水力压裂微地震正演模拟分析及应用研究

发布时间：2020-09-27 21:57

　　现今,水力压裂已成为油气田开发的重要手段之一,但其施工时无法直接获得地下裂缝发育情况,故采用微地震监测技术进行压裂效果评价。微地震监测作为水力压裂改造地下储层的重要监测手段,应用前景愈加广泛。由于水力压裂诱发微地震的震源激发方式较为复杂,因此,本文利用高阶交错网格有限差分方法对水力压裂微地震数据进行正演模拟,分析其波场特征及震源辐射特性,并基于这一认识开展了微地震观测系统、去噪处理和微地震事件定位分析等一系列应用研究。具体内容如下:(1)三维水力压裂微地震正演模拟。本文通过高阶交错网格有限差分方法,对弹性及粘弹性波波动方程求解,完成了三维水力压裂微地震数据正演模拟,采用PML吸收边界条件对边界反射进行吸收衰减,并对多层速度模型和复杂速度模型情况进行试算,确保正确性;(2)基于不同震源机制的水力压裂微地震正演模拟分析研究。由于水力压裂诱发微地震的震源激发方式较为复杂,故引入震源机制,基于三种不同的震源机制(ISO、CLVD、DC)进行微地震正演模拟,采用两种不同的震源加载方式,对其地震记录和不同时刻波场快照进行对比分析,获得了不同震源机制情况下的波场特征及震源辐射特性,为分析震源机制对定位精度影响提供理论依据;(3)地面微地震数据去噪方法应用研究。由于地面微地震数据信噪比低,本文利用模拟的微地震数据混合实际噪声,通过对含不同比例噪声数据进行去噪处理,验证了地面微地震数据去噪方法的可行性,并对实际数据有较好的应用效果;(4)微地震事件定位精度影响分析。利用正演模拟数据对微地震事件定位精度进行分析,从理论上分析了观测系统类型、孔径、间距、等对定位精度的影响,还对地层吸收衰减以及震源机制对定位精度影响进行了分析,可为实际微地震数据得采集、定位等工作提供理论基础;(5)野外实际微地震监测数据实际应用。结合三维微地震正演模拟数据处理定位效果,对野外实际采集的水力压裂微地震监测数据进行处理、定位分析。
【学位单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P631.4;TE357.1
【部分图文】：

技术路线图,微地震,正演模拟,震源机制

前言形式、间距等对微地震接受信号的影响，依据对三维微地震正演模拟数据的波场特征及震源辐射特性的分析与认识，分别利用 P 波和 S 波对不同震源机制的微地震事件进行定位，分析震源机制对微地震事件定位精度的影响。最后，结合三维微地震正演模拟数据处理定位结果，对野外实际采集的水力压裂微地震监测数据进行处理、定位分析。

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第一章三维微地震数据正演数值模拟则 a ( x ,z )在x 方向上可表示为：( )1 cos2xLx lxa BLx （1-22）在 z 方向上表示为：( )1 cos2zLz lza BLz （1-23）式中， B代表衰减系数， Lx ， Lz代表在，z 方向上边界层厚度，lx，lz表示对应边界层位置。

示意图,PML边界,示意图,参数图

三维PML边界示意图

【参考文献】