微地震监测气驱前缘技术在大情字井油田黑79工区的应用

汪大海

（吉林油田勘探开发研究院 吉林松原 138000）

微地震监测气驱前缘技术在大情字井油田黑79工区的应用

汪大海

（吉林油田勘探开发研究院 吉林松原 138000）

在油田开发过程中将微地震监测技术应用在裂缝及水驱前缘监测上的国内应用实例较多，技术已日趋成熟，而将此技术应用到气驱前缘监测上应用很少，吉林油田于2014年成功将此技术应用到对CO2驱替前缘监测上，通过对监测结果解释分析，能够精确的掌握气驱替前缘展布状态，有效指导CO2驱注采参数，为试验区取得显著效果奠定基础。

微地震；气驱前缘监测；CO2驱；注采参数

在油田开发过程中，应用微地震法对生产动态实施监测，是近年来国内外着力研究的前沿课题，该监测方法是一种交叉学科技术。将微地震监测技术应用到气驱前缘监测属新技术，应用实例较少，本文详细描述了应用微地震监测技术对监测CO2驱过程中气驱前缘的方法，有效指导CO2驱注采调控，同时为黑79工区提高CO2驱开发效果奠定了基础。

1 基本原理

在生产活动过程中地下常会发生微地震事件，而微地震法是通过观测这些微地震事件来分析判断其影响的地球物理技术。它的理论基础为声发射学和地震学，即通过监测及分析生产活动产生的微小地震事件来判别该活动的影响、效果，进而为采取相应措施提供可靠参考、依据。最小周向应力理论、摩尔—库仑理论及断裂力学准则认为：压裂或是注水将会产生微地震，同时微震波向四周扩散，而在被监测井周围布置有A、B、C、D、E、F、G、H监测分站，它们能够接收到扩散中的微震波，于是根据各分站接收到微震波的时差，列出一系列方程组，通过反解该方程组，便可确定出微地震震源位置。

2 微地震监测CO2驱替前缘技术应用

黑79区块位于大情字油田南部，为南北向延伸反向正断层遮挡的断背斜构造西翼，属岩性构造油藏。本次监测优选CO2驱试验区块中黑79-3-3井进行监测，该井是黑79区块一口注气井，注入层位为高台子油层11、12号层，井段为2407-2421m。2012年7月开始注气，注入方式为混注，至2013年4月注气状况为：日注气15.0m3，累计注气4416t，累计注水1326m3。泵压18.0MPa，油压14.4MPa。该井组包括6口采油井：黑+79-3-3井、黑+79-3-03井、黑79-3-03井、黑79-3-05井、黑+79-5-3井、黑+79-5-05井。

2.1 现场监测关键流程

2013年4月对黑79-3-3井（O点）进行气驱前缘监测，被监测井及监测分站（A、B、C、D、E、F、G、H）数据如表1所示，通过对监测数据的反解，定位出了所有微震震源位置，进而描绘出气驱前缘水平成相图。

表1 黑79-3-3井及监测分站数据统计表

监测前一天：①勘察黑79-3-3注气井周围地形、地貌，按已确定的坐标位置用高精度GPS定位井口及各分站实际坐标位置，误差小于5m；②将拾震器利用静压系统逐个压入地表疏松地层之下，埋藏深度大于30cm；③通知注气站对被监测井关井停注。

监测当天：①打开主站车仪器，对主分站之间的通信联络、背景噪音进行调试，并设置参数；②按正常配注开泵注气，同时实施监测，与此同时主站与各分站均处在监测状态，自动采集、处理数据，实时显示微震点；③待微震点图形趋于稳定且符合质量要求时监测完成，保存数据，关机；④起拔探杆、拾震器并装箱、打包，同时通知注气站监测结束。

2.2 现场监测结果

图2是所有监测时间累积成像结果，由图可以得到如下结论：该井的注气前缘主要分布形态较宽；主要优势方位为N65°W的方向；两翼渗透方向基本对称，西翼略长于东翼；存在沿N45°W的优势渗透方向。

图2 黑79-3-3注气前缘水平成像图

2.3 气驱前缘资料成果解释分析及应用

表2为黑79-3-3井气驱前缘监测成果表，方位是对应区域内全部微震点的统计方位，尺度是对应区域的最大尺度，气流密集区方位和优势渗流区方位基本相同，优势渗流区长度为590m，较气流密集区长269m，优势渗流区宽度为338m，较气流密集区宽121m。

表2 黑79-3-3井气驱前缘监测成果表

黑79-3-3井气驱前缘拟合图3描绘注入气体的流动密集区方向与范围，浅蓝色以上为流动密集区，绿色、黄色为优势渗流区，红色为注入气体波及区。注入气体渗流方向图4在平面上显示了注入气体的运动方向，箭头长度表明了压力的大小，沿箭头方向，从压力高的区域向压力低的区域流动。

图3 黑79-3-3井气驱前缘拟合图

图4 黑79-3-3井注入气体渗流方向图

综合以上解释成果图，黑79-3-3井气驱前缘波及面积适中，但由于受储层非均质性影响，该井气驱主流方向明显，有主、次两个优势驱替方向（北西、南西方向），即黑+79-3-03井、黑+79-5-05井和黑+79-5-3推进趋势明显，向其它油井推进相对较弱，且黑+79-5-3井在波及区内，黑+79-3-03井和黑+79-5-05处于气驱波及区的边缘，黑79-3-05井距离波及区较近，黑79-3-03井距离波及区较远，黑+79-3-3井距离波及区更远。

结合气驱前缘监测结果对各采油井动态进行分析认为，黑+79-5-3井处于气驱前缘主流方向上，结果显示已经气窜。从砂体有效厚度平面图上看，该井与注气井处于同一单砂体，且两口井的油藏剖面图上显示，储层连通性较好，因此动态反应敏感；而由表3可知，油井黑+79-5-3在注气井黑79-3-3从2012年7月开始注CO2后3个月见到气驱效果，初期表现为液量上升，气驱后第5个月开始油量上升，第8个月产量出现高峰后产气量上升，第10个月开始气窜影响生产，因此可以确定该采油井为注入井的优势气驱方向。

表3 黑+79-5-3井生产动态统计表

同时依据黑79-3-3井气驱前缘拟合图（图3）及注入气体渗流方向图（图4）可以判断出黑+79-3-03井、黑+79-5-05井CO2很快会突破，因此针对该注入井下步果断采取气水交替注入方式来防控气窜，同时对各采油井进行了系列参数调整，具体实施情况为：

（1）在2013年5月开始对注入井黑79-3-3注水一个月，后采取小周期水气交替（交替周期1:1）温和注入方式来防控气窜；

（2）考虑到油井黑+79-3-03井、黑+79-5-05井已经在注气井气驱前缘波及区域边缘，为防止气窜，对2口井实施限产采油方式（各降低抽油机冲次1次/分）；

（3）为促进油井黑79-3-03、黑+79-3-3气驱方向见效，对2口井实施增产采油方式（各提高抽油机冲次1次/分）。

图5 黑79-3-3井组动态生产曲线

通过黑79-3-3井进行气驱前缘监测，直观的掌握了该井气驱前缘的推进状态，结合储层地质特征及油井的产出动态，对注采井及时的做出了注采调控，进而控制了气驱推进方向，确保了该井组CO2驱效果。从2013年开始调控后的5个月时间里，在平均日产液量保持较为平稳的情况下，从151.7t到146.7t；平均日产油量从30.9t上升到61.3t，增幅翻倍；综合含水从79.6%下降到58.2%，下降幅度较大；气油比从293.9下降到94.5，体现出了较好的CO2驱增油趋势（图5）。

3 结论

（1）微地震技术被应用到气驱前缘的监测上，能够直观真实的判别出气驱推进状态，而且能反映储层的非均质性变化情况；

（2）利用注气井CO2驱前缘监测技术监测，可以判别出注入气的波及范围、优势注气方向，以及区块气体波及区域；

（3）应用微地震监测气驱前缘技术的解释结果可以为CO2驱提高开发效果提供有力技术支持，结合储层静态及注入产出动态资料，深入分析，可作为可靠的理论依据。

[1] 裴琳.微地震监测技术在地下工程中应用研究[J]．工程地球物理学报，2008，5（5）：554-559.

[2] 刘建中，刘国华.用微地震监测结果预报水库、矿山有害地震[J]．中国工程科学，2012，14（4）：45-48.

[3] 张大椿，刘晓. 微地震监测技术及其在油田中的应用[J]．新疆石油科技，2013，3（23）：12-15.

[4] 孙宝强，南金浩.微地震监测技术在油田开发中的应用对策[M]：科技风.

[5] 肖淑明，吕志强，郭志华，等.低渗透油藏人工裂缝监测技术在现河地区的应用[J]．中国工程科学，2012，14（4）：65-69.

[6] 王崇孝，罗群，宋岩，等.纳米石油地质学：非常规油气地质理论与研究方法探讨[J]．石油实验地质，2014，36（6）：659-667.

[7] 刘向军.高速通道压裂工艺在低渗透油藏的应用[J]．油气地质与采收率，2015，22（2）：122-126.

[8] 刘建中. 注水前缘监测及井周应力状态 [J]．岩石力学与工程学报，2004，23（14）：2409-2412．

[9] 钱家欢. 土力学[M]．江苏：河海大学出版社，1990.

[10] 高庆. 工程断裂力学[M]．重庆：重庆大学出版社，1986.

[11] 孟选刚，单旭光，等. 超低渗油藏水驱调整措施评价技术[J]．非常规油气（油气开发），2015，2（6）：49-52.

国家重大科技专项：大型油气田及煤层气开发（项目名称：松辽盆地CO2驱油与埋存技术示范工程；项目编号：2011ZX05054）