[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)的DAS同井監(jiān)測實時微地震有效事件識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210807860.0
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN114879252B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭憶康;王一博;武紹江;姚藝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/40;G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京中先生知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16063
• 代理人: 王慧忠

本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的DAS同井監(jiān)測實時微地震有效事件識別方法，包括：構(gòu)建基于DAS的水平井微地震監(jiān)測系統(tǒng)；構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集包括具有不同類型標(biāo)簽的微地震事件數(shù)據(jù)、管道波數(shù)據(jù)和背景噪音數(shù)據(jù)；構(gòu)建信號識別模塊；使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練信號識別模塊；對實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)輸入信號識別模塊，獲得輸出結(jié)果；對輸出結(jié)果中識別到的微地震事件進行標(biāo)記，并將標(biāo)記的微地震事件更新到訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中；以及對信號識別模塊進行調(diào)整和更新。本發(fā)明的識別方法能夠?qū)崟r、高效地識別DAS同井監(jiān)測數(shù)據(jù)中的微地震事件，識別的微地震事件可以補充訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，進一步更新信號識別模塊，提升模塊的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微地震監(jiān)測和深度學(xué)習(xí)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的DAS同井監(jiān)測實時微地震有效事件識別方法，包括使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練信號識別模塊、對實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理、將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)輸入信號識別模塊獲得輸出結(jié)果等，因此它屬于地震勘探或探測中對地震數(shù)據(jù)的處理。

背景技術(shù)

水力壓裂技術(shù)是將高壓流體注入頁巖儲層產(chǎn)生復(fù)雜的人工裂縫，可以增加儲層的連通性并提高單井產(chǎn)量。對水力壓裂儲層改造的不同階段進行監(jiān)測和評估，是實現(xiàn)高效開發(fā)、安全生產(chǎn)的前提。

微地震監(jiān)測技術(shù)是非常規(guī)資源開發(fā)中進行水力壓裂實時監(jiān)測的重要手段之一。微地震監(jiān)測技術(shù)通過監(jiān)測水力壓裂過程中產(chǎn)生的微震信號來評估壓裂效果，進而指導(dǎo)和優(yōu)化工程參數(shù)。微地震監(jiān)測主要包含有效事件拾取，有效事件信號增強，微地震震源定位，微地震震源分析，儲層應(yīng)力分析和儲層裂縫計算等方面。

分布式光纖聲波傳感（Distributed Acoustic Sensing，DAS）是近年來快速發(fā)展的一項新興數(shù)據(jù)采集技術(shù)。DAS一般由解調(diào)儀（包括了光學(xué)系統(tǒng)和信號采集系統(tǒng)）和用于傳感的普通光纖或特種光纖兩部分組成。DAS通過探測激光脈沖在光纖內(nèi)部散射體產(chǎn)生的后向瑞利散射光信號的相位變化，實現(xiàn)沿光纖軸向應(yīng)變信號的測量。

在DAS水力壓裂監(jiān)測中，DAS光纖一般沿水平井進行布設(shè)。相比常規(guī)檢波器檢測，DAS可以獲得全井段測量數(shù)據(jù)，大幅度增加了數(shù)據(jù)的采集方位角；DAS已經(jīng)實現(xiàn)1m的空間采樣，顯著提升了監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集密度和空間連續(xù)性。然而，微地震監(jiān)測為一個長時間、連續(xù)的過程，其監(jiān)測數(shù)據(jù)量非常大。例如，DAS采樣為1毫秒，以單井2000m井深為例，按照1m空間采樣，一天可以獲得將近650GB數(shù)據(jù)。因此，人工進行數(shù)據(jù)拾取或者使用常規(guī)方法，無法達到微地震實時檢測的需求。

DAS監(jiān)測一般分為鄰井監(jiān)測和同井監(jiān)測。同井監(jiān)測中，監(jiān)測井和壓裂井為同一水平井。由于流體注入，壓裂泵工作過程中會產(chǎn)生較強能量的管道波，超過有效微振動事件的振幅。該管道波沿監(jiān)測井傳播，具有較強的周期性，一方面，在頻率域內(nèi)兩者頻帶存在部分重合，另一方面，在時間域內(nèi)兩者波形較為相似。因此，管道波與目標(biāo)微地震事件較難分離，進而嚴(yán)重影響微地震有效事件的識別。而在鄰井監(jiān)測中，監(jiān)測井和壓裂井為不同水平井，這種沿壓裂井傳播的管道波在數(shù)據(jù)中并不存在。

目前還沒有對DAS同井監(jiān)測數(shù)據(jù)的拾取方法。與之相近的文獻和專利包括：對常規(guī)檢波器微地震數(shù)據(jù)的拾取；對鄰井DAS數(shù)據(jù)的拾取。然而，檢波器數(shù)據(jù)和DAS數(shù)據(jù)差異較大，不具有可比性；而對于鄰井DAS數(shù)據(jù)的拾取，由于常規(guī)微地震數(shù)據(jù)中不包含管道波，其識別方法也不涉及管道波數(shù)據(jù)，因此，對鄰井DAS數(shù)據(jù)的拾取方法相對簡單。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于深度學(xué)習(xí)的DAS同井監(jiān)測實時微地震有效事件識別方法。

本發(fā)明的目的還在于提供一種針對DAS同井監(jiān)測微地震事件的實時識別方法，以進一步使用微地震事件進行分析，進行壓裂評估和施工指導(dǎo)。

本發(fā)明的目的還在于提供一種微地震事件識別方法，能夠自動調(diào)整和更新信號識別模塊，以提高模塊的適應(yīng)性。