ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОВЕРИТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ПЛОСКОСТИ РАЗВИТИЯ ТРЕЩИНЫ Российский патент 2016 года по МПК G01V1/28 G06F17/50 G06F19/00 E21B43/26 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США с порядковым номером №61/710582, озаглавленной "Identifying Dominant Fracture Orientations" (Идентификация доминирующих ориентаций трещин), поданной 5 октября 2012, и заявке на полезное изобретение США с порядковым номером №13/896394, озаглавленной "Determining A Confidence Value For A Fracture Plane", поданной 17 мая 2013.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Это описание относится к определению доверительного значения для плоскости развития трещины, идентифицированной из микросейсмических данных. Микросейсмические данные часто получают вместе с операциями гидравлического разрыва, применяемыми к подземному пласту. Операции гидравлического разрыва обычно применяют, чтобы вызывать искусственные трещины в подземном пласте и тем самым повышать продуктивность подземного пласта по углеводородам. Давления, генерируемые операцией гидроразрыва, могут возбуждать малоамплитудные или низкоэнергетические сейсмические события в подземном пласте, и события могут детектироваться посредством датчиков и накапливаться для анализа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых аспектах определяют доверительное значение (оценку). Доверительное значение может представлять, например, доверительность привязки точек микросейсмических данных к плоскости трещины.

В некоторых аспектах выбирают подмножество микросейсмических событий, связанных с подземной зоной, и определяют доверительность связывания выбранного подмножества микросейсмических событий с общей плоскостью развития трещины.

Реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Доверительность может быть определена, например, на основании числа микросейсмических событий в подмножестве, неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события в подмножестве, моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве, расстояния между каждым микросейсмическим событием и плоскостью трещины, подобранной к микросейсмическим событиям, ориентации плоскости трещины, подобранной к микросейсмическим событиям, или комбинации этих и других факторов.

Дополнительно или альтернативно, эти и другие реализации могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Доверительность определяют путем подбора плоскости трещины к местоположениям микросейсмических событий и вычисления доверительности на основании подобранной плоскости трещины. Доверительность определяют на основании ориентации подобранной плоскости трещины относительно тренда доминирующей ориентации, задаваемой супермножеством микросейсмических событий, связанных с подземной зоной. Доверительность определяют на основании расстояний между подобранной плоскостью трещины и каждым микросейсмическим событием в подмножестве. Доверительность определяют путем подбора множества смещенных плоскостей трещин на основании местоположений и неопределенностей местоположения, связанных с микросейсмическими событиями. Доверительность затем определяют на основании смещенных плоскостей трещин. Доверительность определяют путем вычисления расстояния между смещенными плоскостями трещин.

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

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1A - схематичное изображение примерной системы скважин;

Фиг. 1B - схематичное изображение примерной вычислительной подсистемы 110 по Фиг. 1A.

Фиг. 2A, 2B и 2C - схемы, показывающие примерную плоскость трещины, идентифицированную из микросейсмических данных.

Фиг. 3 - схема, показывающая пример графического представления плоскостей трещин.

Фиг. 4 - последовательность операций примерного способа вычисления доверительного значения для плоскости трещины.

Одинаковые ссылочные знаки на различных чертежах обозначают одинаковые элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых аспектах описанного в документе параметры трещин, доминирующие ориентации трещин или другие данные идентифицируют из микросейсмических данных. В некоторых случаях эти или другие типы данных идентифицируют динамически, например в режиме реального времени в течение операции гидроразрыва. Для многих применений и способов анализа требуется идентификация плоскостей трещин на основе микросейсмических событий в реальном времени, и отдельные плоскости трещин могут визуально отображаться, чтобы показать временную эволюцию и геометрическое исключение (изъятие), включая местоположение, распространение, рост, уменьшение или исключение плоскостей трещин. Такие функциональные возможности могут встраиваться в системы управления, программное обеспечение, аппаратные средства или другие типы инструментальных средств, доступных инженерам по эксплуатации месторождений нефти и газа, когда они анализируют потенциальные месторождения нефти и газа в ходе стимуляции гидравлических разрывов и анализа результирующих сигналов. Такие инструментальные средства могут обеспечить надежный и непосредственный интерфейс для представления и визуализации динамики трещин вследствие гидравлического разрыва, что может помочь в анализе сложности трещины, структуры сетки расположения трещин и геометрии коллектора. Такие инструментальные средства могут помочь в оценке эффективности операции гидравлического разрыва пласта, например путем улучшения, повышения или оптимизации плотности расположения трещин и отслеживания длин и высот. Такие усовершенствования операции гидроразрыва, применяемой к коллектору, могут повысить добычу углеводородов или других ресурсов из коллектора.

Операции гидравлического разрыва могут применяться в любой подходящей подземной зоне. Операции гидравлического разрыва часто применяются в плотных устойчивых породах с малопроницаемыми коллекторами, которые могут включать в себя, например, низкой проницаемости обычные коллекторы нефти и газа, непрерывные бассейновые залежи ресурсов и коллекторы сланцевого газа или другие типы пластов. Гидравлический разрыв пласта может образовывать искусственные трещины в подземной части, что может повышать продуктивность коллектора по углеводородам.

В течение применения операции гидравлического разрыва пласта закачивание текучих сред высокого давления может изменять напряжения, аккумулировать касательные напряжения сдвига и вызвать другие эффекты внутри геологических глубинных структур. В некоторых случаях микросейсмические события связываются с трещинами от гидравлического разрыва, образованными активностями по разрыву пласта. Акустическая энергия или звуковые сигналы, связанные с напряжением в горных породах, деформациями и разрывом, могут детектироваться посредством датчиков и накапливаться. В некоторых случаях микросейсмические события имеют малую энергию (например, со значением регистрации интенсивности или моментной магнитуды менее трех), и некоторая неопределенность или точность, или погрешность измерений связывается с местоположениями события. Неопределенность можно описать, например, вытянутым сфероидом, где высшая вероятность находится в центре сфероида, и низшая вероятность - на краю.

Построение карты микросейсмического события может использоваться, чтобы геометрически определять местоположение точки источника (пункта возбуждения) микросейсмических событий на основании детектированных продольных и поперечных волн. Детектированные продольные и поперечные волны (например, p-волны и s-волны) могут выдавать дополнительную информацию о микросейсмических событиях, включая местоположение точки источника, местоположение события и неопределенность измерения позиции, время наступления события, моментную магнитуду события, направление движения частиц и спектра излучения энергии, и, возможно, прочее. Может осуществляться мониторинг микросейсмических событий в реальном времени, и в некоторых случаях события также обрабатываются в реальном времени в течение операции гидроразрыва пласта. В некоторых случаях после операции гидроразрыва микросейсмические события, накопленные в операции, обрабатываются вместе в виде "послеоперационных данных".

Обработка данных микросейсмических событий, накопленных в операции гидроразрыва, может включать в себя установление соответствия трещин (также называемое построением карты развития трещины). Процессы установления соответствия трещин могут идентифицировать плоскости трещин в любой зоне на основании микросейсмических событий, накопленных из зоны. Некоторые примерные вычислительные алгоритмы для установления соответствия трещин используют данные микросейсмического события (например, местоположение события, неопределенность измерения местоположения события для местоположения события, моментную магнитуду события и т.д.), чтобы идентифицировать отдельные трещины, которые соответствуют накопленному набору микросейсмических событий. Некоторые примерные вычислительные алгоритмы могут вычислять статистические характеристики трещинных структур. Статистические характеристики могут включать в себя, например, ориентацию трещины, тренды ориентации трещин, размер трещины (например, длину, высоту, площадь и т.д.), плотность расположения трещин, сложность трещины, характеристики сетки трещин и т.д. Некоторые вычислительные алгоритмы учитывают неопределенность в местоположении событий путем использования множественных 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 трещин могут оперировать данными реального времени, послеоперационными данными или любой подходящей комбинацией этих и других типов данных. Некоторые вычислительные алгоритмы для установления соответствия трещин оперируют только послеоперационными данными. Алгоритмы, оперирующие послеоперационными данными, могут использоваться, когда какое-либо подмножество или несколько подмножеств микросейсмических данных, подлежащих обработке, были накоплены в 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 трещин могут оперировать данными реального времени. Такие алгоритмы могут использоваться для автоматического установления соответствия трещин 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 идентифицированной трещины, чтобы отразить вновь полученные микросейсмические события. Например, как только микросейсмическое событие детектируют и собирают из поля обработки, алгоритм автоматического установления соответствия трещин в реальном времени может реагировать на это новое событие путем динамической идентификации и извлечения плоскости трещины из уже накопленных микросейсмических событий в режиме реального времени. Некоторые вычислительные алгоритмы для установления соответствия трещин могут оперировать комбинацией послеоперационных данных и данных реального времени.

В некоторых случаях алгоритмы построения карт (моделирования) трещин 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 в реальном времени могут быть приспособлены для учета (либо снижения, либо избегания) сниженной точности, которая иногда связывается с трещинами, извлеченными из наборов данных, не имеющих достаточного числа микросейсмических событий или не имеющих достаточного числа микросейсмических событий в некоторых частях представления (области). Некоторые способы обработки в реальном времени могут быть приспособлены для создания данных трещины, которые совместимы с данными трещины, получаемыми из способов обработки послеоперационных данных. Например, некоторые из примерных способов обработки в реальном времени, описанных в документе, выдали результаты, которые являются статистически одинаковыми, согласно критерию проверки статистических гипотез (t-критерию и F-критерию), с результатами, выдаваемыми способами обработки послеоперационных данных на тех же данных.

В некоторых случаях способы обработки в реальном времени могут быть приспособлены, чтобы легко (например, мгновенно, с точки зрения пользователя) предлагать пользователям данные идентифицированной трещины. Такие функциональные возможности могут позволять специалистам по эксплуатации или операторам динамически получать геометрические данные трещин и корректировать параметры операции гидроразрыва, когда это целесообразно (например, чтобы улучшать, повышать (качество), оптимизировать или иным образом изменять режим обработки). В некоторых случаях плоскости трещины динамически извлекаются из микросейсмических данных и отображаются специалистам по эксплуатации в реальном времени. Способы обработки в реальном времени могут показывать быстродействие. В некоторых случаях рабочая характеристика может быть улучшена посредством технологии параллельной вычислительной обработки, технологии распределенной вычислительной обработки, 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 трещин может непосредственно представлять информацию о плоскостях трещин, связанных с трехмерными микросейсмическими событиями. Представляемые плоскости трещин могут представлять сетки расположения трещин, которые показывают множественные ориентации и активизируют картины сложных трещин. В некоторых случаях параметры гидравлического разрыва извлекаются из облака данных микросейсмических событий; такие параметры могут включать в себя, например, тренды ориентации трещин, плотность расположения трещин и сложность трещины. Доверительные значения могут задаваться для извлеченных параметров или другой информации. Параметр трещины и доверительная информация могут быть представлены специалистам по эксплуатации или операторам, например, в табличном, числовом или графическом интерфейсе, или интерфейсе, который объединяет табличные, числовые и графические элементы. Графический интерфейс может представляться в реальном времени и может показывать реального времени динамику обусловленных гидроразрывом трещин. В некоторых случаях это может помочь специалистам по эксплуатации анализировать сложность трещины, сеть расположения трещин и геометрию коллектора, или это может помочь им лучше реализовывать процесс гидравлического разрыва по мере его развития.

В некоторых реализациях доверительные значения точности используются, чтобы количественно определить определенность для плоскостей трещин, извлеченных из микросейсмических данных. Доверительные значения точности могут использоваться, чтобы классифицировать трещины на доверительные уровни. Например, три доверительных уровня (низкий доверительный уровень, средний доверительный уровень и высокий доверительный уровень) являются подходящими для некоторых контекстов, тогда как в других контекстах другое количество (например, два, четыре, пять и т.д.) доверительных уровней может быть целесообразным. Доверительное значение точности для плоскости трещины может быть вычислено на основании любых подходящих данных. В некоторых реализациях доверительное значение точности для плоскости трещины вычисляют на основании местоположений микросейсмических событий и неопределенности позиции, моментных магнитуд отдельных микросейсмических событий, расстояния между отдельными событиями и их поддерживающей плоскостью трещины, числа поддерживающих событий, связанных с плоскостью трещины, и веса вариации ориентации трещины, среди прочего.

Доверительные значения точности могут быть вычислены, и плоскости трещины могут классифицироваться в любое подходящее время. В некоторых случаях вычисляют доверительные значения точности и плоскости трещины классифицируют в реальном времени в течение операции гидроразрыва. Плоскости трещины могут быть представлены пользователю в любое подходящее время и в любом подходящем формате. В некоторых случаях плоскости трещины представляют графически в пользовательском интерфейсе в реальном времени в соответствии с доверительными значениями точности, в соответствии с доверительными уровнями точности или согласно любому другому типу классификации. В некоторых случаях пользователи могут выбирать отдельные группы или отдельные плоскости (например, таковые с высокими доверительными уровнями) для рассмотрения или анализа. Плоскости трещины могут быть представлены пользователю в алгебраическом формате, числовом формате, графическом формате или комбинации этих и других форматов.

Доверие к (значению) точности трещины может использоваться в качестве меры определенности, связанной с плоскостями трещин, идентифицированными из микросейсмических данных. В некоторых случаях доверительность точности идентифицируется в реальном времени в течение операции гидроразрыва. Доверительность точности может быть определено из любых подходящих данных с использованием любых подходящих вычислений. В некоторых случаях на доверительное значение точности для плоскости трещины влияет ряд микросейсмических событий, связанных с плоскостью трещины. Например, доверительное значение точности может взвешиваться (например, линейно, нелинейно, по экспоненте, полиномиально и т.д.) в зависимости от числа микросейсмических событий согласно функции. Число микросейсмических событий, связанных с плоскостью трещины, может включаться (например, в виде веса, экспоненты и т.д.) в уравнение для вычисления доверительности точности. В некоторых случаях плоскость трещины имеет более высокое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается более большим числом точек микросейсмических данных (или более низкое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается меньшим числом точек микросейсмических данных).

В некоторых случаях на доверительное значение точности для плоскости трещины влияет неопределенность местоположения для микросейсмических событий, связанных с плоскостью трещины. Например, доверительное значение точности может взвешиваться (например, линейно, нелинейно, экспоненциально, полиномиально и т.д.) в зависимости от неопределенности местоположения микросейсмического события согласно функции. Неопределенность местоположения микросейсмического события может включаться (например, в виде весового, экспоненциального коэффициента или любой затухающей функции расстояния и т.д.) в уравнение для вычисления доверительности точности. В некоторых случаях плоскость трещины имеет более высокое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается точками микросейсмических данных, имеющими более низкую неопределенность (или более низкое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается точками микросейсмических данных, имеющими более высокую неопределенность).

В некоторых случаях доверительное значение точности для плоскости трещины находится под влиянием моментной магнитуды для микросейсмических событий, связанных с плоскостью трещины. Например, доверительное значение точности может взвешиваться (например, линейно, нелинейно, экспоненциально, полиномиально и т.д.) величиной момента микросейсмического события согласно функции. Моментная магнитуда микросейсмического события может включаться (например, в виде весового, экспоненциального коэффициента и т.д.) в уравнение для вычисления доверительности точности. Моментная магнитуда для микросейсмического события может относиться к энергии или интенсивности (иногда пропорциональной квадрату значения амплитуды) события. Например, моментная магнитуда для микросейсмического события может быть значением логарифмической шкалы для энергии или интенсивности, или другого типа значением, представляющим интенсивность энергии. В некоторых случаях плоскость трещины имеет более высокое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается точками микросейсмических данных, имеющими более высокую интенсивность (или более низкое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается точками микросейсмических данных, имеющими более низкую интенсивность).

В некоторых случаях доверительное значение точности для плоскости трещины находится под влиянием расстояния между плоскостью трещины и микросейсмическими событиями, связанными с плоскостью трещины. Например, доверительное значение точности может взвешиваться (например, линейно, нелинейно, экспоненциально, полиномиально и т.д.) средним расстоянием между плоскостью трещины и микросейсмическими событиями, поддерживающими плоскость трещины. Среднее расстояние может включаться (например, в виде весового, экспоненциального коэффициента и т.д.) в уравнение для вычисления доверительности точности. В некоторых случаях плоскость трещины имеет более высокое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается точками микросейсмических данных, которые находятся, в среднем, ближе к плоскости трещины (или более низкое доверительное значение, когда плоскость трещины поддерживается точками микросейсмических данных, которые находятся, в среднем, дальше от плоскости трещины).

В некоторых случаях доверительное значение точности для плоскости трещины находится под влиянием ориентации плоскости трещины относительно тренда доминирующей ориентации в наборе микросейсмических данных. Например, доверительное значение точности может взвешиваться (например, линейно, нелинейно, экспоненциально, полиномиально, и т.д.) угловой разностью (несоответствием) между ориентацией плоскости трещины и трендом доминирующей ориентации в микросейсмических данных. Углы ориентации могут включать в себя направление простирания, наклон или любую соответствующую комбинацию (например, трехмерный пространственный угол). Ориентация может включаться (например, в виде весового, экспоненциального коэффициента и т.д.) в уравнение для вычисления доверительности точности. Набор микросейсмических данных может иметь один тренд доминирующей ориентации, или он может иметь множественные тренды доминирующей ориентации. Тренды доминирующей ориентации могут быть классифицированы, например, как первичный, вторичный и т.д. В некоторых случаях плоскость трещины имеет более высокое доверительное значение, когда плоскость трещины совпадает с трендом доминирующей ориентации в наборе микросейсмических данных (или более низкое доверительное значение, когда плоскость трещины отклоняется от тренда доминирующей ориентации в наборе микросейсмических данных).

Весовое значение, именуемое "вес вариации ориентации трещины", может представлять угловую разность между ориентацией плоскости трещины и трендом доминирующей ориентации в микросейсмических данных. Вес вариации ориентации трещины может быть скалярным значением, которое является максимальным, когда плоскость трещины совпадает с трендом доминирующей ориентации. Вес вариации ориентации трещины может быть минимальным для ориентаций трещин, которые максимально отделены от тренда доминирующей ориентации трещин. Например, когда имеется единственный тренд доминирующей ориентации трещины, вес вариации ориентации трещины может быть нулевым для трещин, которые являются перпендикулярными (или нормалью) к доминирующей ориентации трещины. В качестве другого примера, когда имеются множественные тренды доминирующей ориентации трещины, вес вариации ориентации трещины может быть нулевым для трещин, имеющих ориентации между доминирующими ориентациями трещин. Вес вариации ориентации трещины может быть отношением ориентации вычисленной плоскости и ориентации, отражаемой однородным случаем.

В некоторых случаях, когда имеются множественные тренды доминирующей ориентации трещины, вес вариации ориентации трещины имеет одинаковое максимальное значение для каждого тренда доминирующей ориентации трещины. В некоторых случаях, когда имеются множественные доминирующие ориентации трещин, вес вариации ориентации трещины имеет различное локальное максимальное значение для каждой доминирующей ориентации трещины. Например, вес вариации ориентации трещины может быть 1,0 для трещин, которые параллельны первому тренду доминирующей ориентации трещины, 0,8 для трещин, которые параллельны второму тренду доминирующей ориентации трещины, и 0,7 для трещин, которые параллельны третьему тренду доминирующей ориентации трещины. Вес вариации ориентации трещины может уменьшаться до локального минимума между трендом доминирующих ориентаций трещины. Например, вес вариации ориентации трещины между каждой соседней парой доминирующих ориентаций трещины может задавать локальный минимум посередине между доминирующими ориентациями трещины или в другой точке между доминирующими ориентациями трещины.

Параметр доверительности точности может находиться под влиянием неопределенности местоположения поддерживающих микросейсмических событий, моментной магнитуды поддерживающих микросейсмических событий, расстояния между поддерживающими микросейсмическими событиями и плоскостью трещины, числом поддерживающих событий, связанных с плоскостью, весом вариации ориентации трещины, других значений, или любой подходящей комбинации из одного или нескольких из них. В некоторых общих моделях доверительность возрастает, если больше моментная магнитуда, и если вариация дробной ориентации становится более большой, и число поддерживающих событий больше, и их точность в их местоположении больше, и если больше вариация веса в виде функции расстояния. Эти коэффициенты могут использоваться в качестве вводов для задания веса в уравнении для доверительности точности. Например, в некоторых моделях, веса являются линейными или нелинейными функциями этих коэффициентов, и вес вариации ориентации трещины может появиться с более высоким весом, если влияет на доверительность плоскости. В некоторых примерах доверительность точности вычисляется в виде:

Доверительность = (вес вариации ориентации трещины)* ((вес неопределенности местоположения)*(вес моментной магнитуды)*(вес вариации расстояния)). (1)

Другие уравнения или алгоритмы могут использоваться, чтобы вычислять доверительность.

Идентифицированные плоскости трещин могут быть классифицированы на доверительные уровни на основании доверительных значении точности плоскостей трещин. В некоторых случаях используются три уровня: низкий доверительный уровень, средний доверительный уровень и высокий доверительный уровень. Любое подходящее число доверительных уровней может использоваться. В некоторых примерах, когда новое событие добавляется к поддерживающему множеству, связанному с существующей плоскостью трещины, ее связанный доверительный параметр трещины может увеличиваться, что может вызвать прокрутку плоскости трещины от ее текущего доверительного уровня к более высокому, если он существует. В качестве другого примера, если ориентация трещины направлена в сторону от трендов ориентации, показанных послеоперационными данными микросейсмического события, если постепенно накапливаются микросейсмические события, может вызываться уменьшение доверительности трещины, в основном на вес вариации ориентации трещины, заставляя плоскость снизить свой уровень к более низкому доверительному уровню, если он существует. Это может конкретно применяться к трещинам, создаваемым в начальное время операции гидравлического разрыва пласта; это может также применяться к другим типам трещин в других контекстах.

Пользователям (например, инженерам по эксплуатации, операционным инженерам и аналитикам, и прочим) может предоставляться графическое отображение плоскостей трещин, идентифицированных из микросейсмических данных. В некоторых случаях графическое устройство отображения дает возможность пользователю визуализировать идентифицированные плоскости в режиме реального времени, в виде графических панелей, представляющих доверительные уровни. Например, могут использоваться три графические панели, чтобы отдельно представлять низкий доверительный уровень, средний доверительный уровень и высокий доверительный уровень для плоскости развития трещины. В некоторых случаях плоскости трещины более низкого доверительного уровня создаются в начальные моменты операции гидроразрыва. В некоторых случаях плоскости трещин более высокого доверительного уровня распространяются во времени в направлении, почти перпендикулярном стволу скважины. Если новые микросейсмические события постепенно накапливаются во времени, графическое устройство отображения может обновляться, чтобы давать возможность пользователям динамически наблюдать ассоциацию плоскостей трещин среди доверительных уровней, связанных с графическими панелями.

Группы доверительных уровней могут быть представлены в виде диаграмм плоскостей трещин, или группы доверительных уровней могут быть представлены в другом формате. Группы доверительных уровней могут быть представлены алгебраически, например путем показа алгебраических параметров (например, параметров для уравнения плоскости) плоскостей трещин в каждой группе. Группы доверительных уровней могут быть представлены численно, например путем показа числовых параметров (например, направления простирания, наклона, площади и т.д.) плоскостей трещин в каждой группе. Группы доверительных уровней могут быть представлены в табличной форме, например путем представления таблицы алгебраических параметров или числовых параметров плоскостей трещин в каждой группе. Кроме того, плоскость трещины может представляться графически в трехмерном пространстве, двумерном пространстве или другом пространстве. Например, плоскость трещины может представляться в прямолинейной системе координат (например, координат x, y, z), в полярной системе координат (например, координат r, θ, φ), или другой системе координат. В некоторых примерах плоскость развития трещины может быть представлена в виде линии на пересечении плоскости трещины с другой плоскостью (например, линии в xy-плоскости, линии в xz-плоскости, линии в yz-плоскости или линии в любой произвольной плоскости или поверхности).

В некоторых случаях графическое устройство отображения дает возможность пользователям отслеживать и визуализировать пространственную и временную эволюцию конкретных плоскостей трещин, включая их генерацию, распространение и рост. Например, пользователь может наблюдать стадии пространственной и временной эволюции конкретной плоскости трещины, такие как, например, первоначальной идентификации плоскости трещины на основании трех микросейсмических событий, нового события, которое изменяет ориентацию плоскости, нового события, которое заставляет площадь плоскостей увеличиваться (например, вертикально, горизонтально, или и то, и другое), или другие стадии эволюции плоскости трещины. Пространственную и временную эволюцию плоскостей трещин могут представлять пути миграции индуцированных текучих сред и расклинивающих наполнителей (проппантов), закачанных в скелет горной породы. Визуализация динамики плоскостей трещин может помогать пользователям лучше понимать процесс гидравлического разрыва, более точно анализировать сложность трещины, оценивать эффективность гидравлического разрыва или улучшать рабочие характеристики скважины.

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 элементы данных, которые не относятся к микросейсмическим событиям, 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 для различных применений, которые не описаны конкретно в документе. Например, способы и системы, описанные в документе, могут использоваться для анализа пространственных координат, данных ориентации или других типов информации, накапливаемой из любого источника. В качестве примера, образцы грунта или горных пород могут отбираться (например, в течение бурения), и концентрация данного состава (например, некоторое "соляное тело"), в виде функции определения местоположения может быть идентифицирована. Это может помочь геофизикам и операторам оценивать геослои в грунте.

Фиг. 1A показывает схематичное изображение 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 в рабочей скважине 102, в наблюдательной скважине 104 или в других местоположениях. Вычислительная подсистема 110 или любой из ее компонентов могут располагаться 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 средства, и функциональные средств 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 чем один пласт 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 текучих сред. Подземная зона 121 может включать в себя любую подходящую горную породу. 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, автомобильную насосную установку 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, которая осуществляет разрыв подземной зоны 121. Например, обработка нагнетанием может инициировать, распространять или раскрывать трещины в одном или нескольких глубинных слоях 122. Операция гидроразрыва может включать в себя операцию диагностического (калибровочного) минигидроразрыва (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 обработки в подземную зону 121 с любыми подходящими значениями давления текучей среды и скорости потока текучей среды. Текучие среды могут закачиваться выше, равном или ниже давления образования трещины, выше, равном или ниже давления закрытия трещины, или в любой подходящей комбинации этих и других значений давления текучей среды. Давление образования трещины для пласта является минимальным давлением закачивания текучей среды, которое может инициировать или распространять искусственно образованные трещины в пласте. Применение операции гидроразрыва может или не может инициировать или распространять искусственно образованные трещины в пласте. Давление закрытия трещины для пласта является минимальным давлением закачивания текучей среды, которое может расширять существующие трещины в подземном пласте. Применение операции гидроразрыва может или не может расширять природные или искусственно образованные трещины в пласте.

Операция гидроразрыва может применяться любой соответствующей системой с использованием любого пригодного способа. Автомобильная насосная установка 114 может включать в себя подвижные транспортные средства, неподвижные установки, опорные рамы, гибкие трубопроводы, трубы, емкости или резервуары для жидкости, насосы, клапаны или другие подходящие конструкции и оборудование. В некоторых случаях автомобильные насосные установки 114 соединены 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 скважин, или любую подходящую комбинацию. Кроме того, операция гидроразрыва может нагнетать текучую среду через любой подходящий тип (ствола) скважины, такой как, например, вертикальные скважины, наклонные скважины, горизонтальные скважины, искривленные скважины, или любую подходящую комбинацию этих и других.

Операция гидроразрыва может управляться любой подходящей системой 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 нагнетанием, которая осуществляет мониторинг и управление операцией гидроразрыва, применяемой подсистемой 120 обработки нагнетанием. В некоторых реализациях система управления нагнетанием 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 инструментальными средствами и оборудованием 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 накапливаться посредством одного или нескольких датчиков 112, связанных с наблюдательной скважиной 104, или микросейсмические данные могут накапливаться посредством других типов систем. 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 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 гидравлическим разрывом трещин. Микросейсмические события могут быть связаны с ранее существовавшими природными трещинами или плоскостями трещин вследствие гидравлического разрыва, образованными активностями по разрыву пласта. В некоторых средах большинство обнаруживаемых микросейсмических событий связано с растрескиванием горных пород сдвигом-скольжением. Такие события могут или не могут соответствовать образованным действующими на растяжение гидравлическим разрывам, которые имеют генерацию значительной ширины. Ориентация трещины может находиться под влиянием режима напряжений, присутствия трещинных систем, которые были сгенерированы в разное время в прошлом (например, в условиях такой же или другой ориентации напряжения). В некоторых средах более старые трещины могут зацементироваться до закрытия за геологическое время 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 соответствующем местоположении или любой подходящей комбинации таковых. Система 100 скважин и вычислительная подсистема 110 могут включать в себя любую подходящую инфраструктуру связи. 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 каналы связи, телекоммуникационные линии связи или любую подходящую комбинацию этих и других линий связи.

Вычислительная подсистема 110 может анализировать микросейсмические данные, накапливаемые 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, по проводной или беспроводной сети, или посредством одного или нескольких накопителях на дисках или других материальных носителей.

Вычислительная подсистема 110 может использоваться для определения доверия в привязке микросейсмических событий к общей плоскости развития трещины. Например, вычислительная подсистема 110 может определять доверительное значение точности на основании микросейсмических событий непосредственно, параметров плоскости трещины, отношения между микросейсмическими событиями и плоскостью трещины, или комбинации этих и других факторов. В некоторых случаях вычислительная система 110 определяет доверительное значение согласно примерному способу, показанному на Фиг. 4, или может использоваться другой способ. Доверительность может использоваться, например, в качестве меры определенности в привязке микросейсмических событий к плоскости трещины. В некоторых случаях доверительность используется для определения категории плоскости трещины, например, в группе доверительного уровня. В некоторых случаях доверительность используется для определения, сохранять ли плоскость трещины (например, когда доверие является высоким), или отбросить плоскость трещины (например, когда доверие ниже указанного порога). Например, в некоторых случаях, где доверие для плоскости трещины ниже указанного порога, некоторые или все микросейсмические события могут повторно группироваться, чтобы идентифицировать одну или несколько новых плоскостей трещин с более высоким доверием.

Фиг. 1B является схематичным изображением примерной вычислительной подсистемы 110 по Фиг. 1A. Примерная вычислительная подсистема 110 может быть расположена в или вблизи одной или нескольких скважин в системе 100 скважин или в удаленном местоположении. Вся или часть вычислительной подсистемы 110 может оперировать независимо от системы 100 скважин или независимо от любого из других компонентов, показанных на Фиг. 1A. Примерная вычислительная подсистема 110 включает в себя процессор 160, память 150 и контроллеры 170 ввода/вывода, с возможностью обмена соединенные шиной 165. Память может включать в себя, например, оперативную память (RAM), запоминающее устройство (например, постоянную память с возможностью перезаписи (ROM) или прочие), накопитель на жестком диске или другой тип носителя. Вычислительная подсистема 110 может быть предварительно запрограммированной, или она может программироваться (и повторно программироваться) путем загрузки программы из другого источника (например, с CD-ROM, от другого компьютерного устройства через сеть передачи данных или иным образом). Контроллер 170 ввода/вывода подсоединен к устройствам ввода-вывода (например, монитору 175, мыши, клавиатуре или другим устройствам ввода-вывода) и к линии 180 связи. Устройства ввода-вывода принимают и передают данные в аналоговой или цифровой форме по линиям связи, таким как линия последовательной передачи данных, беспроводная линия связи (например, инфракрасного, радиочастотного диапазона или других), линия параллельной передачи или другой тип линии связи.

Линия 180 связи может включать в себя любой тип канала связи, соединителя, сети передачи данных или другой линии связи. Например, линия 180 связи может включать в себя беспроводную или проводную сеть связи, Локальную сеть (LAN), Глобальную сеть (WAN), частную сеть, общедоступную сеть (такую как сеть Интернет), сеть стандарта WiFi, сеть, которая включает в себя спутниковую линию связи, или другой тип сети передачи данных.

Память 150 может хранить инструкции (например, машинный код), связанные с операционной системой, компьютерными приложениями и другими ресурсами. Память 150 может также хранить данные приложения и объекты данных, которые могут интерпретироваться одним или несколькими приложениями или виртуальными машинами, исполняющимися на вычислительной подсистеме 110. Как показано на Фиг. 1B, примерная память 150 включает в себя микросейсмические данные 151, геологические данные 152, данные 153 трещины, прочие данные 155 и приложения 156. В некоторых реализациях память вычислительного устройства включает в себя дополнительную или другую информацию.

Микросейсмические данные 151 могут включать в себя информацию о местоположениях микросейсмов в подземной зоне. Например, микросейсмические данные могут включать в себя информацию на основании акустических данных, детектированных в наблюдательной скважине 104, на поверхности 106, в рабочей скважине 102 или в других местоположениях. Микросейсмические данные 151 могут включать в себя информацию, собранную посредством датчиков 112. В некоторых случаях микросейсмические данные 151 были объединены с другими данными, повторно отформатированы или иным образом обработаны. Данные микросейсмического события могут включать в себя любую подходящую информацию, относящуюся к микросейсмическим событиям (местоположения, магнитуды, неопределенности, времена и т.д.). Данные микросейсмического события могут включать в себя данные, накопленные в одной или нескольких операциях гидроразрыва, которые могут включать в себя данные, накопленные до, в течение или после закачки текучей среды.

Геологические данные 152 могут включать в себя информацию о геологических характеристиках подземной зоны 121. Например, геологические данные 152 могут включать в себя информацию о подземных слоях 122, информацию о стволах 101, 111 скважин или информацию о других атрибутах подземной зоны 121. В некоторых случаях геологические данные 152 включают информацию о литологии, составе текучей среды, профиле напряжения, профиле давления, пространственной протяженности или других атрибутах одного или нескольких пластов пород в подземной зоне. Геологические данные 152 могут включать в себя информацию, накопленную из каротажных диаграмм, образцов пород, выходам пород, микросейсмического построения изображений или других источников данных.

Данные 153 трещины могут включать в себя информацию о плоскостях развития трещины в подземной зоне. Данные 153 трещины могут идентифицировать местоположения, размеры, виды и другие характеристики трещин в модели подземной зоны. Данные 153 трещины могут включать в себя информацию о природных трещинах, образованных гидравлическим разрывом трещинах, или любом другом типе разрыва в подземной зоне 121. Данные 153 трещины могут включать в себя плоскости развития трещины, вычисленные из микросейсмических данных 151. Для каждой плоскости трещины данные 153 трещины могут включать в себя информацию (например, угол направления простирания, угол наклона и т.д.), идентифицирующую ориентацию трещины, информацию, идентифицирующую форму (например, кривизну, апертуру и т.д.) трещины, информацию, идентифицирующую границы, или любую другую подходящую информацию.

Приложения 156 могут включать в себя приложения, сценарии, программы, функции, выполнимые программы или другие модули, которые интерпретируются или исполняются процессором 160. Такие приложения могут включать в себя машиночитаемые инструкции для выполнения одной или нескольких операций, представленных на Фиг. 4. Приложения 156 могут включать в себя машиночитаемые инструкции для формирования пользовательского интерфейса или диаграмм, таких как, например, представленные на Фиг. 2A, 2B, 2C или 3. Приложения 156 могут получать входные данные, такие как микросейсмические данные, геологические данные или другие типы входных данных, из памяти 150, из другого локального источника, или из одного или нескольких удаленных источников (например, через линию 180 связи). Приложения 156 могут формировать выходные данные и сохранять выходные данные в памяти 150, на другом локальном носителе, или в одном или нескольких удаленных устройствах (например, путем посылки выходных данных через линию 180 связи).

Процессор 160 может исполнять инструкции, например, чтобы формировать выходные данные на основании вводов данных. Например, процессор 160 может выполнять приложения 156 путем исполнения или интерпретации программного обеспечения, сценариев, программ, функций, выполнимых программ или других модулей, содержащихся в приложениях 156. Процессор 160 может выполнять одну или несколько операций, представленных на Фиг. 4, или формировать один или несколько интерфейсов или диаграмм, показанных на Фиг. 2A, 2B, 2C или 3. Входные данные, принимаемые процессором 160, или выходные данные, формируемые процессором 160, могут включать в себя любые данные из микросейсмических данных 151, геологических данных 152, данных 153 трещины или прочих данных 155.

Фиг. 2A, 2B, и 2C являются графическими схемами, показывающими примерную плоскость 210 трещины, идентифицированной из микросейсмических данных. Фиг. 2A является схемой 200a, показывающей перспективный вид плоскости 210 трещины и девять микросейсмических событий 206a, 206b, 206c, 206d, 206e, 206f, 206g, 206h и 206i. Фиг. 2B является графической схемой 200b, показывающей вид сбоку плоскости 210 трещины и те же девять микросейсмических событий 206a, 206b, 206c, 206d, 206e, 206f, 206g, 206h и 206i. Фиг. 2C является графической схемой 200c, показывающей вид сбоку плоскости 210 трещины и двух смещенных плоскостей 230a, 230b, идентифицированных из неопределенностей местоположения, связанных с девятью микросейсмическими событиями 206a, 206b, 206c, 206d, 206e, 206f, 206g, 206h и 206i. Девять микросейсмических событий показаны на фигурах; плоскость трещины может вычисляться на основе различного числа событий (например, сотен событий, тысяч событий и т.д.).

Как показано на Фиг. 2A, примерная плоскость 210 трещины является прямоугольной, двумерной поверхностью, простирающейся через трехмерное пространство. Плоскость трещины может иметь другую форму (например, треугольную, эллипсоидальную, многоугольную, неправильную и т.д.). В некоторых случаях плоскость трещины может быть трехмерным объемом, например, чтобы представлять ширину, апертуру или другие характеристики трещины.

Схема 200a показывает прямолинейную систему координат; могут использоваться другие типы систем координат (например, сферическая, эллиптическая и т.д.). На Фиг. 2A вертикальная ось 204a представляет z-координату, горизонтальная ось 204b представляет x-координату и горизонтальная ось 204c представляет y-координату. Вектор 208 нормали указывает ориентацию плоскости 210 трещины. Вектор нормали может быть единичным вектором (вектором единичной длины), или вектор нормали может иметь неединичную длину.

Параметры плоскости трещины могут задаваться в любой подходящей системе координат. Например, плоскость трещины может быть описана посредством параметров a, b, c, и d уравнения 0=ax+by+cz+d, которое задает определение плоскости в системе xyz-координат. В некоторых примерах вектор 208 нормали имеет компоненты (a, b, c) вектора. Компоненты (a, b, c) вектора могут вычисляться, например, на основании позиций микросейсмических событий, на основании параметров плоскости 210 трещины или на основании другой информации. Ориентация плоскости 210 трещины может вычисляться на основе вектора 208 нормали, микросейсмических событий непосредственно, параметров плоскости 210 трещины, других данных или любой их комбинации. Например, наклон θ и направление простирания φ плоскости 210 трещины может вычисляться на основе вектора 208 нормали на основании уравнений

. (1)

Угол θ наклона плоскости трещины может представлять угол между плоскостью трещины и горизонтальной плоскостью (например, xy-плоскостью). Угол φ направления простирания для плоскости трещины может представлять угол между горизонтальной опорной осью (например, осью X) и горизонтальной линией, где плоскость трещины пересекает горизонтальную плоскость. Например, угол направления простирания может быть определен относительно направления на север или другого горизонтального опорного направления. Плоскость трещины может задаваться другими параметрами, включая угловые параметры, отличные от угла направления простирания и угла наклона.

В некоторых случаях границы плоскости трещины могут задаваться параметрами плоскости трещины, микросейсмическими событиями или другой информацией. Например, граница плоскости трещины может задаваться многоугольником, соединяющим наиболее удаленные микросейсмические события, спроецированные на плоскость трещины. В некоторых случаях границы плоскости трещины не задаются. Например, плоскость трещины можно рассматривать в виде имеющей бесконечное протяжение. В некоторых реализациях плоскость трещины может задаваться параметрами ориентации. Например, плоскость трещины может задаваться углом направления простирания и углом наклона.

Как показано на Фиг. 2B, местоположение каждого микросейсмического события является указанным расстоянием от плоскости 210 трещины. Например, микросейсмическое событие 206c представляет расстояние 220c от плоскости 210 трещины, микросейсмическое событие 206d представляет расстояние 220d от плоскости 210 трещины, микросейсмическое событие 206g представляет расстояние 220g от плоскости 210 трещины и т.д. В некоторых случаях одно или несколько микросейсмических событий находятся на плоскости трещины.

Местоположение микросейсмического события может задаваться пространственными координатами. Координаты могут включаться, например, в микросейсмические данные из операции гидроразрыва. В некоторых случаях координаты выводят на основе микросейсмических сигналов, детектированных от подземной зоны. В некоторых примерах местоположение i-ого микросейсмического события может быть представлено координатами (x_i, y_i, z_i), где xi представляет x координату i-ого микросейсмического события, y_i представляет y координату i-ого микросейсмического события, z_i представляет z координату i-ого микросейсмического события. Для плоскости трещины, заданной в системе xyz-координат параметрами a, b, c и d, расстояние между i-ым микросейсмическим событием и плоскостью ax_i+by_i+cz_i+d, может быть представлено в виде

.

Как показано на Фиг. 2C, каждое микросейсмическое событие может иметь связанную с ним неопределенность местоположения. Неопределенность местоположения представляет неопределенность, связанную с измеренным местоположением микросейсмического события. Неопределенность может возникать, например, вследствие погрешности измерения, точности измерения, обработки данных или других источников неопределенности. Неопределенность местоположения может указывать объем, в котором микросейсмическое событие, наиболее вероятно произойдет. На Фиг. 2C значение погрешности представляет неопределенность местоположения по горизонтали для соответствующего микросейсмического события. Обычно, микросейсмическое событие может иметь неопределенность местоположения в каждом пространственном измерении. Неопределенность местоположения может быть представлена, например, в виде объема (например, сфероида, эллипсоида и т.д.), с центром на измеренных координатах микросейсмического события.

Неопределенность местоположения для микросейсмических событий может использоваться для определения доверительного значения для плоскости 210 трещины. Например, неопределенность местоположения для каждого микросейсмического события может включаться в качестве весового множителя в вычисления доверительного значения. В некоторых случаях, когда плоскость трещины поддерживается микросейсмическими событиями с более высокими неопределенностями местоположения, плоскости трещины дается более низкое доверительное значение.

В некоторых реализациях доверительное значение для плоскости трещины определяют путем вычисления множества плоскостей трещин из поддерживающих микросейсмических событий. Например, Фиг. 2C показывает две смещенные плоскости 230a, 230b трещин, выведенные из микросейсмических событий 206a, 206b, 206c, 206d, 206e, 206f, 206g, 206h и 206i. Каждая смещенная плоскость трещины может быть вычислена путем сдвига каждого микросейсмического события согласно его неопределенности местоположения в направлении, перпендикулярном плоскости 210 трещины. Например, смещенная плоскость трещины 230a (слева на фигуре) представляет плоскость, вычисленную из самой левой точки в неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события на фигуре; подобным образом смещенная плоскость 230b трещины (справа на фигуре) представляет плоскость, вычисленную от самой правой точки в неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события на фигуре.

Доверительность для плоскости 210 трещины может вычисляться на основании расстояния между смещенными плоскостями 230a, 230b трещин. Например, доверительность может взвешиваться (например, линейно, нелинейно, экспоненциально, полиномиально и т.д.) расстоянием между смещенными плоскостями 230a, 230b трещин. Расстояние между смещенными плоскостями трещин может включаться (например, в виде весового, экспоненциального коэффициента и т.д.) в уравнение для вычисления доверительности точности. В некоторых случаях плоскость трещины имеет более высокое доверительное значение, когда смещенные плоскости трещины находятся более близко вместе (или более низкое доверительное значение, когда смещенные плоскости трещины находятся на большем расстоянии друг от друга). Расстояние между смещенными плоскостями трещин может быть объединено с другими коэффициентами для определения доверительного значения для плоскости 210 трещины.

Фиг. 3 является схематичным изображением, показывающим пример графического представления плоскостей трещин. В примере, показанном на Фиг. 3, графическое представление 300 плоскостей трещин включает в себя три графика 302a, 302b и 302c. Графики 302a, 302b и 302c каждый включает в себя соответствующую метку 310a, 310b, и 310c, которая указывает доверительный уровень, связанный с плоскостями трещин на схеме. Первый график 302a включает в себя группу плоскостей трещин 308a, связанных с низким доверительным уровнем, как обозначено меткой 310a. Второй график 302b включает в себя группу плоскостей трещин 308b, связанных со средним доверительным уровнем, как обозначено меткой 310b. Третий график 302c включает в себя группу плоскостей трещин 308c, связанных с высоким доверительным уровнем, как обозначено меткой 310c. Каждый из графиков также включает в себя графическое изображение точек микросейсмических данных, таких как, например, микросейсмические точки данных 306, помеченные в первом графике 302a.

Графическое представление 300 является примером графического интерфейса, который может быть представлен пользователю (специалисту по эксплуатации, операционным инженерам и аналитикам или другим типам пользователей), чтобы давать пользователю возможность анализа микросейсмических данных из операции гидроразрыва. Например, графический интерфейс может представляться в реальном времени, чтобы давать пользователю возможность просмотра плоскости трещины по группам доверительного уровня. Различные цвета (или другие визуальные знаки) могут использоваться для плоскостей трещин в каждом графике. Например, плоскости трещины в группе низкого доверительного уровня могут быть «красными», плоскости трещин в группе среднего доверительного уровня могут быть «голубыми», и плоскости трещин в группе высокого доверительного уровня могут быть «синими». Могут использоваться другие подходящие цвета, образы или визуальные знаки. Пример на Фиг. 3 показывает все плоскости трещин, вычисленные после 180-ого микросейсмического события. Первая группа плоскостей 308a трещин включает в себя 45 плоскостей, вторая группа плоскостей 308b трещин включает в себя 39 плоскостей, третья группа плоскостей 308c трещин включает в себя 42 плоскости.

Один или все графики могут обновляться в ответ на прием дополнительных данных. Например, после того как принимают 181-ое микросейсмическое событие, одна или большее количество плоскостей трещин могут обновляться на основании новых микросейсмических данных. Графическое представление 300 может быть регенерировано, чтобы показать обновленные плоскости трещин. В некоторых случаях обновление плоскости трещины влияет на доверительное значение точности плоскости трещины, каковое может вызвать привязку плоскости трещины к другой группе доверительного уровня. В таких случаях графическое представление 300 может быть регенерировано, чтобы показать обновленные группы доверительных уровней.

Каждый из графиков 302a, 302b и 302c включает в себя соответственную группу плоскостей трещин в трехмерной прямолинейной системе координат, представленной вертикальной осью 304a и двумя горизонтальными осями 304b и 304c. Вертикальная ось 304a представляет диапазон глубин в подземной зоне; горизонтальная ось 304b представляет диапазон координат широтного направления (восток-запад); и горизонтальная ось 304c представляет диапазон координат меридионального направления (север-юг) (все в единицах футов). В примерном графическом представлении 300, показанном на Фиг. 3, все плоскости трещин представлены двумерными, прямоугольными областями, простирающимися в трехмерной системе координат. Плоскости трещин могут иметь другие пространственные конфигурации.

Три группы плоскостей 308a, 308b и 308c трещин на Фиг. 3 являются непересекающимися множествами; каждая из схем 302a, 302b, и 302c включает в себя отличающееся множество плоскостей трещин. Другими словами, в примере, показанном на Фиг. 3, каждая плоскость трещины принадлежит точно одной группе доверительного уровня. Группы плоскостей 308a, 308b и 308c трещин идентифицируют на основании доверительных значений точности, вычисленных для каждой плоскости. Первая группа плоскостей трещин 308a является группой низкого доверительного уровня, и плоскости трещины в первой группе связываются с нижним диапазоном доверительных значений точности. Вторая группа плоскостей трещин 308b является группой среднего доверительного уровня, и плоскости трещин во второй группе связываются с промежуточным диапазоном доверительных значений точности. Третья группа плоскостей трещин 308c является группой высокого доверительного уровня, и плоскости трещины в третьей группе связываются с высшим диапазоном доверительных значений точности.

Доверительные значения точности могут быть вычислены или назначены плоскостям трещин любым подходящим способом на основании любой подходящей информации. Например, доверительное значение точности для плоскости трещины может быть вычислено на основании неопределенности местоположения поддерживающих микросейсмических событий, моментной магнитуды поддерживающих микросейсмических событий, расстояния между поддерживающими микросейсмическими событиями и плоскостью трещины, числом поддерживающих событий, связанных с плоскостью, весом вариации ориентации трещины, других значений, или любой подходящей комбинации из одного или нескольких из них. Доверительное значение точности может быть вычислено согласно Уравнению 3 выше или согласно другому уравнению или отличающемуся типу модели, схемы или алгоритма.

В некоторых примерах соответственный диапазон задается для каждой группы доверительных уровней. Каждый диапазон может задаваться одним или несколькими пороговыми значениями. Например, группа низкого доверительного уровня может включать в себя все плоскости трещин, имеющие доверительное значение точности ниже первого порогового значения (например, 0,3), группа высокого доверительного уровня может включать в себя все плоскости трещин, имеющие доверительное значение точности выше второго порогового значения (например, 0,8), и группа среднего доверительного уровня может включать в себя все плоскости трещин, имеющие доверительное значение точности между этими двумя пороговыми значениями (например, между 0,3 и 0,8). Другие значения могут использоваться для пороговых значений. Кроме того, может использоваться больше пороговых значений. Например, группа низкого доверительного уровня может иметь более низкий порог отсечки, так что плоскости трещины ниже некоторого доверительного значения точности не отображаются. В некоторых случаях соответственные диапазоны для доверительных уровней устанавливаются динамически, например, на основании качества набора данных микросейсмических событий, такого как неопределенность, моментная магнитуда, вычисленные доверительные значения точности, на основании размера набора микросейсмических данных или другой информации. Хотя Фиг. 3 показывает три группы доверительных уровней, может использоваться другое число (например, 4, 5, 6, 7, 8 и т.д.) групп доверительных уровней. В некоторых случаях оптимальные пороговые значения могут выбираться, чтобы показать самое резкое разделение в представлении групп доверительных уровней. Оптимальные пороговые значения могут использоваться в качестве значений по умолчанию, или пользователь может переопределять значения по умолчанию различными пороговыми значениями.

Путем разделения групп плоскостей 308a, 308b и 308c трещин на отдельные графические схемы в графическом представлении 300 пользователь может легко различать плоскости трещины, связанные с каждым соответственным доверительным уровнем. В примере, показанном на Фиг. 3, каждая отдельная графическая схема имеет свой собственный набор координатных осей. В некоторых случаях множественные отдельные схемы могут быть представлены в общем наборе координатных осей. Например, группы плоскостей 308a, 308b и 308c трещин могут быть смещенными друг от друга в общей системе координат. В некоторых контекстах графические схемы можно считать различными, когда они представляются в неперекрывающихся областях графической визуализации. В некоторых контекстах графические схемы можно считать различными, когда они представлены графическими знаками, которые визуально различают схемы в пределах полного графического представления.

В примерных данных, показанных на Фиг. 3, низко-доверительные плоскости трещин соответствуют плоскостям трещин, сгенерированным ранее в операции гидроразрыва, тогда как высоко-доверительные плоскости трещин распространяются во времени в направлении, почти перпендикулярном стволу скважины. Графическое представление 300 (или отдельные графики в графическом представлении 300) могут обновляться, если новые микросейсмические события постепенно накапливаются во времени. Например, обновление схем может давать пользователю возможность динамически наблюдать связывание плоскостей трещин среди трех панелей, отслеживать и визуализировать пространственную и временную эволюцию конкретных плоскостей трещин, и осуществлять мониторинг их генерации, распространения и роста.

Фиг. 4 представляет последовательность операций примерного процесса 400 для анализа микросейсмических данных. Некоторые операции или все из операций в процессе 400 могут быть реализованы одним или несколькими вычислительными устройствами. В некоторых реализациях процесс 400 может включать в себя дополнительные, меньше по числу, или отличающиеся операции, выполняемые в том же или другом порядке. Кроме того, одна или несколько отдельных операций или подмножеств операций в процессе 400 могут выполняться обособленно или в другие контекстах. Выходные данные, формируемые процессом 400, включая выходы, формируемые промежуточными операциями, могут включать в себя сохраняемую, отображаемую, печатаемую, передаваемую, обмениваемую или обработанную информацию.

В некоторых реализациях некоторые операции или все из операций в процессе 400 исполняются в реальном времени в течение операции гидроразрыва. Операция может выполняться в реальном времени, например, путем выполнения операции в ответ на прием данных (например, от системы с датчиками или мониторинга) без существенной задержки. Операция может выполняться в реальном времени, например, путем выполнения операции в ходе мониторинга дополнительных микросейсмических данных из операции гидроразрыва. Некоторые операции реального времени могут принимать входные данные и выдавать выход в течение операции гидроразрыва; в некоторых случаях выход делают доступным для пользователя в пределах временного кадра, который позволяет оператору отвечать на выход, например, путем модификации операции гидроразрыва.

В некоторых случаях некоторые операции или все из операций в процессе 400 выполняются динамически в течение операции гидроразрыва. Операция может исполняться динамически, например, путем итерационного или многократного выполнения операции на основании дополнительных вводов, например, если вводы делают доступными. В некоторых случаях динамические операции выполняют в ответ на прием данных относительно нового микросейсмического события (или в ответ на прием данных относительно некоторого числа новых микросейсмических событий и т.д.).

На этапе 402 принимают микросейсмические данные по операции гидроразрыва. Например, микросейсмические данные могут приниматься из памяти, от удаленного устройства или другого источника. Данные микросейсмического события могут включать в себя информацию о замеренных местоположениях множества микросейсмических событий, информацию о замеренной магнитуде каждого микросейсмического события, информацию о неопределенности, связанной с каждым микросейсмическим событием, информацию о времени, связанном с каждым микросейсмическим событием и т.д. Данные микросейсмического события могут включать в себя микросейсмические данные, собранные в наблюдательной скважине, в рабочей скважине, на поверхности или в других местоположениях в системе скважин. Микросейсмические данные по операции гидроразрыва могут включать в себя данные относительно микросейсмических событий, детектированных до, в течение или после применения операции гидроразрыва. Например, в некоторых случаях микросейсмический мониторинг начинается до применения операции гидроразрыва, оканчивается после применения операции гидроразрыва, или выполняется и то, и другое.

На этапе 404 выбирают подмножество микросейсмических событий. В некоторых случая подмножество выбирают из супермножества микросейсмических событий на основании тренда в данных. Например, подмножество событий может показывать плоскостной тренд или другой тип тренда. В некоторых случаях подмножество выбирают путем выбора некоторых или всех микросейсмических событий, связанных с предварительно сформированной плоскостью трещины. Например, подмножество может включать в себя один или несколько новых микросейсмических событий, объединенных с микросейсмическими событиями, связанными с предварительно сформированной плоскостью трещины.

В некоторых реализациях подмножество микросейсмических событий выбирают на основании данных гистограммы. Например, подмножество может выбираться на основании гистограммы ориентаций базовой плоскости, задаваемых местоположениями микросейсмических событий. Примерные способы для формирования, обновления и использования гистограммы на основании микросейсмических данных описаны в предварительной заявке на патент США с порядковым номером №61/710582, поданной 5 октября 2012.

На этапе 406 плоскость трещины идентифицируют из выбранного подмножества микросейсмических данных. Любой подходящий способ может использоваться для идентификации плоскости трещины из набора микросейсмических событий. В некоторых случаях, используется способ подбора хи-квадрат. Если дано K наблюдаемых микросейсмических событий, местоположения могут быть представлены , и их неопределенность измерения местоположения события может быть представлена , где 1≤i≤K. Параметры модели плоскости z=ax+by+c могут вычисляться, например, согласно минимизации оценочной функции хи-квадрат

(2)

Оценочная функция хи-квадрат может решаться любым подходящим способом. В некоторых случаях решение может быть получено путем решения трех уравнений, которые являются частными производными χ²(a, b, c) относительно его переменных, где каждая частная производная принудительно устанавливается в нуль. В некоторых случаях не имеется аналитического решения для этой нелинейной математической системы уравнений. Численные методы (например, численный метод Ньютона, метод Ньютона-Рафсона, метод сопряженных градиентов или другой способ) могут применяться, чтобы получить решение для параметров a, b и c, и могут быть вычислены углы направления простирания и наклона (например, с использованием уравнения (1) выше).

В некоторых реализациях плоскость трещины идентифицируют с использованием способа взвешенного наименьшего квадрата расстояния для вычисления параметров плоскости трещины. Например, параметр плоскости трещины может быть вычислен на основании суммы взвешенных членов, где каждый из взвешенных членов включает в себя весовой множитель, который уменьшается (например, линейно, нелинейно и т.д.) с расстоянием между по меньшей мере одним из микросейсмических событий и плоскостью трещины, заданной параметрами плоскости трещины. В некоторых случаях вычисляют параметры a, b, c или d для задаваемой посредством 0=ax+by+cz+d плоскости трещины, выбирают начальные значения параметров a, b, c и d плоскости трещины и строят систему уравнений , где S представляет взвешенную сумму. Примерные способы для идентификации плоскости трещины из микросейсмических данных описаны в предварительной заявке на патент США с порядковым номером №61/710582, поданной 5 октября 2012.

На этапе 408 вычисляют доверительное значение. Доверительное значение может быть вычислено на основании параметров плоскости трещины непосредственно, параметров микросейсмических событий, которые поддерживают плоскость трещины, или другой информации. В некоторых случаях доверительное значение точности может быть вычислено для плоскости трещины на основании неопределенности местоположения поддерживающих микросейсмических событий, моментной магнитуды поддерживающих микросейсмических событий, расстояния между поддерживающими микросейсмическими событиями и плоскостью трещины, числа поддерживающих событий, связанных с плоскостью, веса вариации ориентации трещины, других значений или любой подходящей комбинации из одного или нескольких из них. Доверительное значение точности может быть вычислено согласно Уравнению 3 выше или согласно другому уравнению или отличающемуся типу алгоритма.

На этапе 410 доверительную информацию визуально отображают, обновляют, или выполняется и то, и другое. Например, графическое представление плоскости трещины может быть представлено наряду с доверительной информацией. В некоторых случаях плоскости трещины назначается группа доверительного уровня с одной или несколькими другими плоскостями трещин, и группа доверительного уровня визуально отображается совместно. Например, плоскость трещины может быть связана с группой "высокого", "низкого" или "среднего" доверительного уровня в соответствии с доверительным значением, вычисленным на этапе 408. Примерные способы для представления плоскости трещины описаны в предварительной заявке на патент США с порядковым номером №61/710582, поданной 5 октября 2012.

В некоторых случаях доверительное значение обновляется, например, в ответ на прием дополнительных микросейсмических событий, в ответ на удаление микросейсмических событий из подмножества, или при других обстоятельствах. Отображение (и в некоторых случаях, обновление) информации может давать пользователю возможность просмотра динамических характеристик, связанных с операцией гидроразрыва. В некоторых случаях плоскость трещины и связанное с ней доверительное значение обновляются, если накапливаются дополнительные микросейсмические данные. Например, плоскость трещины может обновляться, если накапливаются дополнительные микросейсмические данные, и обновления могут вызвать, что доверительное значение точности для плоскости трещины увеличивается или уменьшается. По существу в некоторых случаях плоскость трещины может динамически перемещаться из одной группы доверительного уровня в другую.

Плоскости трещины могут быть представлены геометрически. Геометрическое представление плоскости трещины может быть графическим представлением, числовым представлением, алгебраическим представлением или другим типом представления. В некоторых случаях плоскость трещины представляется (например, графически, численно, алгебраически и т.д.) сама по себе. Плоскость трещины может быть представлена с помощью другой информации. В некоторых случаях плоскость трещины представляется (например, графически, численно, алгебраически и т.д.) наряду с доверительным значением для плоскости или значением доверительного уровня для плоскости. В некоторых случаях плоскость трещины представляется (например, графически, численно, алгебраически и т.д.) наряду с точками микросейсмических данных, которые поддерживают плоскость трещины. Эти примеры и другая информация могут быть представлены в любой соответствующей комбинации.

Некоторые варианты осуществления объекта изобретения и операций, приведенные в этом описании, могут быть реализованы в цифровой электронной схеме, или в программном обеспечении, микропрограммном обеспечении или аппаратных средствах, включая структуры, раскрытые в этом описании и их структурные эквиваленты, или в виде комбинаций из одного или нескольких из них. Некоторые варианты осуществления объекта изобретения, приведенные в этом описании, могут быть реализованы в виде одной или нескольких компьютерных программ, то есть одного или нескольких модулей инструкций компьютерной программы, закодированных на носителе данных компьютера, для исполнения посредством устройства обработки данных или для управления работой такового. Носитель данных компьютера может являться или может включаться в читаемое компьютером устройство хранения, читаемую компьютером запоминающую подложку (сети сенсоров), запоминающую матрицу или устройство с произвольным или последовательным доступом, или комбинацию из одного или нескольких из них. Кроме того, тогда как носитель данных компьютера не является распространяемым сигналом, носитель данных компьютера может быть источником или получателем инструкций компьютерной программы, закодированных в искусственно генерируемом распространяемом сигнале. Носитель данных компьютера может также являться или включаться в один или несколько отдельных физических компонентов или носителей (например, множественные компакт-диски (CD), накопители на дисках или другие запоминающие устройства).

Термин "устройство обработки данных" охватывает все виды аппаратур, устройств и машин для обработки данных, включая в качестве примера программируемый процессор, компьютер, систему на кристалле или множество таковых, или комбинации вышеизложенного. Устройство может включать в себя специализированную логическую схему, например программируемую вентильную матрицу (FPGA) или специализированную интегральную схему (ASIC). Устройство может также включать в себя, в дополнение к аппаратным средствам, код, который создает среду выполнения для рассматриваемой компьютерной программы, например код, который образует встроенное микропрограммное обеспечение процессора, стек протоколов, систему управления базами данных, операционную систему, межплатформенную среду выполнения, виртуальную машину или комбинацию из одного или нескольких из них. Устройство и среда выполнения могут реализовывать многие различные инфраструктуры модели вычислений, такие как инфраструктуры веб-служб, распределенных вычислений и сетевых вычислений.

Компьютерная программа (также известная как программа, программное обеспечение, приложение, сценарий или код) может быть записана на любого вида языке программирования, включая компилируемые или интерпретируемые языки, декларативные или процедурные языки. Компьютерная программа может, но не обязательно, соответствовать файлу в файловой системе. Программа может сохраняться в порции файла, который содержит другие программы или данные (например, один или несколько сценариев, сохраненных в документе на языке разметки), в одном файле, предназначенном для рассматриваемой программы, или в множестве согласованных файлов (например, файлов, которые хранят один или несколько модулей, подпрограмм или порций кода). Компьютерная программа может быть развернута, чтобы подлежать исполнению на одном компьютере или на множестве компьютеров, которые расположены на одном участке или распределены по множественным участкам и соединены сетью связи.

Некоторые из процессов и логических потоков, приведенных в этом описании, могут выполняться одним или несколькими программируемыми процессорами, исполняющими одну или несколько компьютерных программ, чтобы выполнять действия путем оперирования входными данными и формирования выхода. Процессы и логические потоки могут также выполняться посредством, и устройство также может реализовываться в виде, логической схемы специального назначения, например программируемой вентильной матрицы (FPGA) или специализированной интегральной схемы (ASIC).

Процессоры, подходящие для исполнения компьютерной программы, включают в себя, в качестве примера, и универсальные, и специализированные микропроцессоры, и процессоры для любого вида цифрового компьютера. Обычно процессор будет принимать инструкции и данные из постоянной памяти или оперативной памяти, или обеих. Компьютер включает в себя процессор, чтобы выполнять действия в соответствии с инструкциями, и одно или несколько запоминающих устройств, чтобы сохранять инструкции и данные. Компьютер может также включать в себя, или быть функционально связанным для приема данных из, или передачи данных на, или и для того, и для другого, одно или несколько запоминающих устройств большой емкости для хранения данных, например магнитные диски, магнитооптические диски или оптические диски. Однако компьютеру не требуется иметь такие устройства. Устройства, подходящие для хранения инструкций компьютерной программы и данных, включают в себя все виды энергонезависимой памяти, устройств хранения данных и запоминающих устройств, включая в качестве примера устройства полупроводниковой памяти (например, EPROM, EEPROM, устройства флэш-памяти и другие), магнитные диски (например, внутренние накопители на жестких дисках, съемные диски и другие), магнитооптические диски, диски CD-ROM и DVD-ROM. Процессор и память могут дополняться или включаться в логическую схему специального назначения.

Для обеспечения взаимодействия с пользователем, операции могут быть реализованы на компьютере, имеющем устройство отображения (например, монитор или другой тип устройства отображения), чтобы отображать информацию пользователю, и клавиатуру и манипулятор (например, мышь, шаровой манипулятор, планшет, сенсорный экран или другой тип манипулятора), посредством которого пользователь может обеспечивать ввод для компьютера. Другие виды устройств также могут использоваться для обеспечения взаимодействия с пользователем; например, обратная связь, предоставляемая пользователю, может быть любой формой сенсорной обратной связи, например визуальной обратной связью, звуковой обратной связью или тактильной обратной связью; и ввод от пользователя может приниматься в любой форме, включая звуковой, речевой или тактильный ввод. Кроме того, компьютер может взаимодействовать с пользователем путем посылки документов и приема документов от устройства, которое используется пользователем; например, путем посылки веб-страницы на веб-браузер в клиентском устройстве пользователя в ответ на запросы, принятые от веб-браузера.

Клиент и сервер обычно удалены друг от друга и обычно взаимодействуют через сеть связи. Примеры сетей связи включают в себя локальную сеть ("LAN") и глобальную сеть ("WAN"), объединенную сеть (например, сеть Интернет), сеть, содержащую спутниковую линию связи, и одноранговые сети (например, оперативные одноранговые сети). Взаимосвязь клиента и сервера возникает на основании компьютерных программ, исполняющихся на соответственных компьютерах и имеющих взаимосвязь «клиент-сервер» по отношению друг к другу.

В некоторых аспектах некоторые или все признаки, описанные в документе, могут объединяться или реализовываться отдельно в одной или нескольких программно реализованных программ для автоматизированного построения карт трещин в реальном времени. Программное обеспечение может быть реализовано в виде компьютерного программного продукта, установленного приложения, клиент-серверного приложения, Интернет-приложения, любого другого подходящего типа программного обеспечения. В некоторых случаях функционирующая в реальном времени программа автоматизированного построения карт трещин может динамически показывать пользователям пространственную и временную эволюцию в идентифицированных плоскостях трещин в реальном времени по мере постепенного накопления микросейсмических событий. Динамика может включать в себя, например, генерацию новых трещин, распространение и рост существующих трещин или другую динамику. В некоторых случаях программа автоматизированного построения карт трещин в реальном времени может предоставлять пользователям возможность просматривать идентифицированные плоскости трещины в реальном времени на множественных уровнях доверительной вероятности. В некоторых случаях пользователи могут наблюдать пространственную и временную эволюцию трещин высокого уровня доверительной вероятности, которые могут показывать доминирующие тренды полных данных микросейсмических событий. В некоторых случаях программа автоматизированного построения карт трещин в реальном времени может оценивать доверительность точности трещины, например, чтобы замерить определенность идентифицированных плоскостей трещин. Доверительные значения точности могут, например, помогать пользователям лучше понимать и анализировать изменения в вероятностной гистограмме или распределении ориентаций, которое может непрерывно изменяться при накоплении в реальном времени микросейсмических событий. В некоторых случаях программа автоматизированного построения карт трещин в реальном времени может обеспечивать результаты, которые согласуются с послеоперационными данными построения карты трещины. Например, в конце операции гидравлического разрыва пласта результаты, выдаваемые программой автоматизированного построения карт трещин в реальном времени, могут быть статистически совместимыми с таковыми, полученными программой автоматизированного построения карт трещин по послеоперационным данным, оперирующей теми же данными. Такие функциональные возможности могут позволять специалистам по эксплуатации, операторам и аналитикам динамически визуализировать и осуществлять мониторинг пространственной и временной эволюции трещин вследствие гидравлического разрыва пласта, чтобы анализировать сложность трещины и геометрию коллектора, оценивать эффективность операции гидравлического разрыва пласта и улучшать рабочие характеристики скважины.

Хотя это описание содержит много подробностей, их не следует рассматривать ограничениями на объем заявляемого в формуле изобретения, а предпочтительнее - в качестве описаний признаков, специфических для конкретных примеров. Некоторые признаки, которые представлены в этом описании в контексте отдельных реализаций, также могут комбинироваться. Напротив, различные возможные признаки, которые описаны в контексте одной реализации, также могут быть реализованы во многих вариантах осуществления отдельно или в любой подходящей подкомбинации.

Был описан ряд вариантов осуществления. Однако будет понятно, что могут делаться различные модификации. Соответственно, другие варианты осуществления находятся в рамках объема последующей формулы изобретения.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения доверительного значения для плоскости развития трещины. В некоторых аспектах выбирают подмножество микросейсмических событий, связанных с операцией гидроразрыва подземной зоны. Определяют доверительность связывания выбранного подмножества микросейсмических событий с общей плоскостью развития трещины. Доверительность может быть определена, например, на основании числа микросейсмических событий в подмножестве, неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события в подмножестве, моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве, расстояния между каждым микросейсмическим событием и плоскостью трещины, подобранной к микросейсмическим событиям, ориентации плоскости трещины, подобранной к микросейсмическим событиям, или комбинации этих и других факторов. Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых данных. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Реализованный на компьютере способ для осуществления анализа микросейсмических данных, способ содержит:
выбор подмножества микросейсмических событий из супермножества микросейсмических событий, связанных с операцией гидроразрыва подземной зоны; и
определение посредством устройства обработки данных доверительности связывания выбранного подмножества микросейсмических событий с общей плоскостью развития трещины, причем доверительность определяют на основании моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве.

2. Способ по п. 1, в котором доверительность определяют на основании числа микросейсмических событий в подмножестве.

3. Способ по п. 1, в котором доверительность определяют на основании неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события в подмножестве.

4. Способ по п. 1, в котором доверительность определяют путем:
подбора плоскости трещины к местоположениям микросейсмических событий; и
вычисления доверительности на основании подобранной плоскости трещины.

5. Способ по п. 4, в котором доверительность определяют на основании ориентации подобранной плоскости трещины относительно тренда доминирующей ориентации, задаваемой супермножеством микросейсмических событий.

6. Способ по п. 4, в котором доверительность определяют на основании расстояний между подобранной плоскостью трещины и каждым микросейсмическим событием в подмножестве.

7. Способ по п. 4, в котором доверительность определяют дополнительно путем:
подбора множества смещенных плоскостей трещин на основании местоположений и на основании неопределенностей местоположения, связанных с микросейсмическими событиями; и
определение доверительности на основании смещенных плоскостей трещин.

8. Способ по п. 7, в котором определение доверительности на основании смещенных плоскостей трещин содержит вычисление расстояния между смещенными плоскостями трещин.

9. Способ по п. 1, в котором доверительность определяют путем вычисления взвешенной суммы на основании:
числа микросейсмических событий в подмножестве;
неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события в подмножестве;
моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве;
расстояния между каждым микросейсмическим событием и плоскостью трещины, подобранной к микросейсмическим событиям; и
ориентации плоскости трещины, подобранной к микросейсмическим событиям.

10. Постоянный читаемый компьютером носитель, закодированный инструкциями, которые при исполнении устройством обработки данных выполняют операции, содержащие:
выбор подмножества микросейсмических событий из супермножества микросейсмических событий, связанных с операцией гидроразрыва подземной зоны; и
определение посредством устройства обработки данных доверительности связывания выбранного подмножества микросейсмических событий с общей плоскостью развития трещины, причем доверительность определяют на основании моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве.

11. Читаемый компьютером носитель по п. 10, в котором доверительность определяют на основании одного или более из:
числа микросейсмических событий в подмножестве;
неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события в подмножестве; или
моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве.

12. Читаемый компьютером носитель по п. 10, в котором доверительность определяют путем:
подбора плоскости трещины к местоположениям микросейсмических событий; и
вычисления доверительности на основании подобранной плоскости трещины.

13. Читаемый компьютером носитель по п. 10, в котором доверительность определяют на основании ориентации подобранной плоскости трещины относительно тренда доминирующей ориентации, задаваемой супермножеством микросейсмических событий, связанных с подземной зоной.

14. Читаемый компьютером носитель по п. 13, в котором доверительность определяют на основании расстояний между подобранной плоскостью трещины и каждым микросейсмическим событием в подмножестве.

15. Читаемый компьютером носитель по п. 13, в котором доверительность определяют дополнительно путем:
подбора множества смещенных плоскостей трещин на основании местоположений и на основании неопределенностей местоположения, связанных с микросейсмическими событиями; и
вычисления доверительности на основании расстояния между смещенными плоскостями трещин.

16. Система для осуществления анализа микросейсмических данных, содержащая:
читаемый компьютером носитель, который хранит данные микросейсмического события, связанные с операцией гидроразрыва подземной зоны; и
устройство обработки данных, выполненное с возможностью:
выбирать подмножество микросейсмических событий из супермножества микросейсмических событий в данных микросейсмических событий; и
определять доверительность в связывании выбранного подмножества микросейсмических событий с общей плоскостью развития трещины, причем доверительность определяют на основании моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве.

17. Система по п. 16, дополнительно содержащая устройство отображения, выполненное с возможностью отображать графическое представление плоскости трещины и подмножество микросейсмических событий.

18. Система по п. 16, в которой доверительность определяют на основании одного или более из:
числа микросейсмических событий в подмножестве;
неопределенности местоположения для каждого микросейсмического события в подмножестве; или
моментной магнитуды для каждого микросейсмического события в подмножестве.

19. Система по п. 16, в которой доверительность определяют путем:
подбора плоскости трещины к местоположениям микросейсмических событий; и
вычисления доверительности на основании подобранной плоскости трещины.