[發明專利]一種近地表組合式微地震數據監測系統與方法

在審

• 申請號: 201810411588.8
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108845347A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 王飛;張燁;陸朝暉;謝慶明;王達遠;郭曉中;邱睿;賀培
• 申請（專利權）人: 重慶華地工程勘察設計院;重慶地質礦產研究院
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/20;G01V1/22
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種近地表組合式微地震數據監測系統，用于頁巖氣、煤層氣和致密砂巖氣儲層壓裂改造效果評價，其特征在于，系統由淺孔微地震數據監測系統和淺坑微地震數據監測系統兩部分組成；

所述淺孔微地震數據監測系統包括淺孔檢波器、微地震數據采集器、設備供電系統、塑料套管和數據傳輸設備；淺孔位于距井口或水平段地面投影300～500米處，孔深15～30米，用塑料套管固孔，淺孔檢波器布設于基巖以下，用水泥灌孔，保證淺孔檢波器與基巖耦合，淺孔檢波器通過線纜與孔外的微地震數據采集器相連接；

所述淺坑微地震數據監測系統部分包括地震儀、設備防護箱、設備供電系統、GPS接收器；淺坑位于距井口或水平段地面投影500米以外，壓裂井垂深以內，間距約200米，地震儀布設于地表出露基巖或1米深的淺坑中，外罩設備防護箱；GPS接收器通過分線盒與地震儀相連，獲得精確的時間標記；

所述淺孔微地震數據監測系統和淺坑微地震數據監測系統的數據傳輸設備將數據實時傳輸到微地震數據處理中心進行信號識別和事件定位。

2.根據權利要求1所述的近地表組合式微地震數據監測系統，其特征在于，所述淺孔檢波器采用模擬動圈式三分量速度檢波器，靈敏度為200v/m/s，自然頻率為4.5Hz，頻帶范圍為4.5Hz～1000Hz，采用環氧樹脂膠密封。

3.根據權利要求1所述的近地表組合式微地震數據監測系統，其特征在于，所述微地震數據采集器采用 32位AD轉換3通道地震記錄儀，內置GPS提供坐標信息并授時，采樣率為1ms、0.5ms、0.25ms，與淺孔檢波器連接，將檢波器接收到的微地震模擬信號數據化并存儲。

4.根據權利要求1所述所述的近地表組合式微地震數據監測系統，其特征在于，所述地震儀采用 24位數字化三分量寬頻帶地震計，線性度超過90dB，速度輸出靈敏度為2*1200V/m/s，頻帶范圍為30S～100Hz，具有IP67防水等級，O型圈密封。

5.根據權利要求1所述所述的近地表組合式微地震數據監測系統，其特征在于，所述數據傳輸設備是基于WLAN的無線數據傳輸系統，由中心端、無線終端和中繼站組成，模塊通信頻段為5.8G，最遠通訊距離大于3000m。

6.根據權利要求1所述所述的近地表組合式微地震數據監測系統，其特征在于，所述設備防護箱主體結構包括頂蓋、主箱體、底座，殼體采用鋁合金材質，箱內填充隔音層。

7.根據權利要求1所述所述的近地表組合式微地震數據監測系統，其特征在于，所述淺坑的坑口設置有防水防踩踏裝置。

8.一種近地表組合式微地震數據監測方法，采用權利要求1-7所述的檢測系統，其特征在于，包括以下步驟：

（1）踏勘壓裂現場地形、地貌、地表巖性、周邊環境噪聲，根據鉆井軌跡和壓裂方案設計微地震數據監測系統，使用高精度GPS確定監測點位置，精準確定、記錄壓裂井口坐標與每一個監測點坐標；

（2）確定監測點位置后，淺孔監測點使用鉆機鉆孔，孔深15～30m，孔徑為60mm，用塑料套管固孔，將三分量檢波器放入孔底，采用水泥和砂灌漿的方式填埋，使檢波器與基巖有效耦合；

（3）在基巖出露位置直接放置地震儀，或在地表土較淺位置挖1m*1m*1m淺坑，安裝地震儀，外置設備防護箱；

（4）所有監測點設備安裝就緒，打開儀器，使用GPS授時，保持每臺監測儀器時間同步，設置初始參數，開始記錄監測數據；

（5）查看監測背景數據，分析背景噪聲數據，調整采樣參數；

（6）參數設置完成，系統自動、連續、監測射孔、壓裂期間的微地震數據；

（7）查看原始監測數據，分析信號頻譜特征，采用基于SURE算法的小波變換降噪方法進行數據降噪；

（8）進行微地震事件檢測、定位和計算。