[發明專利]微地震震級-頻度關系中的b值計算方法及系統

在審

• 申請號: 201811044723.6
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN110888161A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 楊小慧;丁圣
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種微地震震級?頻度關系中的b值計算方法及系統。該方法可以包括：通過壓裂段的每個事件的破裂能量，計算每個事件對應的震級數據；根據每個事件對應的震級數據，獲得累計震級分布數據；根據累計震級分布數據，通過最大曲率法計算最小震級；根據大于最小震級的震級，通過線性最小二乘法計算b值。本發明通過確定最小震級，精確簡便地計算微地震b值，用于判斷事件是壓裂裂縫還是天然裂縫，對微地震資料解釋具有重要意義。

技術領域

本發明涉及地面微地震資料解釋領域，更具體地，涉及一種微地震震級-頻度關系中的b值計算方法及系統。

背景技術

微地震監測主要監聽的是水力壓裂造成巖石破裂而發射的地震波，是評價非常規儲層壓裂改造效果的有效技術手段。定位結果展示了破裂發生的位置信息，僅憑這我們無法判斷該破裂是否是水力壓裂所致，還是壓裂過程中誘導的天然裂縫而產生。水力壓裂產生的破裂有利于提升產能，而誘導天然裂縫產生的微地震事件并不能提高產能，因此，有必要對微地震事件進行判斷，為微地震解釋提供可靠依據。

微地震監測常用的有井中和地面兩種觀測方式。井中觀測由于觀測距離短，地震波能量衰減小，因此具有微地震事件多的特點；而地面觀測，尤其是山區，地表條件復雜，地震波能量衰減厲害，因此微地震事件相對很少。目前微地震b值計算大多基于統計的方法，井中事件數量多大大降低了b值計算的難度，直接對累計b值分布進行線性最小二乘擬合就可以獲得可靠的b值。而用同樣的方法無法獲得可靠的地面微地震b值。

其實b值計算最早出現在天然地震中，在天然地震領域對b值研究較多。前人研究發現，b值計算受最小震級Mc以及樣本數量影響較大：事件數量越多以及小震級事件越多，b值計算越準確，小震級事件的缺失，使得b值計算值偏小。地面水力壓裂由于小震級事件能量小，難以接收。因此，有必要開發一種微地震震級-頻度關系中的b值計算方法及系統。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提出了一種微地震震級-頻度關系中的b值計算方法及系統，其能夠通過確定最小震級，精確簡便地計算微地震b值，用于判斷事件是壓裂裂縫還是天然裂縫，對微地震資料解釋具有重要意義。

根據本發明的一方面，提出了一種微地震震級-頻度關系中的b值計算方法。所述方法可以包括：通過壓裂段的每個事件的破裂能量，計算每個事件對應的震級數據；根據所述每個事件對應的震級數據，獲得累計震級分布數據；根據所述累計震級分布數據，通過最大曲率法計算最小震級；根據大于所述最小震級的震級，通過線性最小二乘法計算b值。

優選地，所述每個事件對應的震級數據為：

其中，M₀為每個事件的破裂能量，M_w為每個事件對應的震級數據。

優選地，通過線性最小二乘法計算b值包括：確定震級的經驗分布函數；根據所述震級的經驗分布函數，確定震級目標函數；根據所述震級目標函數，計算b值。

優選地，所述震級的經驗分布函數為：

其中，M₍₁₎≤M₍₂₎≤…≤M_(K)≤M_(K+1)≤…M_(N)為按大小排序后的震級，S_N(M)為震級M的經驗分布函數。

優選地，所述震級目標函數為：