CN113253344B - 基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法，包括以下步骤：1)输入微地震事件定位结果(x_i，y_i，z_i)、微地震事件发生时间T_i、微地震事件震级大小M_wi；其中，i∈[1，N]，N为微地震事件定位个数；2)将监测过程按时间长度L等分为Q个时窗，统计每个时窗内微地震事件个数P_j；其中j∈[1，Q]；3)确定微地震事件产生频率分析时窗步长c，根据步骤2)中统计参数计算当前时窗微地震事件产生频率异常指数F；4)确定震级分析步长s，根据步骤2)中统计参数计算震级异常指数R；5)提压过程微地震预警实施。本发明的方法对储气库提压过程进行实时预警，当地层活动发生异常时，及时发出预警信号，保障储气库提压安全，为储气库生产运行管理提供决策依据。

Description

基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法

技术领域

本发明涉储气库安全监测及地球物理勘探中微地震数据处理解释方法，是一种基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法。

背景技术

我国地质条件与国外相比较复杂，具有地质构造破碎、断块复杂、储层埋藏深、非均质性强等特点，因此我国储气库建设选址、设计及工程实施难度大、投资成本高；加之中后期气藏改建储气库，必须经历5-8年的扩容达产期，建库周期较长。提高储气库运行压力上限对现役储气库进行扩容扩产，是提升储气库储气能力最有效、最直接的一种方式。提高上限运行压力存在诱发盖层破裂、断层激活等潜在风险，可能导致储气库地质体密封完整性失效。因此，在通过提高运行上限压力增加储气库工作气量的同时，必须解决储气库提压过程地质体安全监测问题。

目前，国内储气库安全监测一般采用温度、压力、流体组分、示踪剂等常规监测方式，这几种监测方式监测范围较小，只能对井筒附近参数进行采集分析，且实时性较差，当其所采集的参数具有明显变化时，储气库密封性可能已受到破坏。调研发现，国内尚无利用微地震监测技术进行储气库提压预警的相关研究成果。

发明内容

本发明提出一种利用微地震监测技术实现储气库提压预警的方法，目的在于利用微地震监测技术实现储气库提压预警，保障储气库提压过程安全，从而为储气库生产运行管理提供决策依据。该方法利用微地震监测技术对储气库提压过程储层活动进行实时监测，准确定位破裂活动发生位置，并根据微地震事件活动规律、属性分析，实现储气库提压过程实时预警。

具体的技术方案为：

基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法，包括以下步骤：

1)输入微地震事件定位结果(x_i，y_i，z_i)、微地震事件发生时间T_i、微地震事件震级大小M_wi；

其中，i∈[1，N]，N为微地震事件定位个数；

2)将监测过程按时间长度L等分为Q个时窗，统计每个时窗内微地震事件个数P_j；其中j∈[1，Q]；

3)确定微地震事件产生频率分析时窗步长c，根据步骤2)中统计参数计算当前时窗微地震事件产生频率异常指数F：

其中F_d为第d个时窗微地震事件产生频率异常指数，c＜d≤Q；

4)确定震级分析步长s，根据步骤2)中统计参数计算震级异常指数R:

其中R_u为第u个微地震事件震级异常指数，M_wu为目前发生第u个微地震事件震级大小，其中s＜u≤N，M_wj为第j个微地震信号震级大小；

5)提压过程微地震预警实施

①应用步骤3)计算结果，当F值大于某一常数值a时，发出预警信号，警告内容：微地震事件产生频率异常；当F值越大，该异常越明显；

②应用步骤4)计算结果，当R值大于某一常数值b时，发出警告信号，警告内容：微地震事件震级异常；当R值越大，该异常越明显。

本发明的方法对储气库提压过程进行实时预警，当地层活动发生异常时，及时发出预警信号，保障储气库提压安全，为储气库生产运行管理提供决策依据。

本发明提出了一种基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法，充分结合了微地震监测实时性特点，从微地震信号时间、能量属性出发，及时发现提压过程中地层活动异常状况并发出预警。该方法直接实现储气库提压实时预警，预防提压过程储气库断层活化、盖层破裂等风险，保障储气库提压安全提压，意义重大。

附图说明

图1微地震定位结果俯视图；横坐标为模型X坐标(单位：m)；纵坐标为模型Y坐标(单位：m)，球的大小代表微地震事件震级。

图2微地震事件不同时窗内个数统计结果图；横坐标为日期(单位：日)，纵坐标为微地震事件个数(单位：个)。

图3为微地震事件产生频率异常指数计算结果图；横坐标为日期(单位：日)，纵坐标为微地震事件产生频率异常指数F(无单位)。黑色实线为常数a的值，黑线之上的点为预警节点，报警内容：微地震事件产生频率异常。

图4为微地震事件产生频率异常指数计算结果图；横坐标为日期(单位：日)，纵坐标为微地震事件震级异常指数R(无单位)。黑线为常数b的值，黑线之上的点为预警节点，报警内容：微地震事件震级异常。

具体实施方式

本发明具体实施方式如下：

基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法，包括以下步骤：

1)输入微地震事件定位结果(x_i，y_i，z_i)、微地震事件发生时间T_i、微地震事件震级大小M_wi；其中，i∈[1，N]，N为微地震事件定位个数；

图1为输入的微地震事件定位结果，本次实例中共536个微地震事件，每个输入微地震事件都包含空间位置、发生时间、震级能量信息。

2)将监测过程按时间长度L等分为Q个时窗，统计每个时窗内微地震事件个数P_j；其中j∈[1，Q]；

图2为微地震事件不同时窗内个数统计结果，本次实例时间长度L选择为1天，监测日期从5月19日至9月8日共114个时窗。

3)确定微地震事件产生频率分析时窗步长c，根据步骤2)中统计参数计算当前时窗微地震事件产生频率异常指数F：

其中F_d为第d个时窗微地震事件产生频率异常指数，c＜d≤Q；

图3为微地震事件产生频率异常指数F计算结果图，本次实例中时窗步长c选择为10。

4)确定震级分析步长s，根据步骤2)中统计参数计算震级异常指数R:

其中R_u为第u个微地震事件震级异常指数，M_wu为目前发生第u个微地震事件震级大小，其中s＜u≤N，M_wj为第j个微地震信号震级大小；

图4为微地震事件震级异常指数R计算结果图，本次实施例中分析步长s选择为6。

5)提压过程微地震预警实施

①应用步骤3)计算结果，当F值大于某一常数值a时(本实施例a为6)，发出预警信号，警告内容：微地震事件产生频率异常；当F值越大，该异常越明显；

②应用步骤4)计算结果，当R值大于某一常数值b时(本次实施例中b为1)，发出警告信号，警告内容：微地震事件震级异常；当R值越大，该异常越明显。

Claims (2)

1.基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)输入微地震事件定位结果(x_i，y_i，z_i)、微地震事件发生时间T_i、微地震事件震级大小M_wi；其中，i∈[1，N]，N为微地震事件定位个数；

2)将监测过程按时间长度L等分为Q个时窗，统计每个时窗内微地震事件个数P_j；其中j∈[1，Q]；

3)确定微地震事件产生频率分析时窗步长c，根据步骤2)中统计参数计算当前时窗微地震事件产生频率异常指数F；

其中F_d为第d个时窗微地震事件产生频率异常指数，c＜d≤Q；

4)确定震级分析步长s，根据步骤2)中统计参数计算震级异常指数R；

其中R_u为第u个微地震事件震级异常指数，M_wu为目前发生第u个微地震事件震级大小，其中s＜u≤N，M_wj为第j个微地震信号震级大小；

5)提压过程微地震预警实施。

2.根据权利要求1所述的基于微地震监测技术实现地下储气库提压预警的方法，其特征在于，步骤5)提压过程微地震预警实施，具体方法为：

①应用步骤3)计算结果，当F值大于某一常数值a时，发出预警信号，警告内容：微地震事件产生频率异常；当F值越大，该异常越明显；

②应用步骤4)计算结果，当R值大于某一常数值b时，发出警告信号，警告内容：微地震事件震级异常；当R值越大，该异常越明显。

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