煤田地质与勘探

作者：华豪, 程冰洁, 徐天吉, 严震乾, 高波, 何成,

关键词：煤层气, 水力压裂, 微震监测, 震源定位, 分布式光纤声波传感, 约束映射,

目的为了达到安全且高效的压裂效果，通常需要对储层压裂过程实现及时、准确的微地震监测，用于分析和评估压裂效果。方法通过在煤层气储层钻井的套管外永久式地布置光纤，实现了基于分布式光纤声波传感技术(distributed optical fiber acoustic sensing，DAS)进行全井段、宽方位、高密度煤层水力压裂改造过程微振动的实时监测，并进一步提出了一种基于波形走时信息和震源约束映射算法的微震源定位新方法。首先，通过计算光纤采集数据中道间相似系数识别有效微震事件。其次，根据P波和S波波形顶点获得在光纤中的入射位置，并采用长短时差能量比法获取波形走时差用于确定微震事件距光纤的空间距离。最后，结合入射光纤位置和震源距监测光纤距离进行震源约束映射定位。结果和结论结果表明：光纤采集过程中，DAS对于地震波具有很强的方向敏感性。表现为对0°入射角的P波敏感，对90°入射角的P波则基本不敏感；对45°入射角的S波敏感，但对90°入射角的S波不敏感。在噪声强度一致的情况下，基于不同标距长度的波场采样效果显著性顺序为：1 m>10 m>100 m，在噪声强度为300%时，1 m空间采样数据仍能展现出相对连续的波形特征，明显突出50 Hz的震源子波。预测缝网展布走向以NNW—SSE为主，与区域最大主应力方向一致，平台内大部分压裂缝网预测误差在10 m内。在四川盆地川南煤田M井田的应用实践进一步表明，基于约束定位算法得到的预测结果与实验验证结果一致，能够有效指示煤储层压裂缝网区域，对致密、低孔渗油气藏开采效率的提升具有重要意义。

来源：2025年第2期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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