油氣開(kāi)發(fā)水力壓裂過(guò)程中非微地震信號(hào)的分析.pdf

1、水力壓裂是一種工業(yè)界廣泛采用的提高石油或天然氣產(chǎn)量的方法，它通過(guò)向壓裂井的目標(biāo)層位注入高壓壓裂液包括水或油砂和化學(xué)物質(zhì)使裂縫張開(kāi)。在水力壓裂過(guò)程中，人們通過(guò)使用井中或者地表的地震檢波器來(lái)監(jiān)測(cè)誘發(fā)的微地震，從而評(píng)估每段壓裂裂縫的分布情況以及儲(chǔ)層改造體積。
　　在監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，地震檢波器除去記錄到有效的微地震信號(hào)外，還能夠記錄到其他信號(hào)源激發(fā)的各種信號(hào)。本文著重分析微震監(jiān)測(cè)過(guò)程中記錄到的共振信號(hào)，并對(duì)一些記錄到的重復(fù)信號(hào)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的討

2、論。Tary et al.(2014)對(duì)水力壓裂過(guò)程記錄到的隨泥漿流曲線變化的穩(wěn)定共振信號(hào)進(jìn)行分析，認(rèn)為這些共振信號(hào)的來(lái)源是裂縫中斯通利波在裂縫系統(tǒng)中的震蕩或者是高壓壓裂液通過(guò)射孔位置時(shí)產(chǎn)生的非層流現(xiàn)象。對(duì)于第一種解釋，需要裂縫存在中等尺度的連通網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)共振信號(hào)頻譜相應(yīng)地可以計(jì)算出裂縫長(zhǎng)度為15-30米。對(duì)于非層流現(xiàn)象，由于其與壓裂過(guò)程中壓裂曲線系統(tǒng)性相關(guān)，可能是更好的解釋。本文從兩個(gè)方面討論水力壓裂中共振信號(hào)的來(lái)源。一方面是井場(chǎng)中

3、機(jī)械振動(dòng)造成的共振現(xiàn)象，這部分主要包括從激發(fā)源產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)到管線系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的討論。另一方面是對(duì)裂縫系統(tǒng)中固液波斯通利波震蕩造成共振的討論，在這一部分本文從原理、推理到解釋對(duì)Tary等人的研究做了詳細(xì)的分析，對(duì)解釋中與實(shí)際情況不符的部分做了詳細(xì)的討論。最終對(duì)于穩(wěn)定共振信號(hào)的解釋是，不管在地表還是在井中進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這種與泥漿流變化有關(guān)的相對(duì)的穩(wěn)定共振信號(hào)最可能來(lái)源于地表高壓管線的振動(dòng)，這種振動(dòng)的來(lái)源是三缸泵的流量不均勻?qū)е铝黧w中存在壓力脈