裂缝监测技术报告.
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1、裂缝监测技术报告裂缝监测技术报告报告人：张公社（教授）报告人：张公社（教授）6 62内容提纲1裂缝监测技术目的与意义裂缝监测技术目的与意义页岩气井水力压裂监测技术页岩气井水力压裂监测技术3其他裂缝监测技术其他裂缝监测技术4裂缝监测实例裂缝监测实例一、裂缝监测技术目的与意义一、裂缝监测技术目的与意义1 目的及意义1.测量和评估压裂增产作业期间水力裂缝的延伸情况测量和评估压裂增产作业期间水力裂缝的延伸情况。2.监测结果对于合理安排井位以及选择压裂施工时的施工规模监测结果对于合理安排井位以及选择压裂施工时的施工规模、加沙浓度和用砂量、一次施工的井段数量、最佳射孔方式和其加沙浓度和用砂量、一次施工的井
2、段数量、最佳射孔方式和其它压裂参数，评估现场施工质量，具有十分重要的指导意义。它压裂参数，评估现场施工质量，具有十分重要的指导意义。 3.通过对人工裂缝的监测，可以深入了解水力压裂裂缝的几何通过对人工裂缝的监测，可以深入了解水力压裂裂缝的几何形态和延伸情况，从而制定出更有利于油田开发的开发方案。形态和延伸情况，从而制定出更有利于油田开发的开发方案。2 人工裂缝监测技术类型早期技术：早期技术：井下微地震检测技术、地面电位法监测技术井下微地震检测技术、地面电位法监测技术现代技术主要分为三类现代技术主要分为三类直接远场裂缝监测直接远场裂缝监测直接近井筒裂缝监测直接近井筒裂缝监测间接裂缝监测间接裂缝监
3、测一、裂缝监测技术目的与意义一、裂缝监测技术目的与意义一、裂缝监测技术目的与意义一、裂缝监测技术目的与意义间接监测技术间接监测技术静压力分析方法静压力分析方法生产动态分析法生产动态分析法不稳定试井法不稳定试井法施工压力分析施工压力分析一、裂缝监测技术目的与意义一、裂缝监测技术目的与意义直接监测技术直接监测技术直接的近井直接的近井地带技术地带技术直接的远井直接的远井地带技术地带技术周围井井下倾斜微地震施工井倾斜仪地面测斜过套管交叉偶极横波测井监测技术井径测井井温测井井眼成像测井放射性示踪法放射性示踪法电位法类型类型诊断方法诊断方法局限性局限性缝长缝长缝高缝高缝宽缝宽方位方位倾角倾角体积体积导流导
4、流能力能力间接间接诊断诊断净压分析净压分析油藏模拟与实际不符油藏模拟与实际不符试井分析试井分析要求准确的渗透率和压力要求准确的渗透率和压力生产动态分析生产动态分析要求准确的渗透率和压力要求准确的渗透率和压力直接直接的近的近井地井地带技带技术术放射性示踪法放射性示踪法仅能探测井筒附近仅能探测井筒附近井温测井井温测井受到岩层导热性影响受到岩层导热性影响井眼成像测井井眼成像测井只能在裸眼井工作只能在裸眼井工作井下电视井下电视只能录取射孔孔眼情况只能录取射孔孔眼情况井径测井井径测井固井质量会影响结果固井质量会影响结果直接直接的远的远井地井地带技带技术术微地震微地震信号较弱，需特殊处理信号较弱，需特殊处
5、理周围井井下倾斜周围井井下倾斜井距越远，分辨率越低井距越远，分辨率越低地面测斜地面测斜随深度增加，分辨率下降随深度增加，分辨率下降施工井倾斜仪施工井倾斜仪缝长必须由缝高和缝宽算出缝长必须由缝高和缝宽算出可信 比较可信 不可信一、裂缝监测技术目的与意义一、裂缝监测技术目的与意义(1)直接近井筒裂缝监测技术只作为补充技术。(2)井下微地震裂缝监测是目前应用最广泛、最精确的方法。(3)测斜仪裂缝监测的应用也比较广泛,但无法用于深井。(4)分布式声传感裂缝监测在2009年首次用于现场压裂监测，还处于起步阶段。说说明明一、裂缝监测技术目的与意义一、裂缝监测技术目的与意义 水力压裂技术是目前世界上老油田增
6、产和非常规油气田开发所应用最为广泛且最为有效的技术措施。油气储层裂缝分布规律的研究分析是贯穿油田勘探开发各阶段的基础工作。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术 压裂监测的主要目的是通过采集压裂施工过程中的一些参数资料来分析地下压裂的施工进展情况和所压开裂缝的几何参数。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术 页岩气是指赋存于富含有机质的暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。页岩页岩气概念气概念页岩气开发前景页岩气开发
7、前景 页岩气的资源前景巨大，且在全球范围内广泛分布，据估计全球页岩气的资源量约为4561012m3，约占全球非常规天然气资源量的50 %。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术页岩气储集特点低孔、低渗透率只有极少数天然裂缝特别发育的页岩气井可以直接投入生产，大部分的页岩气井需要经过水力压裂改造后才能获得理想的产量。注：二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术页岩气井经水力压裂改造后，利用裂缝监测技术可以有效地评价压裂效果：a）通过裂缝监测更好地了解压裂施工，获得裂缝大致尺寸， 判断压裂是否产生了多裂缝。b）通过裂缝监测更好地了解压后产量情况，判断裂缝是否覆盖了
8、目的层，分析裂缝和天然裂缝是否交叉。c）通过裂缝监测进行压裂优化和产量经济评价，随施工规模的增加可以获得多少的裂缝长度和高度增长，获得最优的压裂设计。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术 目前，在美国页岩气开发地区，主要运用井下微地震监测、测斜仪裂缝监测、直接近井筒裂缝监测和分布式声传感（DAS）裂缝监测等裂缝监测技术来了解和评价页岩气井水力压裂裂缝的特征。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术1 井下微地震裂缝监测 井下微地震裂缝监测通过采集微震信号并对其进行处理和解释，获得裂缝的参数信息从而实现压裂过程实时监测，可用来管理压裂过程和压裂后分析，是目前判
9、断压裂裂缝最准确的方法之一。原理 水力压裂产生微地震释放的弹性波，其频率相当高，大概在2002000Hz声波频率范围内变化。这些弹性波信号可以采用合适的接收仪在邻井检测到，通过分析处理就能判断微地震的具体位置。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术 页岩气井进行水力压裂施工时，在压裂井的邻井下入一组检波器，对压裂过程中形成的微地震事件进行接收，通过地面的数据采集系统接收这些微地震数据，然后对其进行处理来确定微地震的震源在空间和时间上的分布，最终得到水力压裂裂缝的缝高、缝长和方位参数。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术井下微地震监测井下微地震监测工作原理工
10、作原理图图 压裂井和监测井位于同一井区，压裂井压裂施工过程中产生的微地震信号通过地层向周围传播，位于邻井中的接收器接收这些信号并传至地面数据采集器，处理后可得到微地震监测图。图图1 1 井下微地震监测示意图井下微地震监测示意图（如图（如图1）二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术2 测斜仪裂缝监测测斜仪裂缝监测 通过在地面压裂井周围和邻井井下布置两组测斜仪来监测压裂施工过程中引起的地层倾斜，经过地球物理反演计算确定压裂参数的一种裂缝监测方法。原理原理 页岩气井水力压裂过程在裂缝附近和地层表面会产生一个变位区域，通过测量变形场的变形梯度即倾斜场，裂缝引起的地层变形场在地面是裂缝
11、方位、裂缝中心深度和裂缝体积的函数。这种变形场几乎不受储层岩石力学特性和就地应力场的影响。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术 测斜仪在两个正交的轴方向上测量倾斜，当仪器倾斜时，包含在充满可导电液体的玻璃腔内的气泡产生移动，以便与重力矢量保持一致。精确的仪器探测到安装在探测器上的两个电极之间的电阻发生变化，这种变化是由气泡的位置变化所引起的。二、页岩气井水力压裂监测技术二、页岩气井水力压裂监测技术测斜仪监测垂直裂缝原理图测斜仪监测垂直裂缝原理图图图2 地面测斜仪监测示意原理图地面测斜仪监测示意原理图 压裂施工过程中地层形成裂缝时，地表将产生微量位移（一般0.0030.13c
