Идентификация плоскостей разрыва из микросейсмических данных

Идентификация плоскостей разрыва из микросейсмических данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США с порядковым номером №61/710,582, озаглавленной "Identifying Dominant Fracture Orientations" (Идентификация доминирующих ориентаций разрывов), поданной 5 октября 2012, и заявке на патент США с порядковым номером №13/896,617, озаглавленной "Identifying Fracture Planes From Microseismic Data" (Идентификация плоскостей разрыва из микросейсмических данных), поданной 17 мая 2013.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Данное описание относится к идентификации плоскостей разрыва на основе микросейсмических данных. Микросейсмические данные часто получают в связи с операциями гидроразрыва пласта, применяемыми к подземному пласту. Операции гидроразрыва обычно применяют, чтобы образовать искусственные разрывы в подземном пласте и посредством этого повысить продуктивность подземного пласта по углеводородам. Давления, формируемые операцией гидроразрыва, могут возбуждать малоамплитудные или низкоэнергетические сейсмические события в подземном пласте, и события могут детектироваться датчиками и накапливаться для анализа.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В общем аспекте, плоскости разрыва идентифицируют на основании микросейсмических данных из подземной зоны.

В некоторых аспектах принимают данные, характеризующие местоположения микросейсмических событий, связанных с подземной зоной. Параметры плоскости разрыва вычисляют из данных местоположений микросейсмических событий. Параметры плоскости разрыва вычисляют на основании суммы взвешенных членов, и каждый из взвешенных членов включает в себя весовой множитель, который уменьшается с расстоянием между по меньшей мере одним из микросейсмических событий и плоскостью разрыва, задаваемой параметрами плоскости разрыва.

Реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Вычисление параметров плоскости разрыва из данных местоположений множества микросейсмических событий включает в себя вычисление параметра плоскости разрыва исходя из местоположения и неопределенности, связанных с каждым из микросейсмических событий. Множество микросейсмических событий выбирают на основании объединения множества наборов микросейсмических событий, связанных с предварительно идентифицированными плоскостями разрыва. Каждый набор использовался для формирования одной из предварительно идентифицированных плоскостей разрыва.

Дополнительно или альтернативно, эти и другие реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Вычисление параметра плоскости разрыва содержит минимизацию взвешенной суммы по отношению к параметру плоскости разрыва. Каждый из членов во взвешенной сумме включает в себя весовой множитель, который не возрастает с расстоянием, и уменьшается линейно или нелинейно с расстоянием между по меньшей мере одним из микросейсмических событий и плоскостью разрыва, задаваемой параметром плоскости разрыва.

Дополнительно или альтернативно, эти и другие реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Вычисление параметра плоскости разрыва включает в себя вычисление по меньшей мере одного параметра из параметров a, b, c или d плоскости разрыва для плоскости разрыва, задаваемой уравнением 0=ax+by+cz+d. Здесь x, y и z представляют собой координаты трехмерного прямолинейного пространства. Вычисление параметра плоскости разрыва включает в себя выбор начальных значений для параметров a, b, c и d плоскости разрыва. Вычисление параметра плоскости разрыва включает в себя построение множителей коэффициентов и системы уравнений и алгебраического уравнения, которое связывает параметры, причем S представляет собой взвешенную сумму. Вычисление параметра плоскости разрыва включает в себя использование возможных начальных значений для решения системы уравнений Например, начальные значения вычисляют на основании вектора нормали, задаваемого тремя событиями из микросейсмических событий, на основании среднего нескольких векторов нормали, заданных несколькими тройками микросейсмических событий, или на основании любых других соответствующих способов. Например, вычисление начальных значений включает в себя формирование двумерной истинной гистограммы (например, в значениях углов направления простирания и наклона); выборку вершины гистограммы, которая является ближайшей к текущей ориентации плоскости разрыва; и идентификацию начальных значений на основании соответствующей ориентации вершины.

Дополнительно или альтернативно, эти и другие реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Взвешенная сумма представляется в виде S=. Здесь N представляет собой число точек микросейсмических данных, w_i представляет собой весовой множитель для i-го члена взвешенной суммы, h_i представляет собой расстояние i-го микросейсмического события от плоскости разрыва, и является неотрицательной функцией расстояния h_i. Например, функция представляется в виде и расстояние, представленное в виде , является наименьшей квадратичной функцией расстояний нормали. Здесь x_i представляет собой x координату для i-го микросейсмического события, y_i представляет собой y координату для i-го микросейсмического события, z_i представляет собой z координату для i-го микросейсмического события, и a, b, c и d являются параметрами плоскости разрыва. Весовой множитель для i-го члена взвешенной суммы может быть представлен в виде , где α_i является неотрицательным значением, меньшим единицы. Весовой множитель для i-го члена взвешенной суммы может быть представлен функцией . Весовой множитель для i-го члена взвешенной суммы может быть представлен «магической» (witch) функцией , где каждый член включает в себя постоянные величины α_i и β_i, которые возможно регулировать или оптимизировать в некоторых случаях.

Дополнительно или альтернативно, эти и другие реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Взвешенная сумма , причем N представляет собой число точек микросейсмических данных, w_i представляет собой весовой множитель для i-го члена взвешенной суммы, h_i представляет собой расстояние i-го микросейсмического события от плоскости разрыва, и |hi| представляет собой абсолютное значение (модуль) расстояния i-го микросейсмического события от плоскости разрыва. Решение по минимизации достигают с использованием несобственных частных производных.

Подробности одной или нескольких реализаций изложены на сопроводительных чертежах и описании ниже. Другие признаки, объекты и преимущества будут очевидными из описания и чертежей и из формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1A - схема примерной системы скважин;

Фиг. 1B - схема примерной вычислительной подсистемы 110 для Фиг. 1A.

Фиг. 2A и 2B - диаграммы, показывающие примерную плоскость разрыва, идентифицированную из микросейсмических данных.

Фиг. 3A и 3B диаграммы, показывающие примерную ориентацию плоскости разрыва.

Фиг. 4 - блок-схема примерного способа для идентификации плоскости разрыва из микросейсмических данных.

Одинаковые ссылочные знаки на различных чертежах обозначают одинаковые элементы.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых аспектах описанного в документе, плоскости разрыва идентифицируют из микросейсмических событий, связанных с подземной зоной. В некоторых случаях плоскости разрыва могут быть идентифицированы в реальном времени в ходе мониторинга микросейсмических данных, и плоскости разрыва могут визуально отображаться, чтобы показывать эволюцию во времени, включая распространение и развитие плоскостей разрыва. Такие функциональные возможности могут встраиваться в системы управления, программное обеспечение, аппаратные средства или другие типы средств, доступных специалистам по эксплуатации месторождений нефти и газа, когда они активизируют гидроразрывы или выполняют какого-либо типа анализ в реальном времени. В некоторых случаях плоскости разрыва могут идентифицироваться после операции гидроразрыва, и данные плоскости разрыва могут использоваться, например, чтобы планировать или анализировать добычу (из скважины) или другие активности, связанные с подземной зоной.

Операции гидроразрыва могут применяться в любой подходящей подземной зоне. Операции гидроразрыва часто применяются в плотных устойчивых породах с малопроницаемыми коллекторами, которые могут включать в себя, например, малопроницаемые обычные природные коллекторы нефти и газа, непрерывные бассейновые залежи ресурсов и коллекторы сланцевого газа, или другие типы пластов. Гидроразрыв может образовывать искусственные разрывы в подземной среде, каковое может повысить продуктивность коллектора по углеводородам.

В течение применения операции гидроразрыва пласта закачивание текучих сред высокого давления может изменять напряжения, аккумулировать напряжения сдвига и вызывать другие эффекты внутри геологических глубинных структур. В некоторых случаях микросейсмические события являются связанными с гидроразрывами, наведенными активностями по разрыву пласта. Акустическая энергия или звуковые сигналы, связанные с напряжением в горных породах, деформациями и разрывом пласта, могут детектироваться и накапливаться посредством датчиков. В некоторых случаях микросейсмические события имеют низкую энергию (например, со значением регистрации интенсивности или моментной магнитуды меньшим, чем три), и некоторая неопределенность или точность, или погрешность измерений связывается с местоположениями событий. Неопределенность можно описать, например, вытянутым сфероидом, где наивысшая вероятность находится в центре сфероида, и низшая вероятность - на краю.

Построение карт (моделирование) микросейсмических событий может использоваться, чтобы геометрически определить местоположение источника (пункта) возбуждения микросейсмических событий на основании детектированных продольных и поперечных волн. Детектированные продольные и поперечные волны (например, p-волны (продольные) и s-волны (поперечные)) могут выдавать дополнительную информацию о микросейсмических событиях, включая местоположение источника возбуждения, местоположение события и неопределенность измерения позиции, время наступления события, моментную магнитуду события, направление движения частицы и энергетический спектр излучения, и возможно прочие. Может осуществляться мониторинг микросейсмических событий в реальном времени, и в некоторых случаях события также обрабатываются в реальном времени в течение операции гидроразрыва. В некоторых случаях после операции гидроразрыва микросейсмические события, накопленные в операции, обрабатываются вместе как "послеоперационные данные".

Обработка данных микросейсмического события, накопленных в операции гидроразрыва, может включать в себя установление соответствия разрыва (также называемое построением карты разрыва). Процессы установления соответствия разрыва могут идентифицировать плоскости разрыва в любой зоне на основании микросейсмических событий, накопленных из зоны. Некоторые примерные вычислительные алгоритмы для установления соответствия разрыва используют данные микросейсмического события (например, местоположение события, неопределенность измерения местоположения события, моментную магнитуду события и т.д.), чтобы идентифицировать отдельные разрывы, которые соответствуют накопленному набору микросейсмических событий. Некоторые примерные вычислительные алгоритмы могут вычислять статистические свойства структур разрывов. Статистические характеристики могут включать в себя, например, ориентацию разрыва, тренды ориентации разрыва, размер разрыва (например, длину, высоту, площадь и т.д.), плотность расположения разрывов, сложности разрыва, характеристики сетки разрывов и т.д. Некоторые вычислительные алгоритмы учитывают неопределенность в определении местоположения события путем использования множества реализаций определения местоположения микросейсмического события. Например, альтернативные статистические реализации, связанные со способами Монте Карло, могут использоваться для заданного распределения вероятностей на сфероидном или другом типе распределения.

Обычно, алгоритмы установления соответствия разрывов могут оперировать данными реального времени, послеоперационными данными, данными после гидроразрыва, или любой подходящей комбинацией этих и других типов данных. Некоторые вычислительные алгоритмы для установления соответствия разрывов оперируют только послеоперационными данными. Алгоритмы, оперирующие послеоперационными данными, могут использоваться, когда любое подмножество или несколько подмножеств микросейсмических данных, подлежащих обработке, были накоплены из операции гидроразрыва; такие алгоритмы могут осуществлять доступ (например, в виде начального ввода) к полному подмножеству микросейсмических событий, подлежащих обработке. В некоторых реализациях алгоритмы установления соответствия разрывов могут оперировать данными реального времени. Такие алгоритмы могут использоваться для автоматического установления соответствия разрывов в реальном времени в течение операции гидроразрыва. Алгоритмы, оперирующие данными реального времени, могут использоваться в течение операции гидроразрыва, и такие алгоритмы могут приспосабливать или динамически обновлять модель предварительно идентифицированного разрыва, чтобы отразить вновь полученные микросейсмические события. Например, как только микросейсмическое событие детектировано и получено из поля обработки, алгоритм автоматического установления соответствия разрывов в реальном времени может реагировать на это новое событие путем динамической идентификации и извлечения плоскостей разрыва из уже накопленных микросейсмических событий в режиме реального времени. Некоторые вычислительные алгоритмы для установления соответствия разрывов могут оперировать комбинацией послеоперационных данных и данных реального времени.

В некоторых случаях, алгоритмы построения карт разрывов сконфигурированы с возможностью обрабатывать условия, которые возникают в ходе обработки микросейсмических данных реального времени. Например, несколько типов требований или условий могут происходить по большей части преимущественно в контексте реального времени. В некоторых случаях способы обработки (данных) в реальном времени могут быть приспособлены для учета (либо снижения, либо избегания) сниженной точности, которая иногда связана с разрывами, извлекаемыми из наборов данных, не имеющих достаточного количества микросейсмических событий или не имеющих достаточного количества микросейсмических событий в некоторых частях представления (области). Некоторые способы обработки в реальном времени могут быть приспособлены, чтобы выдавать данные разрыва, которые являются совместимыми с данными разрыва, получаемыми из способов обработки послеоперационных данных. Например, некоторые из примерных способов обработки в реальном времени, описанных в документе, выдали результаты, являющиеся статистически одинаковыми, согласно критерию для проверки статистической гипотезы (t-критерий и F-критерий), в качестве результатов, выдаваемых способами обработки послеоперационных данных на тех же данных.

В некоторых случаях, способы обработки данных реального времени могут быть приспособлены для легкого (например, мгновенного, с точки зрения пользователя) предложения пользователям данных идентифицированного разрыва. Такие функции могут позволять специалистам по эксплуатации или операторам динамически получать геометрические данные разрыва и корректировать параметры операции гидроразрыва, когда целесообразно (например, для повышения, улучшения, оптимизации или иного изменения технологической обработки). В некоторых случаях плоскости разрыва динамически извлекаются из микросейсмических данных и визуально отображаются специалистам по эксплуатации в реальном времени. Способы обработки данных в реальном времени могут показывать высокое быстродействие. В некоторых случаях, рабочая характеристика может быть улучшена с помощью технологии параллельных вычислений, технологии распределенных вычислений, подходов с организацией параллельных потоков, алгоритмов быстрого двоичного поиска, или комбинации этих и других аппаратных и программных решений, которые содействуют операциям реального времени.

В некоторых реализациях технология установления соответствия разрывов может непосредственно представлять собой информацию о плоскостях разрыва, связанных с трехмерными микросейсмическими событиями. Представляемые плоскости разрыва могут представлять собой сетки разрывов, которые показывают множественные ориентации и активизируют сложные картины развития разрыва. В некоторых случаях параметры гидроразрыва извлекают из облака данных микросейсмических событий; такие параметры могут включать в себя, например, тренды ориентации разрыва, плотность расположения разрывов и сложность разрывов. Информация параметра разрыва может представляться специалистам по эксплуатации или операторам, например, в табличном, числовом или графическом интерфейсе, или интерфейсе, объединяющем табличные, числовые и графические элементы. Графический интерфейс может представляться в реальном времени и может показывать динамику реального времени для гидроразрывов. В некоторых случаях это может помочь специалистам по эксплуатации в анализе сложности разрыва, сетки разрывов и геометрии коллектора, или это может помочь им лучше понимать процесс гидроразрыва в то время, когда он продвигается.

В некоторых случаях установление соответствия разрывов выполняется на основе алгоритма взвешенных наименьших квадратов расстояния. Например, плоскость разрыва может вычисляться на основании взвешенной суммы . Здесь N представляет собой число точек микросейсмических данных, w_i представляет собой весовой множитель для i-го микросейсмического события, и h_i представляет собой расстояние i-го микросейсмического события от плоскости разрыва. Может использоваться весовой множитель, который уменьшается (например, линейно, или нелинейно) с уменьшением расстояния h_i, или может использоваться другой весовой множитель. Плоскость разрыва может быть идентифицирована минимизацией по отношению к параметрам плоскости разрыва. В некоторых случаях впоследствии S является нелинейной функцией параметров плоскости. Может не иметься ни одного, иметься единственное или множество решений для параметров плоскости, которые минимизируют S. В некоторых случаях, можно показать, что всегда существует, по меньшей мере, одно решение, и в большинстве случаев - множество решений. В некоторых случаях, некоторые из этих решений могут представлять собой локальный минимум для S. Одно или несколько решений могут представлять собой глобальный минимум S. Для решения вышеупомянутой задачи оптимизации может потребоваться итерационный алгоритм. Различные начальные условия для итерационного алгоритма могут приводить к различным решениям, и только небольшой набор начальных условий может приводить к глобальному минимуму S. Несколько способов могут использоваться для нахождения хороших начальных условий, которые приводят к подходящему или релевантному решению для параметров плоскости. Например, один подход основан на естественной (частичных преобразований Хафа (Hough)) гистограмме для параметров плоскостей и использовании наиболее целесообразных ориентаций в качестве начальных условий. Другой подход включает в себя рассмотрение набора данных микросейсмических событий в виде «облака» в трехмерном пространстве и определение трех главных осей набора данных в пространстве (например, путем вычисления 6 элементов для симметричного момента тензора инерции и нахождения его собственных значений и собственных векторов). Плоскость, являющаяся нормальной к вектору, соответствующему наименьшему собственному значению, может рассматриваться хорошим начальным условием. Дополнительные или другие способы могут использоваться для идентификации хорошего начального условия.

В некоторых реализациях алгоритм взвешенных наименьших квадратов расстояния может создавать плоскость разрыва для любого набора начальных условий. Например, в некоторых случаях начальные параметры плоскости разрыва могут быть вычислены исходя из любого неколлинеарного триплета в наборе микросейсмических данных, и алгоритм взвешенных наименьших квадратов расстояния будет выдавать действительную плоскость разрыва независимо от используемого триплета. Во многих случаях параметры плоскости разрыва, выдаваемые на основании алгоритма наименьших квадратов расстояния, могут быть близкими к оптимальным. В некоторых реализациях алгоритм взвешенных наименьших квадратов расстояния не ограничивается размером набора микросейсмических данных. Например, в некоторых случаях, сложность алгоритма не зависит от числа обрабатываемых микросейсмических событий.

Хотя данная заявка описывает примеры, касающиеся данных микросейсмического события, способы и системы, описанные в этой заявке, могут применяться к другим типам данных. Например, способы и системы, описанные в документе, могут использоваться для обработки наборов данных, которые включают в себя элементы данных, не связанные с микросейсмическими событиями, которые могут включать в себя другие типы физических данных, связанных с подземной зоной. В некоторых аспектах данная заявка обеспечивает инфраструктуру для обработки больших объемов данных, и инфраструктура может быть приспособлена к различным применениям, которые конкретно не описаны в документе. Например, способы и системы, описанные в документе, могут использоваться для анализа пространственных координат, данных ориентации или других типов информации, накопленной от любого источника. В качестве примера, образцы грунта или горных пород могут отбираться (например, в течение бурения), и концентрация данной смеси (например, некоторое "соляное тело") может идентифицироваться в виде функции местоположения. Это может помогать геофизикам и операторам в оценивании гео-слоев в грунте.

Фиг. 1A показывает принципиальную схему примерной системы 100 скважин с вычислительной подсистемой 110. Система 100 скважин включает в себя рабочую скважину 102 и наблюдательную скважину 104. Наблюдательная скважина 104 может быть расположена удаленно от рабочей скважины 102, вблизи рабочей скважины 102 или в любом подходящем месте. Система 100 скважин может включать в себя одну или несколько дополнительных рабочих скважин, наблюдательных скважин, или другие типы скважин. Вычислительная подсистема 110 может включать в себя одно или несколько вычислительных устройств или систем, расположенных рабочей скважине 102, в наблюдательной скважине 104 или в других местоположениях. Вычислительная подсистема 110 или любой из ее компонентов могут размещаться на расстоянии от других компонентов, показанных на Фиг. 1A. Например, вычислительная подсистема 110 может быть расположена в центре обработки данных, вычислительном комплексе или другом подходящем месте. Система 100 скважин может включать в себя дополнительные или другие функциональные возможности, и функциональные возможности системы скважин могут быть организованы, как показано на Фиг. 1A, или в любой другой подходящей конфигурации.

Примерная рабочая скважина 102 включает в себя ствол 101 скважины в подземной зоне 121 ниже поверхности 106. Подземная зона 121 может включать в себя один или менее одного пласта горной породы, или подземная зона 121 может включать в себя более одного пласта горной породы. В примере, показанном на Фиг. 1A, подземная зона 121 включает в себя различные глубинные слои 122. Глубинные слои 122 могут задаваться геологическими или другими характеристиками подземной зоны 121. Например, каждый из глубинных слоев 122 может соответствовать конкретной литологии, конкретному фазовому составу, конкретному профилю напряжения или давления, или любой другой подходящей характеристике. В некоторых случаях, один или большее число глубинных слоев 122 могут быть коллектором текучей среды, который содержит углеводороды или другие типы текучей среды. Подземная зона 121 может включать в себя любой подходящий пласт горной породы. Например, один или большее число глубинных слоев 122 могут включать в себя песчаник, карбонатные материалы, сланец, уголь, глинистую породу, гранит или другие материалы.

Примерная рабочая скважина 102 включает в себя подсистему 120 обработки нагнетанием, которая включает в себя автомобили 116 с приборами, автомобильные насосные установки 114 и другое оборудование. Подсистема 120 обработки нагнетанием может применять обработку нагнетанием к подземной зоне 121 через ствол 101 скважины. Обработка нагнетанием может быть операцией гидроразрыва, осуществляющей разрыв подземной зоны 121. Например, обработка нагнетанием может инициировать, распространять или раскрывать разрывы в одном или нескольких подземных слоях 122. Операция гидроразрыва может включать в себя операцию диагностического (калибровочного) мини-гидроразрыва (mini-frac), операцию регулярного или полного гидроразрыва, операцию гидроразрыва в процессе эксплуатации, операцию повторного гидроразрыва, операцию конечного гидроразрыва или другой тип операции гидроразрыва.

Операция гидроразрыва может нагнетать текучую среду для обработки в подземную зону 121 с любыми подходящими значениями давления текучей среды и скорости текучей среды. Текучие среды можно закачивать с давлением, которое выше, равно или ниже давления образования разрыва, выше, равно или ниже давления закрытия разрыва, или в любой подходящей комбинации этих и других значений давления текучей среды. Давление образования разрыва для пласта является минимальным давлением закачивания текучей среды, которое может инициировать или распространять искусственно образованные разрывы в пласте. Применение операции гидроразрыва может или не может инициировать или распространять искусственно образованные разрывы в пласте. Давление закрытия разрыва для пласта является минимальным давлением закачивания текучей среды, которое может расширять существующие разрывы в подземном пласте. Применение операции гидроразрыва может или не может расширять природные или искусственные разрывы в пласте.

Операция гидроразрыва может применяться любой подходящей системой с использованием любого пригодного способа. Автомобильные насосные установки 114 могут включать в себя подвижные транспортные средства, неподвижные установки, опорные рамы, гибкие трубопроводы, трубы, емкости или резервуары для текучей среды, насосы, клапаны или другие подходящие конструкции и оборудование. В некоторых случаях автомобильные насосные установки 114 соединяют со спусковой колонной, расположенной в стволе 101 скважины. В течение работы автомобильные насосные установки 114 могут закачивать текучую среду через спусковую колонну и в подземную зону 121. Закачиваемая текучая среда может включать в себя жидкость разрыва, расклинивающие наполнители (проппанты), продавочную жидкость, добавки или другие материалы.

Операция гидроразрыва может применяться в одиночном местоположении нагнетания текучей среды или в множестве местоположений нагнетания текучей среды в подземной зоне, и текучая среда может нагнетаться за один интервал времени или за множество различных интервалов времени. В некоторых случаях операция гидроразрыва может использовать множественные различные местоположения нагнетания текучей среды в одиночной скважине, множественные местоположения нагнетания текучей среды в множестве одиночной скважине или любую подходящую комбинацию. Кроме того, операция гидроразрыва может нагнетать текучую среду через любой подходящий тип ствола скважины, такой как, например, вертикальные стволы скважин, наклонные стволы скважин, горизонтальные стволы скважин, искривленные стволы скважин, или любую подходящую комбинацию этих и других.

Операцией гидроразрыва может управлять любая подходящая система с использованием любого пригодного способа. Автомобили 116 с приборами могут включать в себя подвижные транспортные средства, неподвижные установки или другие подходящие конструкции. Автомобили 116 с приборами могут включать в себя систему управления закачиванием, которая осуществляет мониторинг и управление операцией гидроразрыва, применяемой подсистемой 120 обработки нагнетанием. В некоторых реализациях система управления закачиванием может осуществлять связь с другим оборудованием для мониторинга и управления обработкой нагнетанием. Например, автомобили 116 с приборами могут осуществлять связь с автомобильной насосной установкой 114, глубинными инструментами и оборудованием для мониторинга.

Операция гидроразрыва, а также другие активности и природные явления, могут генерировать микросейсмические события в подземной зоне 121, и микросейсмические данные могут собираться из подземной зоны 121. Например, микросейсмические данные могут собираться посредством одного или нескольких датчиков 112, связанных с наблюдательной скважиной 104, или микросейсмические данные могут собираться посредством систем других типов. Микросейсмическая информация, детектированная в системе 100 скважин, может включать в себя акустические сигналы, генерируемые природными явлениями, акустические сигналы, связанные с операцией гидроразрыва, примененной через рабочую скважину 102, или другие типы сигналов. Например, датчики 112 могут детектировать акустические сигналы, генерируемые (скользящими) сдвигами горной породы, перемещениями горной породы, разрывами горной породы или другими событиями в подземной зоне 121. В некоторых случаях местоположения отдельных микросейсмических событий могут быть определены на основании микросейсмических данных.

Микросейсмические события в подземной зоне 121 могут происходить, например, вдоль или вблизи образованных гидроразрывом разрывов. Микросейсмические события могут быть связаны с ранее существовавшими природными разрывами или плоскостями разрыва от гидроразрыва, образованными активностями по разрыву пласта. В некоторых средах большинство обнаруживаемых микросейсмических событий связано с растрескиванием горных пород из-за сдвига-скольжения. Такие события могут или не могут соответствовать образованным растяжением при гидроразрыве разрывам, которые имеют генерацию значительной ширины. На ориентацию разрыва может оказывать влияние режим напряжений, присутствие систем разрывов, которые были сформированы в разное время в прошлом (например, в условиях такой же или отличающейся ориентации напряжения). В некоторых средах более старые разрывы могут быть зацементированными до закрытых по прошествии геологического времени, и оставаться плоскостями наименьшего сопротивления в горных породах в подземной части.

Наблюдательная скважина 104, показанная на Фиг. 1A, включает в себя ствол 111 скважины в подземной зоне ниже поверхности 106. Наблюдательная скважина 104 включает в себя датчики 112 и другое оборудование, которое может использоваться для детектирования микросейсмической информации. Датчики 112 могут включать в себя сейсмоприемники (геофоны) или другие типы аппаратуры прослушивания. Датчики 112 могут размещаться в множестве позиций в системе 100 скважин. На Фиг. 1A датчики 112 установлены на поверхности 106 и ниже поверхности 106 в стволе 111 скважины. Дополнительно или альтернативно датчики могут размещаться в других местоположениях выше или ниже поверхности 106, в других местоположениях внутри ствола 111 скважины или внутри ствола другой скважины. Наблюдательная скважина 104 может включать в себя дополнительное оборудование (например, спусковую колонну, пакеры, обсадные трубы или другое оборудование), не показанное на Фиг. 1A. В некоторых реализациях микросейсмические данные детектируются посредством датчиков, установленных в рабочей скважине 102 или на поверхности 106, без использования наблюдательной скважины.

В некоторых случаях, вся или часть вычислительной подсистемы 110 может содержаться в техническом центре управления на участке скважины, в центре операций реального времени в удаленном местоположении, в другом надлежащем местоположении, или любой подходящей комбинации таковых. Система 100 скважин и вычислительная подсистема 110 могут включать в себя любую подходящую инфраструктуру связи или осуществлять доступ к ней. Например, система 100 скважин может включать в себя множество отдельных линий связи или сеть соединенных линий связи. Линии связи могут включать в себя проводные или беспроводные системы связи. Например, датчики 112 могут осуществлять связь с автомобилями 116 с приборами или вычислительной подсистемой 110 через проводные или беспроводные линии связи или сети, или автомобили 116 с приборами могут осуществлять связь с вычислительной подсистемой 110 через проводные или беспроводные линии связи или сети. Линии связи могут включать в себя общедоступную сеть передачи данных, частную сеть передачи данных, спутниковые линии связи, специализированные линии связи, телекоммуникационные линии связи или любую подходящую комбинацию этих и других линий связи.

Вычислительная подсистема 110 может анализировать микросейсмические данные, накопленные в системе 100 скважин. Например, вычислительная подсистема 110 может анализировать данные микросейсмического события из операции гидроразрыва подземной зоны 121. Микросейсмические данные из операции гидроразрыва могут включать в себя данные, накопленные до, в течение или после закачки текучей среды. Вычислительная подсистема 110 может принимать микросейсмические данные в любое подходящее время. В некоторых случаях вычислительная подсистема 110 принимает микросейсмические данные в реальном времени (или по существу в реальном времени) в течение операции гидроразрыва. Например, микросейсмические данные могут посылаться на вычислительную подсистему 110 непосредственно после детектирования датчиками 112. В некоторых случаях вычислительная подсистема 110 принимает некоторые или все микросейсмические данные после завершения операции гидроразрыва. Вычислительная подсистема 110 может принимать микросейсмические данные в любом подходящем формате. Например, вычислительная подсистема 110 может принимать микросейсмические данные в формате, выдаваемом микросейсмическими датчиками или детекторами, или вычислительная подсистема 110 может принимать микросейсмические данные после того, как микросейсмические данные были отформатированы, объединены в пакет или иным образом обработаны. Вычислительная подсистема 110 может принимать микросейсмические данные с помощью любых подходящих средств. Например, вычислительная подсистема 110 может принимать микросейсмические данные по проводной или беспроводной линии связи, проводной или беспроводной сети, или с помощью одного или нескольких дисковых ЗУ или других материальных носителей.

Вычислительная подсистема 110 может использоваться для идентификации плоскости разрыва из местоположений микросейсмических событий. Например, плоскость разрыва может быть идентифицирована путем вычисления параметров плоскости разрыва из данных местоположений микросейсмических событий. В некоторых случаях параметры плоскости разрыва вычисляют подбором (установлением соответствия) плоскости к местоположениям микросейсмических событий. Например, подбор может быть сформирован путем