[發明專利]一種微地震信號到時自動拾取的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210362422.4
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102879813A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 劉勁松;姚振興
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/24
• 分類號: G01V1/24
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

技術領域

本發明涉及微地震信號采集領域，尤其涉及一種微地震信號到時自動拾取的方法及裝置。

背景技術

近年來美國大規模的頁巖氣開采引發了各國對頁巖氣資源的關注。我國致密砂巖油氣藏和頁巖氣藏資源豐富，在松遼、鄂爾多斯、四川及南方諸多盆地均有分布，這些致密砂巖油氣藏和頁巖氣藏的天然氣資源將成為我國重要的能源支柱。對致密砂巖油氣藏和頁巖氣藏主要采用水平井分段水力壓裂技術方式開采,但水力壓裂使地層形成新的裂縫，產生微震。監測微地震的分布和特征可為水力壓裂設計和壓裂效果的監測提供依據，提高開采效益。

微地震記錄的特點是頻率高、信噪比低，因此微地震事件的自動識別和初至到時拾取對實現海量微地震數據的自動處理有重要意義。對于天然地震事件，已提出了多種自動識別方法。這些方法主要根據在地震記錄中地震事件到達前后質點振動性質差別構建特征函數加以判斷。例如，根據在時間域能量和能量變化構建特征函數提出的長短時均值比方法(STA/LTA法)；根據在時間-頻率域能量變化提出的頻譜比方法；根據地震信號到達前后地震波形數據統計性質的差別提出的AIC方法，還有基于地震波形偏斜度和峭度的PAISK方法；以及分形分維方法等。與天然地震的記錄相比，微震的震級更小，通常在1級以下，而且信噪比更低。因此在致密砂巖油氣藏和頁巖氣藏的開采中，如何對微地震進行到時自動拾取地震信號尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種微地震信號到時自動拾取的方法及裝置，解決了在致密砂巖油氣藏和頁巖氣藏的開采中，如何對微地震進行到時自動拾取地震信號的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種微地震信號到時自動拾取的方法，包括：

獲取地震波的N個樣點，通過得到的第i個樣點前M個地震波形數據計算第i個樣點處的峭度K_i，其中N、M、i為自然數；

設置得到的第i個樣點處的峭度K_i作為特征函數E_i，通過特征函數E_i的長短時均值比判斷微地震信號的初至位置，其中，短時均值函數為：α_i=(1-C₃)·α_i-1+C₃·E_i；長時均值函數為：β_i=(1-C₄)·β_i-1+C₄·E_i；若地震信號的位置滿足下列條件，則判定該位置為微地震信號的初至位置：

1)α_i≥r₁·β_i且α_i≥r₂；

2)滿足條件1的位置記為n，由位置n向時間減小方向進行搜索K_i的數值，直到K_i≤K_i-1；

其中，C₃為短時均值的權系數、C₄為長時均值的權系數；r₁為長短時均值比閥值，r₂為峭度短時均值的閥值。

本發明還提供了一種微地震信號到時自動拾取的裝置，包括：

獲取地震波形峭度模塊，用于獲取地震波的N個樣點，通過得到的第i個樣點前M個地震波形數據計算第i個樣點處的峭度K_i，其中N、M、i為自然數；及

判斷初至位置模塊，用于設置得到的第i個樣點處的峭度K_i作為特征函數E_i，通過特征函數E_i的長短時均值比判斷微地震信號的初至位置，其中，短時均值函數為：α_i=(1-C₃)·α_i-1+C₃·E_i；長時均值函數為：β_i=(1-C₄)·β_i-1+C₄·E_i；若地震信號的位置滿足下列條件，則判定該位置為微地震信號的初至位置：

1)α_i≥r₁·β_i且α_i≥r₂；

2)滿足條件1的位置記為n，由位置n向時間減小方向進行搜索K_i的數值，直到K_i≤K_i-1；