[發(fā)明專利]一種微地震地面監(jiān)測裝置及震源定位方法

在審

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111796327A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳悅;楊凱;郭偉;李鵬;王晨輝;董翰川
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30;G01V1/20
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

一種微地震地面監(jiān)測裝置及震源定位方法，包括數(shù)據(jù)采集處理模塊、信號傳輸模塊、供電模塊。所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括地震檢波器，地震檢波器用于接收微地震模擬信號，地震檢波器連接信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接處理器模塊。所述處理器模塊分別連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、全球?qū)Ш叫l(wèi)星模塊。所述處理器模塊連接信號傳輸模塊。所述供電模塊與數(shù)據(jù)采集處理模塊連接，供電模塊用于為數(shù)據(jù)采集處理模塊提供電源。本發(fā)明采用不需要提取信號事件初至的疊加能量掃描成像技術(shù)，進(jìn)行地面震源定位，在對信號源質(zhì)量要求不高的前提下能有效確定震源位置；并通過服務(wù)器能夠支持微地震實(shí)時(shí)定位監(jiān)測；同時(shí)采用移動(dòng)4G信號，具備信號傳輸成本低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微地震監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微地震地面監(jiān)測裝置及震源定位方法。

背景技術(shù)

微地震監(jiān)測技術(shù)起源于受載巖石發(fā)射聲波的物理現(xiàn)象，隨后在大量的實(shí)驗(yàn)室和野外實(shí)驗(yàn)中都獲得了驗(yàn)證。目前在頁巖油氣藏、干熱巖、煤層氣等非常規(guī)能源開發(fā)中配合水力壓裂而得到了廣泛應(yīng)用。微地震監(jiān)測技術(shù)是利用從布設(shè)的微震檢波器拾取壓裂產(chǎn)生的振動(dòng)信號，通過疊加能量掃描分析等定位處理技術(shù)，提供裂縫的空間形態(tài)，監(jiān)測水力壓裂所形成的人工儲(chǔ)層的規(guī)模、形狀和裂隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)壓裂工作的有效開展，提高產(chǎn)能。

微地震監(jiān)測經(jīng)過長期發(fā)展到目前階段主要包括：1)深井監(jiān)測、2)地面大排列測線監(jiān)測、3)地面臺(tái)站監(jiān)測。深井監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量高、檢波器數(shù)量少、深度精度高、可以實(shí)時(shí)定位，不過對場地要求高，需要有毗鄰的監(jiān)測井(最好有2口以上，單井容易出現(xiàn)水平方向模糊)、通常無法長期監(jiān)測；地面大排列測線監(jiān)測主要是以壓裂井為中心布設(shè)數(shù)條放射狀測線，道距20～30m，監(jiān)測道數(shù)不少于1000道，通常使用Sercel428地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和單分量地震檢波器，優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面積大、水平方向定位精度高，缺點(diǎn)是費(fèi)用較高、一般只能做臨時(shí)性監(jiān)測。

中國專利“一種近地表組合式微地震數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)與方法”，(申請?zhí)枺?01810411588.8)記載的技術(shù)方案中采用“淺孔+淺坑”組合式微地震監(jiān)測系統(tǒng)，既能保證淺孔臺(tái)站接收到信噪比較高的壓裂微地震信號，又通過淺坑臺(tái)站增大監(jiān)測面積和定位精度，同時(shí)降低了監(jiān)測成本。但是該技術(shù)方案存在以下弊端：(1)：該技術(shù)方案用的是拾取事件初至的方法，這種一般是井中微地震用的，不適用于現(xiàn)場地面監(jiān)測。(2)：該技術(shù)方案基于WLAN的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，在野外有很大的局限性，由于氣候、環(huán)境、天線架設(shè)等容易斷網(wǎng)。

地面臺(tái)站監(jiān)測一般是由一系列單獨(dú)的臺(tái)站圍繞壓裂井按照一定的網(wǎng)格形式組成，是微地震監(jiān)測的一個(gè)未來發(fā)展方向。通常深井監(jiān)測中使用的同型波或縱橫波初至提取時(shí)差計(jì)算震源位置，要求有信噪比很高的的優(yōu)質(zhì)信號，而對于地面監(jiān)測來說，微地震信號從地下三四千米的深度傳導(dǎo)到地面附近，能量通常衰減劇烈，因此時(shí)差法一般不適用于地面臺(tái)站監(jiān)測，

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種微地震地面監(jiān)測裝置及震源定位方法，采用不需要提取信號事件初至的疊加能量掃描成像技術(shù)，進(jìn)行地面震源定位，在對信號源質(zhì)量要求不高的前提下能有效確定震源位置；并通過服務(wù)器能夠支持微地震實(shí)時(shí)定位監(jiān)測；同時(shí)采用移動(dòng)4G信號，具備信號傳輸成本低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種微地震地面監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)采集處理模塊、信號傳輸模塊、供電模塊。所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括地震檢波器，地震檢波器用于接收微地震模擬信號，地震檢波器連接信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接處理器模塊。

所述處理器模塊分別連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、全球?qū)Ш叫l(wèi)星模塊。

所述處理器模塊連接信號傳輸模塊，信號傳輸模塊用于通過無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器平臺(tái)實(shí)時(shí)連接；

所述供電模塊與數(shù)據(jù)采集處理模塊連接，供電模塊用于為數(shù)據(jù)采集處理模塊提供電源。

所述地震檢波器澆灌到鉆孔中，用于長期監(jiān)測；或者地震檢波器埋設(shè)到淺孔中，用于臨時(shí)監(jiān)測。