致密油气在非常规油气资源中占有很大比例,致密油气的有效经济开发已成为热点。中国致密储层资源量丰富,而由于其低孔低渗的特性,开采难度较大。水力压裂是致密油气藏开采的关键技术,致密油气藏的经济生产在很大程度上取决于水力压裂措施的有效性。随着微地震监测技术的逐渐应用,改造体积(SRV,stimulated reservoir volume)与增产效果的正相关性得到了充分的认证,推动了理念创新,形成了以提高最大地层接触面积为目标的压裂技术新理念。因此,通过微地震事件点合理且有效地确定改造体积,对体积压裂技术的评价及发展意义重大,对于致密油气藏的开发也具有重要的指导作用。对于微地震监测,特别是对于微地震事件的反演定位,由于各类噪声的影响,定位普遍存在不确定性,并且与收集的微震数据本身和地层特性(例如层速度分析结果)相关联。因此,从微地震事件拟合的改造体积和通过水力压裂建模获得的改造体积之间经常存在较大的差异。针对上述问题,本文首先结合渗流方程构建一种改进的水力压裂模型,该模型可同时模拟主裂缝扩展和压裂液由裂缝向基质扩散过程。与常规算法仅能够模拟主裂缝破裂相比,改进后的耦合算法能够同步模拟压裂过程中整个地层的孔隙压力变化。由水力压裂模拟得到的孔隙压力分布,依据应力强度因子准则即裂缝尖端的应力强度因子大于岩石断裂韧性时,则裂缝发生破裂并扩展。该扩展过程能够产生集中于主裂缝附近的微地震信号;在基质中,当孔隙流体压力达到临界孔隙压力时,储层会发生微小的破裂或滑移并产生微地震信号。综上,根据主裂缝的破裂和基质中的破裂(或滑移)可以确定微地震事件改造体积。通常由于噪声影响,微地震检波器接收到的初至旅行时会有偏差,而该偏差会使得微地震事件点的反演定位具有不确定性。这使得基于微地震监测信息计算的储层改造体积与现场监测结果相差较大。故本文在应用高斯牛顿反演算法反演微地震事件的过程中,通过对初至旅行时进行不同程度的加噪(高斯噪声)处理来反应实际中可能遇到的各种类型的随机噪声对反演定位微地震事件的影响。由于噪声的影响使得反演定位的微地震事件点的位置具有不确定性,反映在微地震点集中即会出现明显孤立于其它微地震事件的微震点,这类点可视作异常点。从物理过程角度来说,微地震事件是由主裂缝扩展及压裂液向基质的滤失渗流产生的,所以微地震点的分布应具有一定的密集性和连续性。虽然水力压裂所改造的储层体积巨大,致使微地震事件点集的分布很广泛,但异常点明显孤立于微地震事件集中区域,因此异常点与基质中压力的扩散、复杂裂缝网络的形成并无关系。故本文基于异常点的概念去除反演定位的微地震事件点集中的异常点,来降低噪声对于SRV拟合的影响。对于反演过程中的正演模拟,本文采用有限差分法来求解程函方程。有限差分法相较于传统的射线追踪方法(如试射法与弯曲法),具有更高的稳定性,可以有效克服多路径问题及处理复杂地层模型。最后,由于传统的基于微地震事件求解SRV的方法,基本是粗略地以立方体为基础进行计算求解,使得结果过于乐观,故本文采用了更为合理的三维Delaunay(狄洛尼)三角剖分拟合算法、最小体积覆盖椭球(Minimum Volume Enlosing Ellipsoid,MVEE)拟合算法以及较为保守的两种面元算法拟合SRV。分别应用上述拟合方法对在不同加噪程度下得到的微地震事件点集以及对其去除异常点后的微地震事件点集进行拟合并计算相应的SRV,并将拟合结果与水力压裂模拟得到的SRV进行对比分析。结果表明,去异常点效果明显,去除受噪声影响的微地震事件点集中的异常点后,两种面元算法得到的SRV与水力压裂的SRV相差不大,体现出基于该类方法求解SRV虽然较为保守,但具有较好的稳定性(鲁棒性)、抗噪性较强;而三维狄洛尼三角剖分、最小体积覆盖椭球两种算法拟合的SRV虽然与水力压裂计算得到的SRV相对误差较大,即这两种算法对噪声较敏感,抗噪性较弱,但是两种方法不仅从数学领域清楚的划分了微地震活动区域,而且还提供了更详细更定量化的SRV几何结构。故在实际应用中,可将上述拟合算法中的多种拟合算法相结合,将更有助于对压裂效果的评价以及对油气产量的预测。本文结合水力压裂、微地震定位,提出了一套对比各SRV拟合算法稳定性和有效性的思路及流程。