□地球物理公司地理地质信息勘查分公司井筒地震专家 宋慧娟

    地球物理公司胜利分公司副总政工师，工程物探中心党支部书记、副经理 陈泽东

    微地震监测技术就像是神奇的“地下侦探”，能通过监测压裂过程中岩石破裂产生的微小震动，确定岩石破裂位置及时间，分析目的层岩石活动及状态，实现压裂缝网展布特征的刻画，达到实时调整压裂工艺、规避工程风险、增强储层改造效果的目的。该技术是目前最全面的评价压裂效果的手段，在非常规油气水力压裂过程中得到了广泛应用。

    微地震监测技术在储层改造效果评估和开发方案优化方面具有较为重要的应用价值，在一些典型区域非常规油气开发中也见到了较好的实际应用效果。在江汉油田焦石坝主体区块，通过微地震监测证实了加密开发的必要性和可行性，并根据工区多口井监测获得了缝网波及高度，支撑了区块水平井立体开发方案的形成。技术人员通过分析复兴区块缝网展布特征与工艺参数、地质条件的关系，确定了水平两向应力差小是本区段干扰严重、波及长度短的主要影响因素，因此在后续压裂设计中适当增加了段间距，从而收到减少重复改造、提高压裂效率的效果。同时，在天然裂缝较为发育的开发区域，利用微地震实时监测，可对套变、压裂沟通断层等特殊情况进行及时提示，通过缩小压裂规模避免不必要的工程损失。

    微地震监测主要包括数据采集、震源成像和精细反演等关键步骤，是油气田高效勘探开发的关键技术，已广泛应用于水力压裂裂缝监测、油藏动态监测、注水监测等业务领域。尤其是在页岩气开发过程中，微地震水力压裂裂缝监测已成为储层压裂过程中精确及时、信息丰富的监测手段。随着微地震观测系统和技术方法的进步，以及对微地震震源机制、反演及可视化的深入研究，微地震记录质量越来越高，应用范围将不断扩大，发展前景更加广阔。目前，该技术发展面临的挑战主要集中在震源机制研究、微地震数据反演与解释、永久微地震监测、水平井微地震监测等四个方面。

    国内常用的微地震监测方法包括地面微地震监测、井中微地震监测及三分量浅井阵列监测。中石化地球物理公司是集团内技术序列最完善、一体化服务能力最强的公司，具备全部三种监测方式的一体化服务能力。该公司在实践中形成了多项微地震监测关键技术：复杂地质条件下微地震观测系统设计技术，可实现更加经济、科学、高效的数据采集；倾斜层状各向异性速度建模及基于地表高程的分频静校正等技术，可将定位精度提高30%以上，提供更高精度的微地震处理结果；针对微地震信号能力弱的问题，加入窄束滤波扫描成像界面，增加事件识别的标准及可信度，同时有效提高弱信号识别能力，使微地震监测技术能适应目的层深度不断增大的监测需求。

    未来，随着非常规油气开发精细度不断提升，需要对不同小层、不同岩石力学特征的压裂段确定针对性开发方案，也促使微地震监测不断向高精度处理解释发展。

    地面微地震监测弱信号识别是现阶段攻关重点。当目的层深度不断增加，在地表衰减严重、环境噪声大的工区，地面微地震监测只能监测到较大震级的事件，缝网刻画精度受到限制，因此发展经济有效、适应不同环境的观测系统，持续提升弱信号识别能力是增强地面微地震监测应用效果的有效途径，需深入开展技术攻关。

    井中微地震监测重点提升水平成像精度和范围。井中微地震监测处理目前能够实现实时处理，但是水平成像精度和范围还有很大的提升空间。偏振角度、初至时间的轻微扰动都会导致井中微地震事件定位的明显差异，通过人机交互和迭代求解技术提高计算、拾取精度是目前主要的技术攻关方向。此外，发展国产化耐高温、大阵列井下三分量检波器，进一步降低监测成本，扩大适用范围，也是下一步井中监测发展重点。

    单一监测方式向多方位多角度联合监测发展，增强微地震监测技术应用效果。通过运用井-地联合监测、多井井中监测、浅井-光纤永久监测等多种观测方式，提高微地震监测精度、丰富解释成果。

    加快发展微地震光纤监测技术。分布式光纤传感技术应用于压裂监测，国外已逐步推广，国内处于前期探索试验阶段，未来应尽快推动永置式光纤各类攻关试验，推动分布式光纤传感技术在压裂监测中的应用。

    持续加强地质工程一体化。微地震监测技术是地质工程一体化的桥梁和纽带。通过以地震地质与微地震的联合解释为基本导向的地质工程一体化技术，对影响页岩油储层产量因素进行综合分析，针对非常规储层的地质特点和经济因素，建立更加合理的工作流程，实现技术和效益的双提高。

    开展CCS（二氧化碳捕集与封存技术）与储气库微地震监测工作。对储气库内断层、盖层及井筒进行微地震实时监测，掌握气藏内部变形机制、传导性裂缝和再活动断裂构造形态信息，以及流体流动的分布和压力前缘的移动状况，从而为储气库生产运行管理提供决策依据。

    （陈 俊 整理）

    知识链接

    ●微地震监测技术监测什么？

    微地震监测技术是一种地球物理检测技术，主要是对生产活动中产生的微小地震事件进行数据采集，并加以观测和分析，对所得数据及结论进行记录，对微小地震事件对生产活动的干扰、效力及岩体保持稳态进行预测。系统监测微地震的三要素是监测活动的首要任务，包括震源的位置、发生的时间、震源深度及强度。

    ●微地震是什么？

    微地震是岩体内因应力场变化导致岩石破裂而产生的强度较弱的地震波，即微弱的地震信号。微地震不同于地震勘探时的人工地震，在生产过程中自然发生，具有能量小、持续时间短等特点。地下岩体破裂产生的声发射现象称为微地震事件。