微地震监测技术在川东地区气田水回注井监测中的应用

微地震监测技术在川东地区气田水回注井监测中的应用

中国石油西南油气田公司重庆气矿重庆渝北400021

中国石油西南油气田公司储气库管理处重庆北碚400718

摘要:微地震监测技术是利用检测地层中所发生的微地震事件,通过对这些微地震事件的反演解释,可以判定发生这些微地震事件的具体位置。气田水回注是天然气生产必不可少的一个重要环节,如遇回注层或井身结构与地表串漏,回注的气田水将对周边环境造成影响。利用微地震监测技术,结合气田水回注井的井筒资料、地层资料、腐蚀监测资料等,可以判断回注水在地层中的运移情况、井筒漏失情况、回注水体与断层的之间的关系情况等,从而对回注井进行综合风险评估。通过该技术的应用,为气田水回注井的安全平稳运行提供技术保障。

关键词:微地震监测回注井风险评估

前言:微地震监测技术利用微地震事件发生时将产生微地震波,通过对微地震波的检测和反演解释,可以判断出发生微地震事件的具体位置。回注水在地层运用过程中,将会产生微地震事件,通过对这些微地震事件的检测、反演解释,可以判定回注水在地层中的运移情况、回注水体的主要回注面积、与区域断层之间的位置关系等,对回注井的风险评估提供重要的技术支持。

1微地震监测技术的原理

微地震监测技术的原理是:当流体在地层中运动时,其自身带有较高的动能。随着其速度的下降,动能逐渐减小;这部分减小的动能传递给流体所流经的岩石,岩石受力产生形变,同时产生微地震波。当微地震波传递到地面的拾振器时,拾振器就能监测到该地震波信号。当某一微地震事件所产生的微地震波同时被几个拾振器识别到,那么这一微地震事件就会被记录下来。利用计算机的矩阵分析计算,就可以把发生该微地震事件的位置(震源)确定出来。

大多数微地震事件频率范围介于200~1500Hz之间,持续时间小于1s,通常能量介于里氏-3到+1级。在地震记录上微地震事件一般表现为清晰的脉冲,越弱的微地震事件,其频率越高,持续时间越短,能量越小。当前各检波器所获得的电压值一般在5.8微伏以上,只要到达仪器输入端的电信号大于1微伏(相当于里氏-2.8级),微地震信号就可以被检波器检测到。

2川东地区气田水回注现状

截止2018年12月,川东地区累计建成气田水处理回注井44口,其中2018年运行回注井25口,2018年暂未回注井9口。停止回注的井有10口。2018年有25口回注井进行了回注,年回注水量9.27×104m3,历年累计回注气田水869.5251×104m3。

3微地震监测技术在回注井监测中的应用

3.1回注层中回注水的运行情况监测

为了评价监测F2井回注水在回注层的运行情况,2016年11月对该井的回注层开展了微地震监测。监测过程是:首先在停住24小时以上监测回注层的微地震背景噪音;之后开始回注,并监测回注层的微地震情况(如图1所示)。

图2F2井回注层微地震监测三维拟合图

图3F2井回注层回注水流动优势方向示意图

通过对回注前后微地震情况的对比分析,我们可以得到以下认识:

1、监测回注层中回注水所引起的微地震事件,可以判定回注层中回注水体的波及面积(如图4所示)、立体空间展布等(如图2所示)。

2、监测回注层中回注水所引起的微地震事件,可以判定回注水在回注层中的主要流动优势方向(如图3所示)。

3.2非回注层段窜漏情况的监测

为了评价C35井井筒是否存在窜漏,2016年1月对C35井的995~1430m(回注层)、990~50m(回注层上覆地层)两段开展了微地震监测。监测结果显示:回注层中没有明显的回注水的流动优势(如图4所示),回注层上覆地层990~50m层段中监测到的水流优势方向为NE30.3°—NE57.5°(如图5所示),说明该回注井在回注层上覆地层发生了严重的窜漏。

图5C35井990~50m段背景噪音及注水监测震源平面分布图

3.3回注水体区域地质风险情况的监测

为了评价Z1井回注水体的区域地质风险情况,2018年5月对Z1井开展了微地震监测;其主要目的是检查回注水体在回注层的运移情况、是否存在区域地质风险。监测结果显示:回注水体在回注层运移,其主体优势方向为西偏南34°方向(如图6所示),距离主体“通天断层2”约2.6km(如图7所示)。说明该回注井目前回注水体运行安全,但继续回注存在回注水经断层2窜漏至地面的风险。

图7Z1井回注层回注水流动优势方向示意图

3.4回注井回注层改造时对目的层段的监测

微地震监测技术还可以用于回注层改造时监测压裂裂缝的发育情况。压裂液在目的层流动过程,压裂的裂缝的不断生长延伸。为了了解裂缝的发育情况,利用微地震监测技术对整个压裂过程中目的层进行监测,能较为直观的了解到压裂所产生的裂缝的发育情况(如图8所示)。

图8XX井压裂裂缝微地震监测解释成果图

四、结论

1、微地震监测技术可以对回注水在回注层中所波及到的位置、面积极其空间展布情况进行监测,指导回注井下一步工作。

2、微地震监测技术可以对回注水在回注层中的渗流方向进行监测,了解回注水在地层中流动的优势方向。

3、微地震监测技术可以对回注井井筒的完整性情况进行监测,能直观发现回注井是否存在窜漏。

4、通过对回注水体的监测,结合回注井的区域地质情况,对判断回注水体的区域地质风险有极大的帮助。

5、微地震监测技术可以在压裂时对目的层进行监测,了解压裂施工所产生的裂缝情况,判断施工效果。

参考文献:

[1]赵根模,杨港生。《注水诱发的地震的震源应力场和尾波衰减特征》,地震地质。1990,12(4)

[2]谢靖地球物理场正反演问题近代数学方法[M]。长春:吉林出版社,2000

[3]张山,刘清林等微地震监测技术在油田开发中的应用[J]。石油物探,2002,41(2)

[4]胡志国,等.成35井回注水水向前缘分析报告.重庆气矿,2014年

标签:;  ;  ;  

微地震监测技术在川东地区气田水回注井监测中的应用
下载Doc文档

猜你喜欢