劉 博，徐 剛，紀(jì)擁軍，魏路路，梁雪莉，何金玉

（1.中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司新興物探開(kāi)發(fā)處，河北涿州 072751；2.中國(guó)石油新疆油田分公司，新疆克拉瑪依 834000）

0 引言

目前，非常規(guī)油氣儲(chǔ)層多采用體積壓裂進(jìn)行儲(chǔ)層改造［1-5］，增大泄油半徑，實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)。為了解決人工裂縫網(wǎng)絡(luò)成像問(wèn)題［6-7］，須要通過(guò)微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)儲(chǔ)層改造效果進(jìn)行評(píng)估，微地震井中監(jiān)測(cè)技術(shù)具有精度高和實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在各大油氣田得到了普遍認(rèn)可和應(yīng)用。徐剛等［8］提出低滲透儲(chǔ)層中的油氣都須要通過(guò)大型壓裂才能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)開(kāi)采，微地震壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)是壓裂效果評(píng)價(jià)的重要手段之一，微地震井中監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)ζ屏褜?shí)時(shí)定位，提供較準(zhǔn)確的人工裂縫網(wǎng)絡(luò)幾何參數(shù)，為壓裂技術(shù)方案提供實(shí)時(shí)指導(dǎo)，為油田開(kāi)發(fā)井網(wǎng)部署提供有效數(shù)據(jù)；劉博等［9］介紹了非常規(guī)油氣層壓裂微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用，并對(duì)比了井中監(jiān)測(cè)和地面監(jiān)測(cè)各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和適用條件，以及在段間距和井間距調(diào)整方面的實(shí)際作用；容嬌君等［10］通過(guò)典型的微地震監(jiān)測(cè)實(shí)例分析儲(chǔ)層改造的裂縫網(wǎng)絡(luò)特征，并結(jié)合測(cè)井和三維地震資料分析了斷層對(duì)微地震事件屬性特征的影響；張?jiān)沏y等［11］應(yīng)用微地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估儲(chǔ)層改造體積，通過(guò)典型實(shí)例證明了微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)際效果；Maxwell 等［12］提出了斷層活動(dòng)對(duì)微地震監(jiān)測(cè)的影響；趙爭(zhēng)光等［13］、Cipolla 等［14］和林鶴等［15］利用三維地震數(shù)據(jù)和微地震數(shù)據(jù)研究了天然裂縫對(duì)儲(chǔ)層改造的影響，并取得了較好的應(yīng)用效果。

準(zhǔn)噶爾盆地東部吉木薩爾區(qū)塊頁(yè)巖油層富集區(qū)頁(yè)巖油藏的特征為源儲(chǔ)一體，不發(fā)育邊底水，目的層的上“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層以砂屑云巖、巖屑長(zhǎng)石粉細(xì)砂巖和云屑砂巖為主［16］。針對(duì)水平井體積壓裂和平臺(tái)式壓裂特點(diǎn)，傳統(tǒng)的壓裂思路逐漸轉(zhuǎn)變，為使油井產(chǎn)量最大化，以達(dá)到增產(chǎn)增效的目的，從單一裂縫向網(wǎng)絡(luò)裂縫體積改造轉(zhuǎn)變，充分利用水平井復(fù)合壓裂技術(shù)，多采用多段分簇的方式進(jìn)行儲(chǔ)層壓裂改造。首先通過(guò)對(duì)目的儲(chǔ)層參數(shù)進(jìn)行分析，在綜合考慮儲(chǔ)層物性、應(yīng)力場(chǎng)特征的基礎(chǔ)上，將水平段劃分為多層段、多簇分別進(jìn)行措施改造，從而獲得整個(gè)水平段的有效改造；分段多簇的劃分原則是選擇在高電阻、低密度、低泊松比、低應(yīng)力的位置［17］，將儲(chǔ)層物性較好、完井參數(shù)理想的層段作為優(yōu)選層段，實(shí)現(xiàn)多段多簇壓裂改造使水平井筒與地層的接觸面積最大化，以增加裂縫復(fù)雜程度和泄油面積，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大化［18-19］。

根據(jù)微地震監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性強(qiáng)和定位精度高的特點(diǎn)，對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地東部頁(yè)巖油平臺(tái)井拉鏈?zhǔn)綁毫迅脑爝M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合微地震數(shù)據(jù)和壓裂施工數(shù)據(jù)等信息評(píng)估頁(yè)巖油儲(chǔ)層改造效果，實(shí)時(shí)調(diào)整段間距，識(shí)別套變的風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行預(yù)警，以期為頁(yè)巖油田開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 頁(yè)巖油藏地質(zhì)特征與改造難點(diǎn)

目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有統(tǒng)一的頁(yè)巖油定義，管保山等［20］在2019 年調(diào)研了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上明確了廣義和狹義頁(yè)巖油的含義，廣義頁(yè)巖油泛指蘊(yùn)藏在具有低孔隙度和滲透率的致密含油層中的石油資源，包括頁(yè)巖、砂巖和碳酸鹽巖等，其開(kāi)發(fā)須要使用水力壓裂和水平井等技術(shù)；狹義的頁(yè)巖油定義中用油藏類型區(qū)分致密油，其中頁(yè)巖油是指來(lái)自泥頁(yè)巖層系中的石油資源。

準(zhǔn)噶爾盆地東部頁(yè)巖油目的層的地層厚度大、分布廣，表現(xiàn)為源—儲(chǔ)一體、近源成藏。根據(jù)油氣顯示情況，其儲(chǔ)層劃分為上、下等2 個(gè)“甜點(diǎn)”，整體上，儲(chǔ)層物性極差，具有極低滲透性。目的層上“甜點(diǎn)體”主要為（濱）淺湖灘壩微相沉積，巖性主要為灰色砂屑白云巖、泥質(zhì)粉砂巖、云屑砂巖夾灰色泥巖、白云質(zhì)泥巖，分布穩(wěn)定。儲(chǔ)層孔隙發(fā)育程度差，孔隙類型以粒內(nèi)溶孔、剩余粒間孔為主，其次為溶孔、粒模孔、晶間孔及微裂縫。儲(chǔ)層平均孔隙度為10.5%，平均滲透率為0.258 mD；覆壓情況下，平均孔隙度為9.4%、平均滲透率為0.063 7 mD，目的層溫度為82.73 ℃，壓力系數(shù)為1.31，沒(méi)有自然產(chǎn)能，常規(guī)儲(chǔ)層改造技術(shù)無(wú)法獲得工業(yè)油流，所以，采用非常規(guī)的儲(chǔ)層體積壓裂工藝對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造，增大滲流通道，改善開(kāi)發(fā)條件。

由于研究區(qū)頁(yè)巖油儲(chǔ)層獨(dú)特的地質(zhì)特性，體積壓裂面臨較大挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為：

（1）目的層儲(chǔ)層碎屑成分較為復(fù)雜。填隙物含量較高，主要為膠結(jié)物和雜基，成分以白云石、斜長(zhǎng)石、方解石等為主（表1），碎屑顆粒磨圓度主要為次棱角狀，分選較差，以顆粒支撐為主，接觸方式主要為線—點(diǎn)狀接觸、點(diǎn)—線狀接觸，膠結(jié)類型以壓嵌式—孔隙式為主，壓嵌式次之；壓裂時(shí)應(yīng)注意排量的變化和加入支撐劑的時(shí)間。

表1 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏儲(chǔ)層的礦物含量Table 1 Mineral content of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

（2）儲(chǔ)層巖石中泥質(zhì)含量高，含有綠泥石、綠/蒙混層，酸敏反應(yīng)易產(chǎn)生沉淀。部分泥質(zhì)類巖石、凝灰物質(zhì)含量高的巖石具一定的水敏性，局部沉火山塵凝灰?guī)r中具蒙脫石含量較高；注入壓裂液后應(yīng)注意裂縫尖端效應(yīng)和采取防膨措施。

（3）該頁(yè)巖油藏為未飽和油藏，根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解釋的巖石力學(xué)參數(shù)如表2 所列，受應(yīng)力敏感影響波動(dòng)大，脆性指數(shù)變化大，須提高施工排量，并大液量注入壓裂液，以補(bǔ)充地層能量，提升長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)能力。

表2 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏巖石力學(xué)參數(shù)Table 2 Rock mechanical parameters of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

綜上所述，儲(chǔ)層改造的難點(diǎn)主要為儲(chǔ)層互層多，膠結(jié)物和雜基填隙物含量較高，巖性的遮擋能力較強(qiáng)，人工裂縫網(wǎng)絡(luò)橫向上不容易連通。

針對(duì)體積壓裂面臨的問(wèn)題，以充分進(jìn)行儲(chǔ)層改造為前提，以最大限度的降低儲(chǔ)層改造成本，提高效益為目標(biāo)，儲(chǔ)層改造方案主要遵循如下原則：

（1）采用低濃度胍膠減少殘?jiān)鼈投嗔浇M合支撐劑充填裂縫。

（2）采用滑溜水?dāng)y砂增加裂縫復(fù)雜程度，減少胍膠殘?jiān)鼈Α?/p>

（3）采用小段間距、多簇射孔高密度人工裂縫密集切割儲(chǔ)層，大砂量、大液量充分改造儲(chǔ)層，用大排量提高改造體積，確保多簇裂縫均能開(kāi)啟。

2 頁(yè)巖油藏水平井體積壓裂技術(shù)

針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地東部頁(yè)巖油藏地質(zhì)特征和改造難點(diǎn)，研究區(qū)內(nèi)4 口水平井采用電纜泵送橋塞和射孔聯(lián)作方式，通過(guò)套管內(nèi)下速鉆橋塞實(shí)現(xiàn)對(duì)水平段的分段封隔，橋塞分段后電纜射孔實(shí)現(xiàn)井筒與地層的連通，提高儲(chǔ)層動(dòng)用程度。

2.1 高密度密集切割體積壓裂充分改造儲(chǔ)層

射孔簇選擇以地質(zhì)“甜點(diǎn)”為前提，優(yōu)選段內(nèi)固井質(zhì)量好的井段，橋塞坐封位置及簇的位置要根據(jù)套管節(jié)箍數(shù)據(jù)避開(kāi)節(jié)箍位置，段內(nèi)盡量選擇巖性及力學(xué)性質(zhì)相近的井段，易于多條裂縫同時(shí)開(kāi)啟，保證簇間均勻進(jìn)液、均衡改造，盡量選擇裂縫發(fā)育點(diǎn)進(jìn)行分簇射孔，并將裂縫發(fā)育井段放在一段；采取前期裂縫監(jiān)測(cè)顯示改造區(qū)域裂縫形態(tài)以條帶狀展布，裂縫帶寬波及帶寬覆蓋整個(gè)壓裂井段，表現(xiàn)出體積動(dòng)用的特征，提高水平段的動(dòng)用程度；即使“甜點(diǎn)”區(qū)在固井質(zhì)量差的井段，也要避開(kāi)，防止壓竄造成不必要的浪費(fèi)，因?yàn)椴捎么笈帕渴┕?，能夠滿足多簇多裂縫充分開(kāi)啟，所以，該“甜點(diǎn)”在相鄰井段的裂縫網(wǎng)絡(luò)裂縫帶寬會(huì)波及到該井段，同樣達(dá)到了動(dòng)用儲(chǔ)量的目的。

2.2 大排量施工滿足多簇、多縫充分開(kāi)啟

現(xiàn)有井下微地震監(jiān)測(cè)資料顯示微地震事件主要集中在井筒周圍，段內(nèi)多簇啟裂的可能性較大；并且單段壓裂的裂縫帶寬波及到相鄰井段，實(shí)現(xiàn)了改造層段疊加、增加了裂縫相互干擾程度，達(dá)到了大排量開(kāi)啟多縫、增加裂縫復(fù)雜程度、充分改造頁(yè)巖油儲(chǔ)層的目的。

2.3 滑溜水+胍膠逆混合壓裂工藝實(shí)現(xiàn)高效造縫攜砂

前置液階段使用胍膠啟裂主縫，配合滑溜水段塞處理，建立足夠的縫寬，降低施工壓力，提升施工排量，加砂階段采用滑溜水?dāng)y砂，使整體施工情況平穩(wěn)，施工排量基本達(dá)到13～14 m3/min，平均砂比達(dá)到16.3%，滿足了造縫、攜砂的需要。

2.4 多種粒徑支撐劑有效充填微細(xì)裂縫及主體人工裂縫

隨著對(duì)頁(yè)巖油儲(chǔ)層人工裂縫拓展規(guī)律的深入研究，天然裂縫及層間縫、分支縫等次級(jí)裂縫對(duì)產(chǎn)能貢獻(xiàn)的重要性被逐步認(rèn)識(shí)，采用多粒徑組合的方式實(shí)現(xiàn)微細(xì)裂縫獲得支撐。綜合考慮成本及效果，滑溜水段塞階段采用109～212 μm 的石英砂、212～308 μm 的石英砂，主體加砂采用270～550 μm 的石英砂，使天然裂縫及人工裂縫均可以得到有效支撐；優(yōu)化單段3 簇的加砂規(guī)模為27 m3/簇、30 m3/簇、50 m3/簇，單段砂量為107 m3。

3 壓裂微地震井中監(jiān)測(cè)

微地震井中監(jiān)測(cè)技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的多學(xué)科交叉融合的技術(shù)，它具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，技術(shù)已經(jīng)成熟，尤其是在儲(chǔ)層改造人工裂縫診斷方面取得了較大的進(jìn)步。與其他監(jiān)測(cè)方法相比，它具有可獲得的監(jiān)測(cè)信息多、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，性價(jià)比總體優(yōu)于其他方法，并在國(guó)內(nèi)各大油氣田得到了廣泛應(yīng)用（表3）。為了使微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)更好地服務(wù)于油氣田開(kāi)發(fā)，通過(guò)此次實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頁(yè)巖油水平井平臺(tái)式拉鏈壓裂效果，對(duì)人工裂縫網(wǎng)絡(luò)屬性進(jìn)行實(shí)時(shí)描述，對(duì)壓裂施工過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行指導(dǎo)分析，比如：砂量和液量的調(diào)整、段間距和簇間距優(yōu)化調(diào)整、破裂壓力和施工過(guò)程中的壓力分析等，進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整整體壓裂方案，所以，在頁(yè)巖油水平井體積壓裂和平臺(tái)式拉鏈壓裂過(guò)程中開(kāi)展微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)研究具有時(shí)效性的意義。

表3 壓裂監(jiān)測(cè)的不同方法及能力對(duì)比Table 3 Comparison of different methods and capacities of fracturing monitoring

3.1 技術(shù)方法和作用

在壓裂施工時(shí)，在壓裂井相鄰的監(jiān)測(cè)井中，下放耐高溫和高壓的高靈敏度三分量檢波器，采集巖石破裂時(shí)產(chǎn)生的微地震信號(hào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)處理求解微地震事件的空間位置，微地震井中監(jiān)測(cè)的最大優(yōu)點(diǎn)是噪音的干擾相對(duì)于地面監(jiān)測(cè)要小，檢波器下放到監(jiān)測(cè)井中可以清晰識(shí)別P 波和S 波的初至，信噪比較高［21-23］，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層改造效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)實(shí)時(shí)指導(dǎo)儲(chǔ)層改造方案的調(diào)整與優(yōu)化［24-27］；當(dāng)記錄到高信噪比的縱橫波微地震信號(hào)時(shí)，并且在縱橫波速度已知的情況下，采用縱橫波時(shí)差法對(duì)微地震信號(hào)進(jìn)行定位［28］；微地震井中監(jiān)測(cè)技術(shù)在頁(yè)巖油儲(chǔ)層改造中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層改造的過(guò)程，對(duì)因壓裂產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行精細(xì)刻畫，反演縫網(wǎng)的長(zhǎng)寬高和裂縫方位，并評(píng)估儲(chǔ)層改造體積，識(shí)別壓裂時(shí)斷層和天然裂縫的開(kāi)啟，并對(duì)儲(chǔ)層改造方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化井軌跡布設(shè)，結(jié)合監(jiān)測(cè)成果和壓裂施工參數(shù)，為該區(qū)塊下一步頁(yè)巖油水平井縫間距和井間距的合理設(shè)計(jì)提供參考信息，促進(jìn)整體提升頁(yè)巖油儲(chǔ)層改造的效果。

3.2 微地震監(jiān)測(cè)采集處理解釋

頁(yè)巖油儲(chǔ)層改造根據(jù)微地震事件的求解結(jié)果評(píng)估壓裂對(duì)儲(chǔ)層的改造效果，其采集處理解釋流程是：①微地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集之前首先要對(duì)監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行論證，通過(guò)了解區(qū)域地質(zhì)情況，從儲(chǔ)層物性、壓裂規(guī)模、監(jiān)測(cè)井檢波器與壓裂段的距離、地面及地層噪聲、衰減Q 因子、檢波器的靈敏度來(lái)綜合論證，最終根據(jù)監(jiān)測(cè)距離和震級(jí)的關(guān)系確定探測(cè)范圍，建立模型并正演，論證監(jiān)測(cè)的可行性，從而來(lái)論證及確定井中監(jiān)測(cè)的采集觀測(cè)系統(tǒng)；②實(shí)施大規(guī)模儲(chǔ)層體積壓裂改造時(shí)，在鄰井井中布設(shè)井下儀器，實(shí)時(shí)記錄壓裂所產(chǎn)生的微地震信號(hào)，通過(guò)射孔信息對(duì)三分量檢波器的方向進(jìn)行校正，依據(jù)試壓裂產(chǎn)生的高能量信號(hào)，通過(guò)濾波處理精確拾取P 波和S 波初至，通過(guò)信號(hào)分析及偏振分析來(lái)分離微地震信號(hào)，利用P 波的極化信息和P 波、S 波的時(shí)差聯(lián)合確定微地震事件的空間位置；③利用專門的處理和解釋軟件，通過(guò)信號(hào)分析及偏振分析來(lái)分離微地震信號(hào)，定位微地震發(fā)生的空間位置，分析震源機(jī)制和震級(jí)規(guī)模，反演求解壓裂裂縫及縫網(wǎng)的產(chǎn)生發(fā)展過(guò)程及特征，計(jì)算壓裂改造體積（SRV），監(jiān)測(cè)及評(píng)估壓裂改造效果及壓裂的有效性，并結(jié)合其他信息和成果，對(duì)其后的儲(chǔ)層壓裂改造方案和相關(guān)參數(shù)的確定提供參考依據(jù)（圖1）。有效微地震事件的自動(dòng)識(shí)別本質(zhì)上是對(duì)微地震信號(hào)到達(dá)特征的識(shí)別，微地震事件的識(shí)別是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，識(shí)別的準(zhǔn)確性對(duì)后續(xù)的微地震事件定位等處理工作有很大影響，通過(guò)“拉鏈?zhǔn)健眽毫褑尉蛦味蔚目p網(wǎng)規(guī)模調(diào)整下一口井和下一段的儲(chǔ)層改造方案，按照上述步驟循環(huán)往復(fù)，指導(dǎo)和評(píng)估頁(yè)巖油水平井體積壓裂改造和效果。

圖1 微地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集處理解釋流程Fig.1 Flow of microseismic monitoring data acquisition，processing and interpretation

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及效果

準(zhǔn)噶爾盆地東部吉木薩爾頁(yè)巖油藏的A 井和B井在同一個(gè)平臺(tái)，C 井和D 井在同一個(gè)平臺(tái)，4 口井的水平段長(zhǎng)度均為1 500 m 左右，方位角均為253°，4 口井的水平段井軌跡近似平行，壓裂工藝采用電纜泵送橋塞和射孔聯(lián)作方式，通過(guò)套管內(nèi)下速鉆橋塞實(shí)現(xiàn)對(duì)水平段的分段封隔，橋塞分段后電纜射孔實(shí)現(xiàn)井筒與地層的連通。4 口水平井采用“拉鏈?zhǔn)健眽毫逊绞剑珹 井和B 井拉鏈，C 井和D 井拉鏈，A井，B 井，C 井和D 井分別分33 段、33 段、32 段和34 段進(jìn)行壓裂改造，檢波器與壓裂段位置的監(jiān)測(cè)距離為278～1 210 m（圖2），4 口井的總液量分別為42 349.1 m3，42 253.8 m3，38 707 m3和37 809.5 m3，總砂量分別為2 686.17 m3，2 706.64 m3，2 443.91 m3和2 413.92 m3，最大施工排量分別為14.44 m3/min，14.28 m3/min，13.9 m3/min和13.91 m3/min，監(jiān)測(cè)定位有效事件的數(shù)量分別為1 582個(gè)，3 998 個(gè)，9 375 個(gè)和7 350 個(gè)，4 口井共監(jiān)測(cè)定位22 305 個(gè)事件，效果較好（圖3）。

圖2 壓裂井和監(jiān)測(cè)井監(jiān)測(cè)距離示意圖（不同顏色代表不同的壓裂位置，/m）Fig.2 Diagram of monitoring distances for fractured and monitoring wells

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏微地震事件俯視圖Fig.3 Top view of microseismic events of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

4.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)整壓裂方案

在4 口井壓裂施工過(guò)程中，A 井設(shè)計(jì)33 段壓裂，第32，33 段，由于鄰井壓力過(guò)高，放棄壓裂。共監(jiān)測(cè)31 段；B 井設(shè)計(jì)33 段壓裂，其中第24 段由于下橋塞遇阻，放棄壓裂，共監(jiān)測(cè)32 段；C 井共壓裂32 段，全部進(jìn)行了有效監(jiān)測(cè)；D 井設(shè)計(jì)壓裂34 段，其中第12，24，26，27，30 段由于射孔槍遇阻，放棄壓裂，共監(jiān)測(cè)29 段。實(shí)時(shí)調(diào)整方案是根據(jù)微地震監(jiān)測(cè)壓裂改造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)有針對(duì)性地實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，例如：①在B 井的第21 段、A井的第22 段和第23 段壓裂施工過(guò)程中微地震事件重復(fù)出現(xiàn)同一區(qū)域且震級(jí)較大（圖4），微地震事件實(shí)時(shí)顯示已經(jīng)溝通了天然裂縫帶，導(dǎo)致B 井第25段套管損壞，第24 段射孔槍無(wú)法下入設(shè)計(jì)深度，放棄24 段壓裂施工；②D 井的第9 段事件分布在第9段射孔點(diǎn)兩側(cè)，但第10 段和第11 段壓裂時(shí)微地震事件均出現(xiàn)在第12 段射孔位置附近兩側(cè)，且井筒附近有大震級(jí)事件發(fā)生，推測(cè)該位置存在天然裂縫或小斷層帶，導(dǎo)致第12 段套變，致使射孔槍遇阻，無(wú)法下放到第12 段進(jìn)行射孔作業(yè)，最終放棄第12段壓裂施工（圖5）。

4.2 優(yōu)化井網(wǎng)布設(shè)

在4 口井的壓裂過(guò)程中，由于巖石破裂的影響，4 口井的井旁局部應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，存在應(yīng)力干擾的作用，A 井、B 井、C 井和D 井的裂縫網(wǎng)絡(luò)有明顯相互波及和擴(kuò)展的趨勢(shì)，從微地震空間展布圖中看出，各井之間裂縫均有溝通，裂縫網(wǎng)絡(luò)有交叉重疊現(xiàn)象，依據(jù)裂縫網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)分析：相鄰井之間存在裂縫網(wǎng)絡(luò)重疊現(xiàn)象（圖6），所以，在后續(xù)布井時(shí)，可以參考該4 口井的裂縫網(wǎng)絡(luò)走向和裂縫規(guī)模，在目前井間距的基礎(chǔ)上增大150 m，合理的井間距為400 m 左右，根據(jù)監(jiān)測(cè)成果顯示目前井軌跡走向比較合理。

圖4 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏A 井和B 井異常事件Fig.4 Schematic diagram of abnormal events in wells A and B of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

圖5 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏C 井和D 井異常事件Fig.5 Schematic diagram of abnormal events in wells C and D of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

4.3 儲(chǔ)層改造效果

A井儲(chǔ)層改造體積為4 097.0萬(wàn)m3，B 井儲(chǔ)層改造體積為4 522.9 萬(wàn)m3，C 井儲(chǔ)層改造體積為5 366.7萬(wàn)m3，D 井儲(chǔ)層改造體積為5 911.9萬(wàn)m3。4 口井的設(shè)計(jì)液量和砂量與實(shí)際施工液量和砂量如表4 所列，4 口井液量的施工符合率為98.68%～103.24%，砂量的施工符合率為97.37%～100.25%，其中，A 井有2 段、B 井有1 段、D 井有5 段分別出現(xiàn)套變和砂堵現(xiàn)象，導(dǎo)致射孔槍遇阻，放棄施工，在施工過(guò)程中，根據(jù)微地震結(jié)果實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整了部分井段的液量與砂量，對(duì)比設(shè)計(jì)與實(shí)際液量和砂量，設(shè)計(jì)液量和砂量較為合理可行，儲(chǔ)層改造效果較好，但相鄰段之間微地震事件存在重疊現(xiàn)象，所以，射孔位置可以進(jìn)一步優(yōu)化。

圖6 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏微地震事件俯視圖Fig.6 Top view of microseismic events of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

研究區(qū)最大水平主應(yīng)力方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向，方位角約為158°，微地震成果顯示4 口井各段人工裂縫網(wǎng)絡(luò)最大水平主應(yīng)力方位與區(qū)域地應(yīng)力方向基本一致（圖7），部分壓裂段受天然裂縫和斷層影響，主應(yīng)力方向方向與區(qū)域應(yīng)力相比有微小變化。4 口井微地震事件的震級(jí)為-4.00～-0.38，主要集中在-3.67～-2.90（圖8）；總液量為161 119.4 m3，總砂量為10 250.6 m3，共監(jiān)測(cè)定位21 857 個(gè)事件，基本上達(dá)到了壓裂預(yù)期目的，通過(guò)微地震監(jiān)測(cè)成果顯示，水平井壓裂裂縫間距可以進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化。

表4 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏設(shè)計(jì)與實(shí)際施工符合率對(duì)比|Table 4 Comparison of compliance rate between design and actual construction of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

圖7 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏人工裂縫網(wǎng)絡(luò)的主應(yīng)力方向Fig.7 Principal stress direction of artificial fracture network of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

圖8 準(zhǔn)噶爾盆地東部某頁(yè)巖油藏微地震事件震級(jí)與微地震事件到檢波器距離交會(huì)圖Fig.8 Crossplot of magnitude vs distance between microseismic events and geophones of a shale reservoir in eastern Junggar Basin

5 結(jié)論

（1）在準(zhǔn)噶爾盆地東部吉木薩爾區(qū)塊對(duì)4 口頁(yè)巖油水平井壓裂的微地震監(jiān)測(cè)表明，這種高密度密集切割、大排量、逆混合、多粒徑、大規(guī)模體積壓裂對(duì)頁(yè)巖油儲(chǔ)層改造充分，有效促進(jìn)了油田增產(chǎn)增效；采用平臺(tái)式拉鏈壓裂施工方法，可以充分利用井間應(yīng)力干擾促成大范圍裂縫帶的形成和溝通，形成更大的裂縫體積和滲流通道，對(duì)產(chǎn)能的改善作用更加明顯，同時(shí)可以縮短施工周期，提高開(kāi)發(fā)效率。

（2）在壓裂施工中產(chǎn)生的微地震事件的震級(jí)集中在-3.6～-2.9。受監(jiān)測(cè)距離的影響，每口井后5段的微地震事件數(shù)量較少，建議采用多井監(jiān)測(cè)方式對(duì)長(zhǎng)水平段水平井進(jìn)行壓裂監(jiān)測(cè)；B 井的第21 段、A 的井第22 段、第23 段的微地震事件重復(fù)出現(xiàn)在同一區(qū)域且震級(jí)較大，溝通了裂縫帶，導(dǎo)致B 井的第25 段套管受損變形，第24 段射孔槍無(wú)法下入設(shè)計(jì)深度進(jìn)行射孔，所以，放棄了第24 段壓裂施工；各段微地震事件方位顯示最大水平主應(yīng)力方位與區(qū)域地應(yīng)力基本一致，各段間有微弱變化；裂縫網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度、寬度、高度與單段液量呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性，裂縫網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度顯示4 口井之間的人工裂縫帶已經(jīng)連通，裂縫網(wǎng)絡(luò)寬度顯示各段之間有重復(fù)改造現(xiàn)象，增大了裂縫復(fù)雜程度；在目前施工規(guī)模下，在該區(qū)塊后續(xù)井網(wǎng)布設(shè)時(shí)調(diào)整井間距為400 m，可達(dá)到同樣的效果；在后續(xù)充分利用微地震監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)調(diào)整段間距和射孔點(diǎn)，避免壓竄和砂堵。

（3）微地震監(jiān)測(cè)取得了較好的效果。利用微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)可以對(duì)頁(yè)巖油水平井儲(chǔ)層改造進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其成果顯示該區(qū)頁(yè)巖油儲(chǔ)層改造很充分，并存在套變。建議在大規(guī)模儲(chǔ)層改造前，預(yù)測(cè)可能存在的套變井段，與微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)充分結(jié)合，壓裂效果會(huì)更好。