《页岩气开发微地震监测技术》主要介绍页岩气开采可能带来的微震影响，并就其检测技术进行叙述分析。内容包括微地震监测原理、井下微地震监测、地面微地震监测、地面监测和井下监测对比、微地震数据解释方法、微地震监测成果应用以及微地震监测的发展趋势。本书可供从事页岩气地质研究的研究人员、从事页岩气勘探开发的管理人员和高等院校相关专业的师生参考。
《中国能源新战略——页岩气出版工程》策划于国家《能源发展“十二五”规划》及《页岩气发展规划（2011—2015 年）》公布之时，跨越“十二五”到“十三五”，契合新发布的《页岩气发展规划（2016—2020 年）》。这套丛书的出版希望能从国家层面为我国能源政策提供决策参考，为我国页岩气的大规模、高质量开发利用提供助推燃料，为中国能源生产与消费革命提供政策舆论支持。
丛书的出版得到了国内页岩气领域专家的支持，丛书编委包括：中国科学院赵鹏大院士、戴金星院士、金之钧院士，中国工程院康玉柱院士、胡文瑞院士推荐作序；张金川教授任丛书主编；张大伟、董宁、董本京任丛书副主编。丛书获国家出版基金年检“优秀”，得到上海市新闻出版专项、上海高校服务国家重大战略出版工程资助。
《页岩气开发微地震监测技术》一书为《中国能源新战略——页岩气出版工程》第09分册。

内容简介

《页岩气开发微地震监测技术》主要从理论及应用两个方面介绍了微地震监测技术，包括微地震监测、地面微地震监测、井下监测技术等，阐述了微地震数据在震源定位之后的成果解释方法及流程。最后总结了微地震监测成果的应用，水力压裂微地震监测技术发展趋势及在其他领域的应用。
《中国能源新战略——页岩气出版工程》包括页岩气地质理论与勘探评价、页岩气地球物理勘探方法与技术、页岩气开发工程与技术、页岩气技术经济与环境政策等4卷20分册。丛书对页岩气产业链相关理论、方法及技术等进行了全面系统的梳理、阐述与讨论。

作者简介

杨瑞召，中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，主要从事煤田三维采区高分辨率地震研究工作（包括地震属性分析技术、地震岩性预测、煤层气/瓦斯预测、煤层精细描述等方面的研究工作）。承担国家“八五”科技攻关专题：“我国中东部及东海主要盆地天然气成藏条件研究”；承担国家十五科技攻关项目“重大工业事故与大城市火灾防范及应急技术研究”中专题：“矿井瓦斯富集部位地震探测技术与方法研究”。

第1章微地震监测技术原理及现状001
1.1微地震的概念003
1.2微地震震源机制004
1.2.1震源机制004
1.2.2岩石破裂机制007
1.2.3声发射实验009
1.2.4水力压裂原理010
1.2.5水力裂缝的真实面貌011
1.3微地震监测012
1.3.1技术原理012
1.3.2与其他监测方法对比013
1.3.3微地震监测方式017
1.4水力压裂诱发微地震特征019
1.4.1微地震的波形019
1.4.2微地震的频谱022
1.5微地震监测技术发展现状023
1.5.1国外微地震技术现状024
1.5.2国内微地震技术现状025
1.6微地震与页岩气开发027
参考文献029
第2章井下微地震监测031
2.1井下微地震监测的发展历史032
2.2井下监测数据采集036
2.2.1观测系统036
2.2.2邻井监测距离039
2.2.3检波器及其组合042
2.2.4噪声问题044
2.3井下监测数据处理046
2.3.1预处理048
2.3.2滤波去噪050
2.3.3初至拾取052
2.3.4波场分离054
2.4井下微地震事件定位方法056
2.4.1速度模型建立及校正056
2.4.2微地震事件定位060
参考文献062
VIIVIII第3章地面微地震监测067
3.1地面微地震监测的发展历史069
3.2地面监测可行性论证071
……

前言/序言

随着油气资源需求的不断增长，常规油气藏越来越少，非常规油气藏尤其是页岩油气的勘探开发越来越受到重视。美国、加拿大等国家已成功实现了页岩气的工业开采，且具有较为广阔的应用前景。我国也在页岩油气方面开展了大量的研究工作，在多个盆地相继发现了具有工业价值的页岩油气资源。
常规天然气具有“难发现、易开采”的特点，而像页岩气这样的非常规天然气资源的最大特点是“易发现，难开采”。也就是，常规油气勘探的重点是“找”储层，而非常规油气勘探开发的重点是“造”储层，即通过一些增产(渗)措施(包括长距离水平井钻井和分段压裂、同步压裂技术等)将储存在页岩、致密砂岩等“储层”中的游离气、吸附气经济地开采出来。要实现致密油气以及页岩气的规模勘探和开发，必须借鉴国外经验，实施水平井技术、多级压裂、同步压裂等改造技术，从而提高“页岩储层”内的连通空间和泄流面积，有效扩大渗流通道，进而建立地层与井筒之间的有效通道，达到强化页岩气开采的目的。可见，对于页岩油气资源的开发，在很大程度上取决于水平井及压裂技术，压裂结果的好坏直接关系到最终开采效果。为了解决压裂效果评价问题，微地震监测技术逐步得到应用和推广，通过微地震监测技术来求取裂缝的空间展布特征、提取岩石力学参数，为进一步储层改造及开发井位部署提供技术支撑。过去十年，各种出版物，包括The Leading Edge和Geophysics等期刊，大量的论文以及美国勘探地球物理学家学会(SEG)年会中关于微地震监测的分会见证了微地震监测技术的发展与推广，2010年，Rode等在First Break期刊上发表“Is the future of seismic passive？”(被动地震是地震技术的未来吗)一文，明确指出被动地震技术(包含微地震监测技术)作为一种现有地球物理技术的补充，为油气藏中流体运动的持续可视化提供了可能，将来被动地震技术将实现真正意义上的5D监测。该文不仅肯定了微地震技术应用的需求与实际意义，也为被动地震技术的发展指明了方向。
目前，微地震监测技术已经成为页岩气开采过程中必不可少的关键配套技术之一，对水力压裂增产过程进行成像是此项技术最常见的应用领域之一。每年在北美各个盆地中，采用这种技术对数千条裂缝进行成像监测。随着这项技术的发展，已经举办了多次技术研讨会(欧洲地球学家与工程师学会2007 年和2009 年技术研讨会、美国勘探地球物理学家学会2008 年技术研讨会，以及加拿大勘探地球物理家学会2009 年技术研讨会)，同时在由SEG、美国石油地质学家协会(AAPG)、国际石油工程师学会(SPE)和欧洲地球学家与工程师学会(EAGE)最近所主办的大会上，也针对此项技术举行了多次论坛和专题讨论。尤其是2014年8月，SEG专门举办了第一届微地震技术国际研讨会，展示了这一领域的最新进展。
III随着油气行业非常规资源的勘探开发以及对更有效的水力压裂增产施工需求的日益增长，微地震监测技术的应用不仅局限于水力压裂诱发裂缝成像，目前也广泛应用于地热资源勘探、高温注汽热力开采、CO2地质封存监测，将来也可能扩展到其他领域，其技术和经济潜力十分巨大。
作者编撰本书的目的是为从事页岩气开发的作业者提供观测系统设计、质量控制、解释和水力压裂微地震监测应用实例。本书意图为水力压裂微地震监测提供一个综合的教程，不仅为微地震监测技术提供理论支撑，更重要的是为实施一个成功的水力压裂微地震监测项目提供具有实践指导意义的指南，所以本书中也重点阐述了如何利用微地震监测成果评价压裂效果和优化压裂方案设计。
本书编写分工如下：杨瑞召负责第1～3章；赵争光负责第4～6章及本书附录；王占刚负责第8章；冯洋洋负责第7章。全书由杨瑞召和赵争光统稿。
在作者进行微地震监测技术研究、实验的过程中，得到了中国石油大庆油田分公司、大庆油田油藏评价部、大庆油田勘探事业部、中浅层勘探项目部、深层天然气勘探项目部、大庆油田第九采油厂地质大队、中国石化华北分公司、中国石化工程公司中原物探分公司等单位各位领导和专家的大力支持，在此表示衷心的感谢！
在本书成书过程中，得到了中国地质大学(北京)余钦范教授、张金川教授、丁文龙教授，中国矿业大学(北京)彭苏萍院士、赵峰华教授、苑春方教授，王占刚、郑晶、梁哲等同事以及其他众多的领导、专家的大力支持和帮助，在此一并表示诚挚的谢意！同时，感谢北京阳光吉澳能源技术有限公司提供相关图件，感谢该公司冯洋洋、丁殿洪、谭军、孟令彬、孟张武、张青山、罗誉鑫、刘利强、李德伟、邹港、赵超、彭维军等技术人员的大力支持与配合。
限于时间加之作者水平有限，本书编著过程中不可避免会出现不足和疏漏，在此恳请各位专家、读者给予批评指正。
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