水力压裂微震监测的井中检波器

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目前用于水力压裂微震监测的井中检波器，以可回收的检波器为主，少数情况下使用永久性井下检波器，实际上永久性井中检波器是为油气田开发微震监测用的，并不是专为水力压裂监测而设置的。因为一次水力压裂作业只要一至数天时间。

　　为了确定微震震源位置，一般需作微震极化分析，这就要求微震接收器必须可靠地记录下入射到井孔里波场的质点运动。常规的井壁推靠式检波器（常规VSP检波器都是这样）不能在宽频带上精确测量质点运动。这有两方面的限制：第一个限制是所定频谱，这是井中检波器与井壁在宽频带上的不良耦合引起的，当仪器推靠膊张开将仪器推压在井壁上时，检波器和井壁仅仅在相对较低频率上是耦合的，在较高的频率上，被压靠在井壁上的常规检波器并不随冰壁运动而运动。被推靠在井壁上的常规VSP检波器的典型谐振频率在200~400Hz范围内，因此它不能精确测量高于200Hz的微震的极化特性。为了突破这一极限，人们研究了井孔中的波场特征和理想井壁推靠检波器的频率响应（Chang等，1989），研制新的夹固装置或将检波器胶结到地层里。第二个限制是常规VSP检波器本身不能精确测量宽频带范围内的质点运动。常规检波器会出现某些计生波形，它们是因检波器弹簧片的离轴激励产生的。这些寄生波型是一种谐振，它发生在约为检波器自然频率25倍以上的频率上，如自然频率10Hz的检波器会在频率250Hz或高于250Hz时出现寄生波型。这就使这类检波器不能用于高于250Hz微震的接收。此外，检波器的低频端也布恩那个精确的量质点运动，这是因为在高于自然频率最初几个倍频程里有相位漂移。即使可对这种不精确性进行估计和校正，但检波器仍受到高频自主噪音的损害，这样便降低了高于200Hz的潜在信噪比（Sleefe等，1993）。

　　因此，微震数据采集时使用常规VSP检波器严格讲是不合适的。因此，它在初期的方法试验里被使用仅仅是一种权益之计。正规的微震观测应该使用专为微震观测而设计制造的三分量地震检波器，如井下宽频带地震检波器，井下永久性地震检波器等。

　　731-20型宽频带地震检波器是一种专为水力裂缝微震监测而设计的井下检波器，它由Houston的OYO Geospace Corp.制造，已在美国各地的许多井中使用。它由两个密封的压力舱组成。一个压力舱里装有三轴向排列的压电加速度器；另一个压力舱里装有锁定装置。它能用于直径4.25~9.0in的井孔。这种新的所定装置的谐振频率高达2000Hz以上。用作微震接收器的压电加速度器是一种低噪音高灵敏器件。因此整个检波器没有常规井下检波器灵敏度，因此所用的压电加速器的电子噪音低于最好的常规检波器。它使记录下的信号在100~1500Hz频带上有很高信噪比。在频率大于1500Hz时所定器械和加速度器本身的谐振才开始影响记录的信号（Sleefe等，1993）。

　　所谓永久性井下检波器，实际上是将检波器胶结在井壁里或固定在套管壁上。文章来源：洛克斯石油论坛 http://www.oilequipcn.net