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页岩气开发的核心技术是储层压裂改造。研究裂缝拓展和展布对于储层压裂设计和施工、产能评价至关重要。通过微地震技术监测水力压裂对储层渗透率的改善效果是一种重要方法,如何利用微地震事件的时空分布和震源机制解来描述缝网的形成和发展过程是其中的关键,目前已经有多许学者对这一方向进行了大量深入的工作。但是,储层埋深一般在地下3000米左右,通过微地震方法得到的裂缝展布和裂缝拓展过程难以通过其他方法验证。由于水力压裂生产和实验室的岩石声发射AE可以类比,可以研究实验室岩石破裂过程中的裂缝拓展。前人的定位方法一般利用的是走时或能量的信息,但速度模型不均匀或各向异性较大,定位结果存在很大误差;另外,他们把微地震当作一个点源来处理,丢失了很多有用的信息,无法准确描述微地震裂缝的信息。本研究将通过对页岩样品的声发射实验(真三轴水力压裂),用探头记录压裂过程中产生的声发射信号波形,利用双差定位得到AE事件的准确相对位置,同时用反投影的方法对裂缝的迁移进行成像,最后得到裂缝形态、方位和倾角信息;在压裂过程中同时用CT技术扫描得到岩石内部微破裂的搌布和拓展过程。通过对比两种方法得到的结果,深入分析微地震技术在反演裂缝拓展过程中的精度,建立微地震和微裂缝破裂过程的关系,并将该关系应用到实际水力压裂生产中。通过研究,得到了以下结论:(1)双边监测比单边监测误差小,而单边监测会使裂缝面倾角变小;速度估算偏大,定位结果发散,速度估算偏小,定位结果收缩;震源定位误差随着距离检波器中心点位置的增大而增大,对于同一震中距,深度越浅,速度模型估算误差带来的影响也越大;各向异性会对定位产生影响,在精确定位或者裂缝解释时,应该考虑到各向异性。能量反投影方法利用波形信息,可以获取声发射和水力压裂过程中的微地震破裂面的形态;相位加权叠加可以大幅度提高能量反投影方法的成像精度;成像分辨率由Rayleigh准则控制:(S2-S1)/V>=T/2-L/V0。(2)声发射率特征变化与泵压变化一致,即泵压增大,声发射率升高,泵压减小,声发射率降低;双差定位法可以获得裂缝的形态信息,通过与CT扫描切片进行对比,验证了该定位算法的正确性,垂直于裂缝方向定位位置会出现偏离,震级小的声发射事件不能与CT扫描图对应一致;能量反投影可以勾勒出微观岩石裂缝破裂的动态迁移过程,并且可以估算出其破裂的速度,反投影法得到的裂缝形态与CT裂缝有一定的偏离。(3)地表台站双差定位法可以很好确定微地震事件的水平位置,提高微地震事件之间相对位置的精度,克服了传统方法在精细结构上分辨率不高的缺点;子事件法通过波包峰值的方法识别出多个子事件,通过这些子事件的先后顺序可以确定裂缝破裂的方向,对第十九段压裂数据的处理结果表明,该方法得到的结果可以得出压裂液的流动情况,地震干涉测量法具有很大的潜力,能够对天然裂缝进行成像,并监测油气藏开采过程中地下裂缝随着时间变化。