水力压裂诱发的微地震震源描述方法研究摘要
近年来,随着油气资源的勘探与开发,非常规油气藏逐渐成为油气资源勘探开发的一个新的方向,例如致密砂岩油气以及页岩气等。与常规的砂岩油气田相比,非常规油气的赋存条件很差。孔隙度相对砂岩较低,最主要的是这些非常规储层的渗透率比较低。为了提高非常规油气的产能,需要改善地下的储层条件,常用的方法有水力压裂,高压气体压裂等。在地下破裂产生的时候,部分岩石的能量会以应力波的形式发射,这种地下岩石因破裂而产生的声发射现象又称为微地震事件。微地震事件越弱,其频率越高,持续时间越短,能量越小,破裂的长度就越短。微地震技术是一种日趋成熟的技术,其应用越来越广泛。岩石的声发射特性与其变形过程有内在联系,声发射技术研究岩石变形和破坏过程,进而探讨地震发生的物理过程,对于地震机理和地震预报研究具有重要的理论和实际意义。震源机制是研究震源动力源的重要基础资料,震源机制可以描述震源性质及其破裂过程,反映了区域应力状态,预测地下裂缝的空间分布特征,进而对监测和指导生产开发具有非常重要的实际意义。矩张量的引入清晰了震源破裂的力学概念,能够一般性量化震源破裂等效力,是了解压裂过程中裂缝破裂情况的重要的工具。水力压裂诱发的微地震事件中有很多剪切源和张裂源混合型的微地震震源,剪张源在震源特征以及记录振幅方面上与基本源存在很多的差异。水力压裂区在整体上呈现各向异性的特征,需要就水力压裂区的各向异性参数对震源机制和矩张量的影响作深入的研究和分析。本文首先基于岩石破裂实验,对记录的声发射信号进行分析与讨论,在天然地震理论分析的基础上,引入矩张量对微地震震源震源机制描述方法进行研究,在此基础之上,对剪张性震源震源机制与振幅分布特征进行研究,最后对正交各向异性介质中的剪张源震源机制与矩张量特征进行研究。
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