CN117233836A - 通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，涉及油田开发水力压裂中微地震成果解释方法，属于微地震成果解释技术范畴，是一种面向微地震监测成果的后期解释方法。水力压裂过程中通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络长、宽和高几何属性的方法。通过在深度、长度和宽度方向对微地震事件的辐射能量进行统计来确定压裂形成主裂缝网络的长、宽和高，可相对定量化评价压裂主裂缝网络的几何属性，有效降低了因应力传递诱发微地震而引起压裂主裂缝网络长、宽和高偏大的不确定性影响，有利于进行压裂施工方案的优化调整。

Description

通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法

技术领域

本发明属于油田开发水力压裂中微地震成果解释领域，具体涉及通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法。

背景技术

近十年微地震监测解释技术发展较为迅速，在油田开发过程水力压裂效果评价中发挥了重要作用。微地震数据解释作为监测成果的直接展示，是微地震的一项较为核心的技术。该技术持续发展，近年来发展出了一些代表性的桂志先等《微震监测研究进展》表明裂缝高度和长度特征约能提供反映实际微震分布的裂缝高度和长度的60％，尹陈等《微地震技术》采用震源机制和应力反演确定裂缝的几何尺寸，常旭等《微地震反演研究》采用微地震震源参数的储层解释应用，杨瑞召等《页岩气开发微地震监测技术》，陈海潮《利用微地震参数评估水力压裂改造效果研究进展》等。

微地震成果解释一般以微地震事件空间分布为基础，描述人工裂缝的长、宽和高三种几何信息。微地震事件描述的范围覆盖了岩石破裂和应力传递振动，仅仅通过微地震位置较难准确描述主裂缝网络大小，如何通过微地震事件有效地描述主裂缝网络的有效尺寸，目前尚没有专门文献资料提出。

发明内容

本发明所为了解决背景技术中存在的技术问题，目的在于提供了通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，通过在深度、长度和宽度方向对微地震事件的辐射能量进行统计来确定压裂形成主裂缝网络的长、宽和高，可相对定量化评价压裂主裂缝网络的几何属性，有效降低了因应力传递诱发微地震而引起压裂主裂缝网络长、宽和高偏大的不确定性影响，有利于进行压裂施工方案的优化调整。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：

一种通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，所述方法包括：

S1：选择经过定位处理后的微地震成果数据作为第一微地震数据，基于第一微地震数据，把不同位置的微地震事件和其震源属性均记作i，得到完成处理定位后的微地震数据；

S2：基于完成处理定位后的微地震数据，在长、宽和高度三个方向进行辐射能量统计；

S3：在完成统计后，定量评价储层改造压裂主裂缝网络的长、宽和高三个几何属性。

进一步，在所述步骤1中，所述定位处理包括：事件位置反演、事件震级计算、事件信噪比计算及事件辐射能量计算定位处理步骤。

进一步，在所述步骤S2中，沿长度方向对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿长度方向每dL个长度进行统计，长度方向的事件辐射能量统计公式：

其中，l为沿长度方向某一长度值，l_j为长度方向第j次统计的起始长度值，dL为沿长度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为长度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

进一步，在所述步骤S2中，沿宽度方向对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿宽度方向每dW个宽度进行统计，宽度方向的事件辐射能量统计公式：

其中，w为沿宽度方向某一宽度值，w_j为宽度方向第j次统计的起始宽度值，dW为沿宽度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为宽度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

进一步，在所述步骤S2中，沿高度方向对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿高度方向每个dD高度间隔进行统计，高度方向的事件辐射能量统计公式：

其中，d为沿高度方向某一深度值，d_j为高度方向第j次统计的起始高度值，dD为沿高度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为高度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

进一步，在所述步骤S3中：

在长度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖长度作为压裂主裂缝网络的长度；

在宽度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖宽度作为压裂主裂缝网络的宽度；

在高度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖高度作为压裂主裂缝网络的高度。

上述方法能定量评价储层改造压裂主裂缝网络的长、宽和高三个几何属性，有效降低了因应力传递诱发微地震而引起压裂主裂缝网络长、宽和高偏大的不确定性影响，对钻井取芯有直接指导作用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明有效解决了储层改造过程主裂缝网络微地震监测评价时因应力传递诱发微地震而引起压裂主裂缝网络长、宽和高三个几个属性描述偏大的问题，达到定量评价主裂缝网络长、宽和高三个几何属性，对压裂工程中优化调整压裂方案和在钻井取芯均非常有意义。

附图说明

图1、第一微地震数据图；

图2、高度方向图；

图3、长度和宽度方向图；

图4、长度、宽度和高度方向统计的辐射能量图；

图5、根据辐射能量确定长、宽和高三个几何属性图。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1：

本发明首先准备所需统计计算的数据，然后统计计算出数据，最后定量确定主裂缝网络长、宽和高三个几何属性并说明了应用效果，具体实施方式如下。

1)用于分析的数据准备

(1)选择经过定位处理后的微地震成果数据作为第一微地震数据(如图1)。所述定位处理包括：事件位置反演、事件震级计算、事件辐射能量计算等定位处理步骤。该定位处理过程均为成熟技术；

(2)基于第一微地震数据，不同位置的微地震事件和其震源属性均记作i。

2)在长、宽和高度三个方向进行辐射能量统计(如图4)

(1)本发明在完成处理定位后的微地震数据基础上基于统计确定长、宽和高三个几何属性参数，方法重点在于定量评价。

(2)沿长度方向(如图3)对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿长度方向每dL个长度进行统计，长度方向的事件辐射能量统计公式：

其中，l为沿长度方向某一长度值，l_j为长度方向第j次统计的起始长度值，dL为沿长度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为长度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

(3)沿宽度方向(如图3)对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿宽度方向每dW个宽度进行统计，宽度方向的事件辐射能量统计公式：

其中，w为沿宽度方向某一宽度值，w_j为宽度方向第j次统计的起始宽度值，dW为沿宽度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为宽度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

(4)沿高度方向(如图2)对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿高度方向每个dD高度间隔进行统计，高度方向的事件辐射能量统计公式：

其中，d为沿高度方向某一深度值，d_j为高度方向第j次统计的起始高度值，dD为沿高度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为高度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

3)定量确定长、宽和高三个几何属性(如图5)：

(1)在长度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖长度作为压裂主裂缝网络的长度；

(2)在宽度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖宽度作为压裂主裂缝网络的宽度；

(3)在高度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖高度作为压裂主裂缝网络的高度。

该方法能定量评价储层改造压裂主裂缝网络的长、宽和高三个几何属性，有效降低了因应力传递诱发微地震而引起压裂主裂缝网络长、宽和高偏大的不确定性影响，对钻井取芯有直接指导作用。

具体地，在附图中：

图1为第一微地震数据。坐标为三维笛卡尔坐标系(单位：m)；红色圈大小代表每个微地震事件的辐射能量大小(单位：焦耳)。

图2为高度方向。红色箭头方向为高度方向(无单位)，和坐标轴Z轴方向一致；横坐标为三维笛卡尔坐标系重X轴和Y轴在平面的投影。

图3为长度方向和宽度方向。蓝色箭头为长度方向(无单位)，黑色箭头方向为宽方向(无单位)。

图4为长度、宽度和高度方向统计的辐射能量。左图横坐标为统计辐射能量(单位：10e-5焦耳)，纵坐标为长度方向坐标轴(单位：m)；中图横坐标为统计辐射能量(单位：10e-5焦耳)，纵坐标为宽度方向坐标轴(单位：m)；右图横坐标为统计辐射能量(单位：10e-5焦耳)，纵坐标为高度方向坐标轴(单位：m)；从图4中可以看出在长度、宽度和高度三个方向辐射能量在一个范围内比较聚焦。

图5为根据辐射能量确定长、宽和高三个几何属性。左图横坐标为统计辐射能量(单位：10e-5焦耳)，纵坐标为长度方向坐标轴(单位：m)，红框黄色区域为长度范围，长195.5m；中图横坐标为统计辐射能量(单位：10e-5焦耳)，纵坐标为宽度方向坐标轴(单位：m)，红框黄色区域为宽度范围，宽59.5m；右图横坐标为统计辐射能量(单位：10e-5焦耳)，纵坐标为高度方向坐标轴(单位：m)，红框黄色区域为高度范围，高28.5m；根据本方法确定的压裂主裂缝网络长为195.5m，宽为59.5m，高为28.5m，实现定量评价储层改造范围。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：选择经过定位处理后的微地震成果数据作为第一微地震数据，基于第一微地震数据，把不同位置的微地震事件和其震源属性均记作i，得到完成处理定位后的微地震数据；

S2：基于完成处理定位后的微地震数据，在长、宽和高度三个方向进行辐射能量统计；

S3：在完成统计后，定量评价储层改造压裂主裂缝网络的长、宽和高三个几何属性。

2.根据权利要求1所述的一种通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述定位处理包括：事件位置反演、事件震级计算、事件信噪比计算及事件辐射能量计算定位处理步骤。

3.根据权利要求1所述的一种通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，沿长度方向对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿长度方向每dL个长度进行统计，长度方向的事件辐射能量统计公式：

if l_j＜l＜(l_j+dL),

其中，l为沿长度方向某一长度值，l_j为长度方向第j次统计的起始长度值，dL为沿长度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为长度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

4.根据权利要求1所述的一种通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，沿宽度方向对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿宽度方向每dW个宽度进行统计，宽度方向的事件辐射能量统计公式：

if w_j＜w＜(w_j+dW),

其中，w为沿宽度方向某一宽度值，w_j为宽度方向第j次统计的起始宽度值，dW为沿宽度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为宽度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

5.根据权利要求1所述的一种通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，沿高度方向对事件辐射能量进行统计：在微地震包络体范围内，沿高度方向每个dD高度间隔进行统计，高度方向的事件辐射能量统计公式：

if d_j＜d＜(d_j+dD),

其中，d为沿高度方向某一深度值，d_j为高度方向第j次统计的起始高度值，dD为沿高度方向的统计范围，dE为满足统计条件的辐射能量之和，n为满足条件的微地震事件个数，i为第一微地震数据中第i个微地震事件，j为高度方向第j次统计，RE为满足统计条件的微地震辐射能量。

6.根据权利要求1所述的一种通过微地震辐射能量确定压裂主裂缝网络几何属性的方法，其特征在于，在所述步骤S3中：

在长度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖长度作为压裂主裂缝网络的长度；

在宽度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖宽度作为压裂主裂缝网络的宽度；

在高度统计的辐射能量数据上，选取辐射能量集中在70％以上的连续覆盖高度作为压裂主裂缝网络的高度。