[發(fā)明專利]一種基于瞬時(shí)相位互相關(guān)加權(quán)的微地震干涉定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010207285.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN111352153B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戰(zhàn)婷婷;陳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01V1/28
• 分類號(hào): G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

本發(fā)明公開了一種基于瞬時(shí)相位互相關(guān)加權(quán)的微地震干涉定位方法，通過N個(gè)檢波器獲取微地震事件的N道地震波，并對(duì)地震波進(jìn)行分量；將檢波器一一組合形成不重復(fù)的檢波器對(duì)；計(jì)算各分量中的時(shí)域互相關(guān)波形和瞬時(shí)相位互相關(guān)波形；將各分量中的每道時(shí)域互相關(guān)波形與其對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)相位互相關(guān)波形進(jìn)行加權(quán)得到對(duì)應(yīng)的加權(quán)后的互相關(guān)波形；各分量中利用理論直達(dá)波走時(shí)差將對(duì)應(yīng)的每道加權(quán)后的互相關(guān)波形進(jìn)行偏移疊加得到干涉成像剖面；根據(jù)多個(gè)分量中的干涉成像剖面相乘得到綜合干涉成像剖面確定微地震事件的位置。通過上述方法，解決了由于復(fù)雜震源機(jī)制所帶來的微地震波形極性變化的問題，同時(shí)降低了高幅值噪聲對(duì)時(shí)域互相關(guān)及隨后疊加計(jì)算的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微地震監(jiān)測(cè)定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于瞬時(shí)相位互相關(guān)加權(quán)的微地震干涉定位方法。

背景技術(shù)

隨著世界能源的日益嚴(yán)峻，油氣勘探的重點(diǎn)已經(jīng)逐漸從常規(guī)油氣田轉(zhuǎn)向非常規(guī)油氣田。非常規(guī)油氣田具有致密，低滲透等特點(diǎn)，主要采用水力壓裂技術(shù)進(jìn)行勘探開發(fā)。而微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水力壓裂效果的最有效方法之一。其基本流程為，當(dāng)通過壓裂井在儲(chǔ)層中進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí)，地應(yīng)力發(fā)生變化形成裂縫，同時(shí)伴隨著微弱的聲發(fā)射或者說地震波信號(hào)，這些地震波信號(hào)被檢波器陣列接收后便可以用來反演得到震源位置，再根據(jù)震源位置的分布確定裂縫形態(tài)，進(jìn)而優(yōu)化壓裂的施工設(shè)計(jì)和效果。

但傳統(tǒng)的走時(shí)反演類微地震定位算法，需要對(duì)有效的微地震事件進(jìn)行初至拾取，這會(huì)存在較大的拾取誤差，尤其對(duì)信噪比極低的地面微地震監(jiān)測(cè)，一般是無法直接對(duì)微地震事件進(jìn)行初至拾取。于是，近年來，人們研究并發(fā)展了一些無需初至拾取的波形疊加類自動(dòng)微地震定位方法。該類定位方法由于沒有考慮復(fù)雜的震源機(jī)制對(duì)波形的幅度及相位的影響，可能無法得到準(zhǔn)確的震源位置。同時(shí)，這類方法需要對(duì)震源的發(fā)震時(shí)刻與震源位置同時(shí)進(jìn)行搜索，這會(huì)在一定程度上限制定位的精度與效率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例的提供了一種基于瞬時(shí)相位互相關(guān)加權(quán)的微地震干涉定位方法，包括下列步驟：

通過N個(gè)檢波器獲取微地震事件的N道地震波，并對(duì)地震波進(jìn)行分量；將N個(gè)檢波器一一組合形成H對(duì)不重復(fù)的檢波器對(duì)，其中，H＝N*(N-1)/2，N為大于等于2的正整數(shù)；計(jì)算各分量中的H道時(shí)域互相關(guān)波形和H道瞬時(shí)相位互相關(guān)波形；將各分量中的每道時(shí)域互相關(guān)波形與其對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)相位互相關(guān)波形進(jìn)行加權(quán)處理，得到對(duì)應(yīng)分量中的H道加權(quán)后的互相關(guān)波形；在各分量中，利用理論直達(dá)波走時(shí)差將對(duì)應(yīng)的每道加權(quán)后的互相關(guān)波形進(jìn)行偏移疊加，得到關(guān)于各分量的干涉成像剖面；將多個(gè)分量中的干涉成像剖面相乘，得到綜合干涉成像剖面；根據(jù)綜合干涉成像剖面確定微地震事件的位置。

一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)綜合干涉成像剖面確定微地震事件的位置，具體包括根據(jù)綜合干涉成像剖面的最大值確定微地震事件的位置，最大值對(duì)應(yīng)于微地震事件所在的位置。

一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)域互相關(guān)波形的計(jì)算，表示為：

其中，v_k表示水平分量v_x或者垂直分量v_z，為第n道微地震事件波形與第m道微地震事件波形在v_k分量上的時(shí)域互相關(guān)的時(shí)間離散序列，代表v_k分量上的第n道微地震事件波形的時(shí)間離散序列，代表v_k分量上的第m道微地震事件波形的時(shí)間離散序列經(jīng)過長(zhǎng)度為τ的移位的時(shí)間離散序列，Tx_ax代表時(shí)域互相關(guān)運(yùn)算前單道微地震事件波形的離散時(shí)間長(zhǎng)度。

一個(gè)實(shí)施例中，瞬時(shí)相位互相關(guān)波形的計(jì)算，表示為：