一種微地震干涉成像的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理微地震監(jiān)測(cè)定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微地震干涉成像的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水力壓裂是目前實(shí)現(xiàn)非常規(guī)油氣藏經(jīng)濟(jì)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)是 實(shí)時(shí)水力壓裂效果監(jiān)測(cè)最有效的方法之一。通過(guò)對(duì)水力壓裂等工程作業(yè)誘發(fā)的微弱地震進(jìn) 行監(jiān)測(cè)，可以揭示壓裂裂縫的空間尺寸及延展形態(tài)等，有助于優(yōu)化壓裂的施工設(shè)計(jì)和效果。
[0003] 傳統(tǒng)的井中微地震定位方法，需要進(jìn)行有效事件的初至拾取，而這種方法可能存 在拾取誤差，從而產(chǎn)生定位誤差，并且效率相對(duì)較低。地面微地震監(jiān)測(cè)方法則由于信噪比極 低，一般無(wú)法直接對(duì)微地震記錄進(jìn)行準(zhǔn)確的初至拾取。近年來(lái)，人們借鑒地震勘探中的偏移 方法，發(fā)展了一些無(wú)需拾取初至波的走時(shí)的成像類微地震定位方法。該類基于能量聚集或 掃描的方法由于沒(méi)有考慮震源機(jī)制對(duì)波形幅度及相位的影響，可能造成定位精度較低的情 況。如逆時(shí)成像和繞射疊加分別對(duì)方向力源和雙力偶源成像時(shí)，成像精度都明顯受到震源 機(jī)制的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)常規(guī)的能量聚集或掃描方法在微地震資料處理中可能受震源機(jī)制影響的問(wèn) 題，本發(fā)明提供了一種進(jìn)行震源定位的微地震干涉成像方法，通過(guò)引入主事件，提高了定位 分辨率，并對(duì)包含走時(shí)差信息的互相關(guān)道集求包絡(luò)來(lái)解決微地震記錄中的極性變化問(wèn)題， 以提高微地震定位精度，為水力壓裂裂縫監(jiān)測(cè)提供可靠的依據(jù)和指導(dǎo)。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種微地震干涉成像的方法，其特征在于，所述方法包括：
[0006] 采用一定大小的網(wǎng)格，將地下模型進(jìn)行離散，并在地下模型中設(shè)置n個(gè)檢波器，n 為自然數(shù)；
[0007] 建立地下速度模型，根據(jù)所述速度模型，分別計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)到所述n個(gè)檢波器 的每個(gè)檢波器的初至波的走時(shí)，獲取走時(shí)表；
[0008] 分別獲取微地震的主事件在n個(gè)檢波器中的第一記錄信息，其中，第一記錄信息 包括微地震的主事件的初至波的走時(shí)以及波形；
[0009] 分別獲取微地震的目標(biāo)事件在n個(gè)檢波器中的第二記錄信息，其中，第二記錄信 息包括目標(biāo)事件的波形；
[0010] 根據(jù)第一記錄信息以及第二記錄信息，對(duì)微地震的主事件和目標(biāo)事件進(jìn)行互相關(guān) 計(jì)算，獲取互相關(guān)值；計(jì)算與互相關(guān)值相對(duì)應(yīng)的包絡(luò)值，獲取互相關(guān)包絡(luò)道集，互相關(guān)包絡(luò) 道集包括主事件和目標(biāo)事件之間的初至波的走時(shí)差值和目標(biāo)事件的激發(fā)時(shí)刻信息；
[0011] 在每一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，按照特定的時(shí)間步長(zhǎng)，設(shè)定不同的激發(fā)時(shí)刻值，對(duì)互相關(guān)包絡(luò)道 集進(jìn)行加時(shí)窗干涉成像處理；
[0012] 對(duì)加時(shí)窗干涉成像處理后的圖像進(jìn)行剖面處理，獲取不同剖面圖像中的最大值；
[0013] 對(duì)不同剖面圖像的最大值進(jìn)行比對(duì)，獲取目標(biāo)最大值。
[0014] 優(yōu)選的，目標(biāo)最大值對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位置為微地震的目標(biāo)事件的激發(fā)時(shí)刻和位置。
[0015] 優(yōu)選的，分別獲取微地震的主事件在n個(gè)檢波器中的第一記錄信息具體包括：獲 取微地震的主事件在n個(gè)檢波器的每個(gè)檢波器中的初至波的走時(shí)以及波形，初至波的走時(shí) 包括直達(dá)縱波的走時(shí)和直達(dá)橫波的走時(shí)。
[0016] 優(yōu)選的，根據(jù)第一記錄信息以及第二記錄信息，對(duì)微地震的主事件和目標(biāo)事件進(jìn) 行互相關(guān)計(jì)算，獲取互相關(guān)值具體包括：
[0017] 計(jì)算互相關(guān)值如下式所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微地震干涉成像的方法，其特征在于，所述方法包括： 采用一定大小的網(wǎng)格，將地下模型進(jìn)行離散，并在所述地下模型中設(shè)置η個(gè)檢波器，η 為自然數(shù)； 建立地下速度模型，根據(jù)所述速度模型，分別計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)到所述η個(gè)檢波器的每 個(gè)檢波器中的初至波的走時(shí)，獲取走時(shí)表； 分別獲取微地震的主事件在所述η個(gè)檢波器中的第一記錄信息，所述第一記錄信息包 括所述微地震的主事件的初至波的走時(shí)以及波形； 分別獲取所述微地震的目標(biāo)事件在所述η個(gè)檢波器中的第二記錄信息，所述第二記錄 信息包括所述目標(biāo)事件的波形； 根據(jù)所述第一記錄信息以及所述第二記錄信息，對(duì)所述微地震的主事件和目標(biāo)事件進(jìn) 行互相關(guān)計(jì)算，獲取互相關(guān)值；計(jì)算與所述互相關(guān)值相對(duì)應(yīng)的包絡(luò)值，獲取互相關(guān)包絡(luò)道 集，所述互相關(guān)包絡(luò)道集包括所述主事件和目標(biāo)事件之間的初至波的走時(shí)差值和所述目標(biāo) 事件的激發(fā)時(shí)刻信息； 在每一個(gè)所述網(wǎng)格點(diǎn)，按照特定的時(shí)間步長(zhǎng)，設(shè)定不同的激發(fā)時(shí)刻值，對(duì)所述互相關(guān)包 絡(luò)道集進(jìn)行加時(shí)窗干涉成像處理； 對(duì)所述加時(shí)窗干涉成像處理后的圖像進(jìn)行剖面處理，獲取不同剖面圖像中的最大值； 對(duì)所述不同剖面圖像的最大值進(jìn)行比對(duì)，獲取目標(biāo)最大值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)最大值對(duì)應(yīng)的時(shí)間和位置為所 述微地震的目標(biāo)事件的激發(fā)時(shí)刻和位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別獲取微地震的主事件在所述η個(gè) 檢波器中的第一記錄信息具體包括：獲取所述微地震的主事件在所述η個(gè)檢波器的每個(gè)檢 波器中的初至波的走時(shí)以及波形，所述初至波的走時(shí)包括直達(dá)縱波的走時(shí)和直達(dá)橫波的走 時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一記錄信息以及所述第二記 錄信息，對(duì)所述微地震的主事件和目標(biāo)事件進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算，獲取互相關(guān)值具體包括： 計(jì)算所述互相關(guān)值如下式所示：
其中，C(tc)為互相關(guān)系數(shù)，x(t)為所述第一記錄信息中所述微地震的主事件波形的 時(shí)間離散序列，y(t)為所述第二記錄信息中所述微地震目標(biāo)事件波形的時(shí)間離散序列，tc 為所述微地震目標(biāo)事件波形的時(shí)間離散序列的時(shí)間軸移位值，y(t-tc)為所述微地震目標(biāo) 事件波形的時(shí)間離散序列y(t)經(jīng)過(guò)移位長(zhǎng)度tc后的離散序列，t e [l，N]，tc e [-N，N]， N為每一個(gè)所述檢波器中的地震波波形的時(shí)間長(zhǎng)度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算與所述互相關(guān)值相對(duì)應(yīng)的包絡(luò) 值具體包括： 計(jì)算所述包絡(luò)值如下式所示：
其中，E(t)為所述微地震的主事件和目標(biāo)事件進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算后，獲取的與互相關(guān)值 C⑴相對(duì)應(yīng)的包絡(luò)值，H2(C(t))為所述互相關(guān)值C(t)的希爾伯特變換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述互相關(guān)包絡(luò)道集進(jìn)行加時(shí)窗 干涉成像處理具體包括： 進(jìn)行加時(shí)窗干涉成像處理具體如下式所示：
其中，M(x，為不同激發(fā)時(shí)刻h對(duì)應(yīng)的干涉偏移成像值，X為所述網(wǎng)格點(diǎn)的位置向 量，i為所述目標(biāo)事件中的第i個(gè)檢波器，0為所述主事件與目標(biāo)事件的互相關(guān)包絡(luò)道集， 1為[-W，W]大小的時(shí)窗，i m為所述主事件中的第i個(gè)檢波器，m代表所述主事件的位置向 量，τ?π和τ ix分別為所述主事件的第i個(gè)檢波器中所檢測(cè)到的初至波的走時(shí)和所述目標(biāo) 事件到第i個(gè)檢波器的理論初至波的走時(shí)，h為設(shè)定的不同的激發(fā)時(shí)刻值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微地震干涉成像的方法，所述方法包括：采用一定大小的網(wǎng)格，將地下模型進(jìn)行離散，并在地下模型中設(shè)置n個(gè)檢波器；建立地下速度模型，根據(jù)速度模型，分別計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)到每個(gè)檢波器的初至波的走時(shí)；分別獲取微地震的主事件在n個(gè)檢波器中的第一記錄信息以及目標(biāo)事件在n個(gè)檢波器中的第二記錄信息；根據(jù)第一記錄信息和第二記錄信息，對(duì)微地震的主事件和目標(biāo)事件進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算，并求包絡(luò)，獲取互相關(guān)包絡(luò)道集；在每一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，按照特定的時(shí)間步長(zhǎng)，設(shè)定不同的激發(fā)時(shí)刻值，對(duì)互相關(guān)包絡(luò)道集進(jìn)行加時(shí)窗干涉成像處理；對(duì)處理后的圖像進(jìn)行剖面處理，獲取不同剖面圖像中的最大值；對(duì)不同剖面圖像的最大值進(jìn)行比對(duì)，獲取目標(biāo)最大值。
【IPC分類】G01V1-28, G01V1-20
【公開號(hào)】CN104765064
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510134676
【發(fā)明人】李磊, 陳浩, 王秀明
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日