打破国外非常规压裂微地震监测技术垄断

□ 杨心超 李 弘 魏 玮

打破国外非常规压裂微地震监测技术垄断

□ 杨心超 李 弘 魏 玮

为加快研发进程，微地震攻关小组打破先做方法后推产品的常规科研思路，选择了难度极高的方法——软件并行进行技术开发。

随着常规优质油气资源的日益枯竭和工程技术的不断进步，低渗区油气、页岩气和煤层气的开发规模逐步扩大，作为提高生产井采收率甚至成功率的关键技术，水力压裂的需求也日趋旺盛。长期以来在水力压裂的过程中，人工缝网的发育情况主要依靠压力曲线和相邻井的表现来估算。国内该领域的裂缝监测技术缺失，严重影响和制约工程人员对压裂方案的调整和优化。

压裂微地震监测技术通过在井中或者地面布设地震波的采集设备，对储层中岩石裂缝被水力压开所产生的微小地震事件进行监测，再通过定位反演技术推算这些微地震事件所发生的位置、时间，以及岩石错动的类型和方向，结合地质认识获得地下人工缝网的动态发育过程。然而这项技术一直由国外公司垄断，技术服务费用高，且仅提供无动态细节的最终成果，非常影响油田的临场指导效果。

起步——挂云帆

中国石化石油物探技术研究院于2011年成立水力压裂微地震监测技术攻关小组，力求打破外国公司的垄断，快速研发出关键技术和适用于生产的软件，以填补国内同行在该领域的空白，抢占市场的喷发期。

微地震攻关小组从“一无所有”开始，“白手起家”，迅速同步展开了标杆企业、关键技术和院校机构研究状况的调研。

只有跑得更快，才能追上领先者。为加快研发进程，微地震攻关小组打破先做方法后推产品的常规科研思路，选择难度极高的方法——软件并行进行技术开发。由于新方法尚处在不稳定的研发期，微地震小组中的方法研究人员、软件开发人员和数据采集专家三方反复沟通，终于在研发初期就搭建了统一的软件开发平台，制定了兼容性极高的临时数据格式，保证了软件产品和方法研究的实时同步。

为了快速切入生产，将科研成果向实用技术的转化过程压缩到最短，微地震攻关小组打破了先做理想数据测试后做生产数据应用的传统科研方式，将来自生产一线的实际数据贯穿于方法试验及软件测试全程。在实际生产数据的检验下，以方法的适用性和软件的实用性为最终目标，多次进行技术重大改进与革新，不断完善技术流程、量化技术指标，确保最佳的现场应用效果。

尽管可应用于生产的压裂微地震监测技术系列被外国公司所垄断，但国内许多院校机构在某些具体的细分领域仍然有较高的研究水平。微地震小组积极利用各种机会，与高等院校开展相关技术交流、学习和消化，既保证了成套技术的完备性，又提高了单项技术的先进性。

2012年底，具备地面微地震监测资料处理能力的FracListener 1.0版本正式问世。2013年底，技术小组推出FracListener 2.0版本，大幅度提升地面微地震处理效率和精度，同时扩充了井中微地震处理、震源机制反演，以及压裂裂缝破裂模拟等新功能模块。2014年，进一步集成地面和井中微地震实时处理模块和压裂裂缝定量解释模块。至此，无须任何其他商业软件的辅助，FracListener软件可以独立完成全套微地震资料流程化处理、处理过程质量检查，以及压裂缝网解释和压裂效果综合评估等工作。

发展——济沧海

市场是检验产品质量的最有效手段。2013年FracListener 1.0问世不久，即迎来第一个生产服务对象——川西新场须五段致密储层。该区域近地表地质条件复杂、储层埋藏深，尚无地面微地震监测成功的先例，经过微地震攻关小组成员的艰苦努力，成功实现了川西须五段页岩气储层水力压裂的地面微地震有效监测，并将FracListener地面微地震压裂监测深度记录刷新到3150米，处理结果得到西南局相关专家的充分认可。随后，FracListener软件产品和技术服务在多个区块的致密气储层、煤层气储层，以及碳酸盐岩缝洞型储层的压裂改造过程中完成压裂过程监测和压裂效果评估的任务。

FracListener在非常规油气开发领域的优异表现引起了关注。2014年，物探院启动了页岩气储层水力压裂改造微地震监测项目。目标井所处工区的地表条件复杂，国外服务公司在该地区微地震监测服务皆没有让甲方满意。物探院微地震项目组将办公场所前移至野外监测现场，争取做到发现一个问题就地解决一个问题。凭借“准确、快速、严谨”的服务优势，项目组于当年11月即完成目标井压裂的微地震监测任务，以超越国际知名公司快速、准确的结果征服油田方，成功在大牌云集的压裂监测服务市场中谋得一席之地。

2015年元旦刚过，为协助甲方厘清“拉链式”开发工艺的储层改造效果，物探院微地震监测队伍投身压裂微地震井地联合监测服务中。这是站稳涪陵页岩气微地震监测市场的关键之战。为保证野外数据采集的品质，微地震项目组员工白天逐个山头忙踏勘，避干扰、强耦合，马不停蹄；晚上逐条测线再论证，搞计算、调测线，挑灯夜战。历经近两个月的忙碌，通过向油田方汇报和技术交流，最终监测结果和工程验证取得极好的吻合，获得现场专家的高度赞扬。

至此，攻关小组连续攻克微地震弱信号增强、微地震事件自动识别和拾取、微地震事件精确定位，以及压裂裂缝参数定量反演和解释等一系列技术难题，并推出具有完全自主知识产权的压裂微地震资料处理解释软件系统FracListener。项目团队具备地面、浅井与井中压裂微地震监测资料的一体化采集处理解释能力，并对我国南方和西北不同类型储层、不同深度的多口压裂井开展了技术服务，均收到优异的应用效果，实现了中国石化在该领域的技术突破，填补了国内的相关技术空白。

软件开发人员进行技术交流。李弘 供图

（作者单位：物探院）