油氣開發(fā)水力壓裂過程中非微地震信號的分析.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，它通過向壓裂井的目標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。在水力壓裂過程中，人們通過使用井中或者地表的地震檢波器來監(jiān)測誘發(fā)的微地震，從而評估每段壓裂裂縫的分布情況以及儲層改造體積。
　　在監(jiān)測的過程中，地震檢波器除去記錄到有效的微地震信號外，還能夠記錄到其他信號源激發(fā)的各種信號。本文著重分析微震監(jiān)測過程中記錄到的共振信號，并對一些記錄到的重復(fù)信號進行了簡單的討

2、論。Tary et al.(2014)對水力壓裂過程記錄到的隨泥漿流曲線變化的穩(wěn)定共振信號進行分析，認為這些共振信號的來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射孔位置時產(chǎn)生的非層流現(xiàn)象。對于第一種解釋，需要裂縫存在中等尺度的連通網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)共振信號頻譜相應(yīng)地可以計算出裂縫長度為15-30米。對于非層流現(xiàn)象，由于其與壓裂過程中壓裂曲線系統(tǒng)性相關(guān)，可能是更好的解釋。本文從兩個方面討論水力壓裂中共振信號的來源。一方面是井場中

3、機械振動造成的共振現(xiàn)象，這部分主要包括從激發(fā)源產(chǎn)生的壓力脈動到管線系統(tǒng)振動響應(yīng)的討論。另一方面是對裂縫系統(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Tary等人的研究做了詳細的分析，對解釋中與實際情況不符的部分做了詳細的討論。最終對于穩(wěn)定共振信號的解釋是，不管在地表還是在井中進行監(jiān)測，這種與泥漿流變化有關(guān)的相對的穩(wěn)定共振信號最可能來源于地表高壓管線的振動，這種振動的來源是三缸泵的流量不均勻?qū)е铝黧w中存在壓力脈