阻力大，油气被堵在孔缝里难以开采。压裂是一种提高采收率的有效手段，可以使油层产生多条长、宽、高不等的人工裂缝，相当于给油气修建了一条“高速路”。“运移通道打开了，油气产量自然就增加了。”胜利油田地震资料处理高级专家尚新民说。

    科学准确评价储层压裂改造情况，事关压裂油气井长期稳产。早在2011年，胜利油田物探院就依托国家“863”课题开展前瞻性研究，在调研了电磁法、微地震、测斜仪、示踪剂等多种技术路线后，毅然选择了难度最大的微地震技术。

    当时微地震技术还是冷门，胜利油田没有这方面的基础，也没有专业技术人员，研究攻关的难度远超想象。科研人员通过深入查阅大量的国内外文献，积累了丰富的理论知识，于2013年夏天在胜利油田开展首次地面微地震压裂监测试验。

    “当时做非常规Y227‘井工厂’现场资料分析，采用有缆检波器、节点式台站和天然地震仪等3种仪器同步监测。为确保仪器24小时正常工作，我们就租了附近一个废弃的养鸡棚作为工作间，蹲了30多天，拿到了两口井23段压裂监测数据。”回忆起那个难忘的夏天，物探院微地震监测专家刁瑞关心的仍然是数据是否取全取准。

    为解决压裂信号能量弱、噪声干扰严重等问题，科研人员从烈日烘烤的沙漠戈壁到白雪皑皑的盐碱泥滩，累计步行1000余公里，结合岩芯压裂试验结果，摸清了不同工区典型噪声的特征、信号传播规律，为后续噪声压制和弱信号捕捉夯实了基础。

    “悬丝诊脉”破解开发难题

    压裂施工造成地层破裂，产生微弱的人工地震，地面检波器接收后，可以据此计算出人工裂缝的空间方位、延伸长度、生长过程等信息。

    “技术原理并不复杂。”尚新民介绍，“但是微地震的信号能量非常弱，先要在海量的环境噪声中找到它们，再进行空间精确定位，每一步都困难重重。”

    生产需求就是科研创新的方向，实验室里的科研成果最终要走向一线井场，变为现实的生产力。胜利油田物探院科研人员率先提出了“微地震-地质-物探-工程”一体化技术思路，发明了微地震联合校正、多域噪声压制、有效信号数字化判识、精确定位、裂缝层析成像、矩张量反演和裂缝动态展布等弱信号精细处理解释技术系列，先后推出了五代野外采集专用设备，研发了功能完善的“地面+浅井+井中”微地震立体监测硬件装备及软件系统UPSeis。

    Y560-X9井应用微地震监测技术后，通过持续优化组合缝网压裂新工艺，日产油量比采用老工艺的邻井多2.1倍。同样依托微地震监测数据，GX26井采用扩容分支缝压裂新工艺，日产液量提高150%，解决了“有油采不出”的难题。

    “现在，我们的原始资料信噪比提升了3倍以上，采集成本降低了60%，具备了压裂监测全链条服务能力，技术水平走在行业前列。”刁瑞说。

    “火眼金睛”看清地下迷宫

    “裂缝朝哪个方向延伸、有多长，压裂井是否和周围的水井连通、会不会发生水淹水窜现象，哪种改造工艺的效果最好，怎样实现油藏改造效益最大化……”胜利油田物探院压扭盆地地震资料处理技术首席专家芮拥军说，“这些是在压裂施工现场谈论最多的话题。”

    有了微地震技术，实现了压裂监测由“事后评价”向“事中指导”的大跨越，使得看清幽暗地层深处的裂缝空间分布成为可能。

    2022年5~8月，物探院微地震团队在胜利油田FY1井组完成了当时国内最大规模的水力压裂微地震实时监测，共计8口井256段，实现了微地震实时采集、实时处理、实时展示，其中5口井峰值日产油量超过100吨，受到甲方好评。2023年5~9月，他们又在NY1区首次完成了同区块两套压裂车组同步压裂的微地震实时监测。

    一项项纪录，见证着微地震团队从努力“跟跑”到齐头“并跑”再到一些领域“领跑”的华丽转变。科研人员勇敢走出舒适区，与国内外油服公司同场竞技。

    2024年初，微地震监测技术成功在东北地区龙凤山气田、金山气田实现应用。依托微地震压裂实时监测结果，现场技术人员及时调整L13井暂堵方案，形成了砂体扇根部位的针对性压裂工艺，节省施工成本近100万元。近日，根据已完工的30余口井微地震监测结果，东北油气又对B201-67井、B201-68井压裂工艺进行实时优化，缝网复杂程度提升了20%以上。

    “每一段人工压裂缝网的延展方向、长度、宽度等都能清晰实时展示，压裂改造效果也能量化评价。”尚新民介绍，凭借监测数据，工程人员可以算出不同压裂方案的最终产油量，优选出产量高、成本低的方案，降本增效成果显著。