油气井压裂裂缝监测是微地震监测技术在油气田的一个主要应用。通过在井下或地面布设检波器可接收压裂过程中岩石破裂释放的微地震信号，对微震信号进行震源定位计算可确定一系列微震事件点的三维坐标，通过这些事件点的三维分布可以描述压裂产生裂缝的长度、方位、高度等参数，事件点分布随时间变化的过程可以动态描述裂缝的延伸扩展过程。微地震监测结果对于压裂裂缝描述、压裂波及体积确定具有重要意义。　　油气井水力压裂微地震监测有井下监测和地面监测两种方式。地面监测因为无需在压裂井附近找邻井作为监测井而更易于应用。本文首先研究对比了井下和各种地面监测系统特点，制定了一种地面微地震监测方案。该方案采用30～50个地面监测站点，各站点独立采集与存储数据，通过采用高灵敏度检波器，检波器埋深1～5米的方式提高采集信号信噪比。　　研制了一种高性能的单通道微地震监测数据采集器。该采集器使用32位ADC进行检波器信号的数字化转换，并在一个电路板上集成了GPS芯片和U盘读写芯片，实现独立采集和数据存储。它还采用高精度晶振保证信号采样频率的精度，这对于后期数据处理中的多道信号同步非常重要。　　采用Delphi和Matlab混合编程开发了一个集成的数据处理软件。Delphi用于编写软件界面和功能集成，Access数据库存储每口井的相关数据。涉及科学计算的功能都通过调用Matlab工具箱函数来实现，保证了计算的准确性。　　震源定位是微地震数据处理的关键问题，传统的方法是提取多站点信号的微震信号初至时间，求解一个方程组来确定震源。这种方法不适用于地面监测的低信噪比信号，因为初至时间难以提取。本文采用适用于地面微地震监测信号特点的地震发射层析成像(Seismic Emission Tomography，SET)震源定位方法，并通过数值模拟研究了SET算法的特性，如定位准确性与站点个数、信号信噪比、站点分布拓扑结构的关系。指出对于某个确定个数的监测站点分布结构，SET成像存在一个可识别信号信噪比阈值，只有信号信噪比大于这个阈值才可以准确成像并定位。而对于特定信噪比的信号，站点个数满足信噪比阈值后再继续大幅增加站点个数对震源定位准确性的改善并不是很大。　　SET成像法需要地层速度模型计算地下各网格点至地面监测站点的理论走时，本文根据实际情况采用一种等效速度模型，建立了等效速度模型求解的优化问题数学模型并用遗传算法求解。利用压裂段射孔信号或压裂初始破裂信号对等效速度模型进行求解，实际应用表明这种处理方法是有效的。　　从2009年以来，应用开发的地面微地震监测系统在川渝地区进行了20多口油气井压裂监测实践，一般采用30～50个站点。通过大量实际信号的分析处理，总结了微震信号的识别方法，分析了微震信号的波形特征和频率特征。还分析了压裂监测主要干扰源——井场压裂设备振动干扰的特点，发现这是一种多次谐波干扰，并研究采用DCT（离散余弦变换）滤波方法去除这种干扰。　　最后以丹浅001-A井组的3口井和龙岗F井为例，介绍了油气井压裂地面微地震监测和数据处理的过程。经过20多口井的监测实践发现，监测到的微地震信号的类型与信号多少与储层深度、储层岩石性质、压裂类型、压裂排量和注液总量、地表干扰强度有关。　　川渝地区20多口井的监测基本是成功的，因为该地区条件对地面监测有利，如储层深度一般在1000～2500米，地表土壤层只有1～2米，气井一般在山区，环境干扰小。理论研究和监测实践证明了这套微地震监测系统在条件较好的地区用于油气井水力压裂裂缝监测是可行的。通过增加站点个数、改进信号滤波处理方法，可以在更多的地区推广应用。