(China United Coalbed Mtane Co., Ltd. Beijing 100011)
Resumen: La tecnología de monitoreo microsísmico de fondo de pozo y la tecnología de monitoreo potencial se utilizan para monitorear la morfología de las fracturas en tiempo real durante la proceso de fracturación. Los resultados muestran que el monitoreo microsísmico de fondo de pozo puede explicar efectivamente la orientación, altura, longitud, simetría de las fracturas y su extensión en el tiempo. La tecnología de prueba potencial es adecuada para la fracturación a gran escala, especialmente para la fracturación hidráulica a gran escala en pozos poco profundos. Los resultados del monitoreo del mismo pozo mediante las dos tecnologías muestran que el monitoreo de fracturas puede reflejar efectivamente la tendencia horizontal de las fracturas y ayudar a comprender la distribución de la tensión de formación en el área, pero la expansión longitudinal solo puede reflejar la frecuencia del evento y no puede analizar de manera efectiva. y Monitorear la altura y el ancho de las grietas.
Palabras clave: método de potencial microsísmico fracturación monitoreo de fracturas de metano de capas de carbón
Aplicación de la tecnología de monitoreo de fracturas en pozos fracturados de yacimientos de metano de capas de carbón
Zhang Jian
p >(China United Coalbed Mtane Co., Ltd., Beijing 100011, China)
Resumen: La tecnología de monitoreo microsísmico de fondo de pozo y la tecnología de monitoreo potencial se utilizan para mostrar la geometría de las fracturas en tiempo real. Muestra que la tecnología de monitoreo microsísmico de fondo de pozo puede explicar la orientación, altura, longitud, simetría y extensión de las fracturas. La tecnología de monitoreo potencial es adecuada para la fracturación a gran escala, especialmente para pozos poco profundos. Los resultados del monitoreo del mismo pozo utilizando dos métodos muestran que este método puede reflejar efectivamente la orientación de las fracturas horizontales y es útil para comprender la distribución de tensiones. Sin embargo, la frecuencia de rotura sólo puede caracterizarse en dirección vertical. La altura y el ancho de las grietas no se pueden analizar eficazmente.
Palabras clave: fracturamiento; monitoreo de fracturas; metano de yacimientos de carbón; valoración microsísmica;
Proyecto del Fondo: Proyecto Principal Nacional de Ciencia y Tecnología 42 "Investigación y desarrollo de equipos de metano de yacimientos de carbón profundos". Tecnología de Desarrollo" "(2011ZX05042).
Acerca del autor: Zhang Jian, nacido en 1981, Ph.D., se graduó de la Universidad China Youshi (Beijing) en 2009 con un doctorado y se dedica principalmente al desarrollo y la terminación moderna de metano en yacimientos de carbón; investigación en ingeniería. Dirección: (100011) No. 88, calle Anwai, distrito de Dongcheng, Beijing. Correo electrónico: Zhang Jian@chinacbm. com.
1 Introducción
Actualmente, el desarrollo de metano en capas de carbón de mi país utiliza principalmente la fracturación para mejorar la recuperación. El diseño optimizado de los parámetros de fracturación es crucial para mejorar el plan de fracturación y aumentar la productividad de un solo pozo. . Crucial. Los programas de fracturación anteriores eran principalmente superficiales y experimentados. A medida que aumenta la profundidad de las vetas de carbón, es necesario establecer una combinación de parámetros de fractura adecuada para vetas de carbón más profundas. La tecnología de monitoreo microsísmico subterráneo y la tecnología de monitoreo potencial se utilizan para monitorear la morfología de la fractura de construcción bajo el esquema de fractura existente en tiempo real, brindando soporte técnico para mejorar aún más la tecnología de fracturación de metano en capas de carbón.
2 Principios de prueba
2.1 Principios de prueba microsísmica de fondo de pozo
El método de prueba microsísmica de fondo de pozo consiste en monitorear la operación de fractura vertical de pozos adyacentes, utilizando los tres principios de prueba de fondo de pozo. -sistema de imágenes sísmicas de componentes Monitoree los eventos microsísmicos generados durante el proceso de fracturación, interprete los datos microsísmicos de tres componentes recopilados en el fondo del pozo y obtenga la distribución espacial (acimut y longitud) de las fracturas formadas por fracturación [1, 2].
2.1.1 El Origen de los Microsismos
Debido a la influencia de la presión, los microsismos se originan en una zona determinada alrededor de las fracturas hidráulicas. Los eventos microsísmicos en esta área incluyen: eventos microsísmicos inducidos por cambios de tensión en la punta de la grieta, eventos microsísmicos inducidos por pérdida de fluido y eventos microsísmicos inducidos por estratos débiles.
2.1.2 Determinación de la distancia entre puntos microsísmicos
Debido a cambios en el estado tensional, la formación produce deslizamiento de corte, induciendo ondas de compresión (ondas P) y ondas de corte (ondas S). ). Las ondas P viajan más rápido que las ondas S. A medida que aumenta la distancia de propagación, aumenta la diferencia horaria de la primera onda de llegada. El detector de tres componentes se utiliza para recibir ondas de corte y ondas de compresión que pueden distinguir diferentes componentes, determinando así la distancia de aparición del punto microsísmico.
2.1.3 Determinación del azimut microsísmico
Se utiliza el método de gráfico cruzado de amplitud, es decir, se establece un gráfico cruzado de amplitud de primera onda de la onda P para determinar la dirección de la fuente microsísmica. La dirección de propagación de la onda de compresión es consistente con la dirección de vibración. La dirección de propagación α se puede determinar siguiendo la vibración de la partícula dentro de un período, como se muestra en la Figura 1.
El sistema de prueba de campo incluye un sistema de registro de datos, una estación de trabajo SeisNet y un sistema de control de calidad para guardar y analizar datos, como se muestra en la Figura 2.
Figura 1 Diagrama esquemático de medición de orientación microsísmica
Figura 2 Diagrama esquemático del sistema de prueba
2.2 Principio de prueba de potencial
Monitoreo de potencial La tecnología se basa en el método conductivo. La teoría básica de la exploración es obtener parámetros como la orientación, longitud y forma de la fractura mediante el monitoreo de los cambios en el campo eléctrico del suelo causados por la inyección de fluido de fracturación en la capa objetivo [3, 4]. .
Suponiendo que la formación es un medio infinitamente uniforme, el potencial del campo eléctrico observado en cualquier punto m fuera del electrodo de potencia es:
Progress in China's Coalbed Mamine Technology: Proceedings of the 2011 Simposio académico sobre metano de capas de carbón.
En la fórmula: ρ es la resistividad aparente de la formación, ω·m; I es la intensidad de la corriente de suministro de energía, a; h es la profundidad de la capa objetivo de prueba, m es la distancia; entre el punto de observación m y la fuente puntual Distancia, m.
Cuando la fuente de campo tiene cualquier forma, se debe dibujar un elemento de superficie ds en la fuente de campo para calcular el potencial del campo eléctrico externo. Si la densidad de corriente en ds es J, entonces la corriente que fluye desde ds es jds, y el potencial dUM generado en el punto de observación M se puede escribir como:
Progreso de la tecnología del metano de lecho de carbón de China: Actas del Simposio académico sobre metano de capas de carbón 2011.
El potencial completo del campo eléctrico externo es:
Progreso de la tecnología de metano de lecho de carbón de China: Actas del Simposio académico de metano de lecho de carbón de 2011.
El sistema de instrumentos utilizado en la prueba de campo consta de cuatro partes: el sistema de medición (teodolito), el sistema de suministro de energía (generador ZT7000), el sistema de envío y el sistema de recepción (HGQ-5/10kW/ Js-03 sistema de envío y recepción). Como se muestra en la Figura 3.
Figura 3 Diagrama esquemático del dispositivo de prueba
3 Aplicación y evaluación de campo
Cinco pozos en el área de construcción de la cuenca Qinshui en Shanxi son monitoreados por el método potenciométrico y tres pozos son monitoreados por el método microsísmico. El posible seguimiento del método muestra que durante el proceso de fractura se forma un grupo de fracturas de longitudes desiguales, y sus dos alas son básicamente simétricas o ligeramente inclinadas. Como se muestra en la Figura 4, la anisotropía de la permeabilidad de la formación y la complejidad del estrés tectónico son los principales factores que causan este fenómeno. Los resultados del monitoreo del pozo experimental de inyección de nitrógeno muestran que el nitrógeno y otros gases en la veta de carbón todavía existen en forma molecular debido a sus propiedades químicas inactivas. Por lo tanto, la conductividad eléctrica del yacimiento de carbón se mantiene básicamente sin cambios y es difícil de monitorear. su presencia en el yacimiento de carbón mediante el método de distribución potenciométrica.
Los resultados del monitoreo microsísmico subterráneo muestran que las fallas se extienden en dos direcciones y son asimétricas. La mayoría de los eventos microsísmicos monitoreados se encuentran en los estratos sobre la veta de carbón, y la gama de eventos microsísmicos es amplia. se muestra en la Figura 5.
4 Conclusiones
(1) El monitoreo microsísmico subterráneo logra una interpretación efectiva de la orientación, longitud, simetría y extensión de las fracturas a lo largo del tiempo.
(2) La tecnología de prueba potencial es adecuada para la fracturación a gran escala, especialmente para la fracturación hidráulica a gran escala en pozos poco profundos.
(3) Los resultados del monitoreo de dos tecnologías en el mismo pozo muestran que el monitoreo de fracturas puede reflejar efectivamente la tendencia horizontal de las fracturas y ayudar a comprender la distribución de la tensión de formación en el área, pero solo la expansión vertical. Puede reflejar la frecuencia de ocurrencia de eventos, pero no puede analizar ni monitorear efectivamente la altura y el ancho de las grietas.
Fig. 4 Proyección horizontal de fracturas monitorizadas mediante método potenciométrico
Fig. 5 Monitorización microsísmica del perfil de fractura
Referencia
Xia, , Wang, , et al. Investigación sobre las características de fractura de roca de carbón y distribución de tensiones basada en monitoreo microsísmico de alta precisión [J] "Journal of Coal Science and Technology", Volumen 36, Número 2: Páginas 239 ~ 243.
[2]Xu Jianping. 2011. Investigación y aplicación de métodos de monitoreo de grietas [J Science and Engineering, 11(11): 2575 ~ 2577, 25865438.
Wang Xiangzeng. 2006. Aplicación del método del potencial de la superficie del pozo en el monitoreo de fracturas de pozos de metano en lechos de carbón [J]. Coal Engineering, 5: 36 ~ 37
[4] Guo Jianchun, Li Yongming, et al. prueba de fracturamiento Investigación y aplicación de tecnología [J]. Geología e ingeniería del petróleo, 23 (3): 127 ~ 129