一種微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及災(zāi)害和資源與環(huán)境領(lǐng)域，具體涉及一種微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微地震逆時疊加定位技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用多年，在利用地面和井中微地震數(shù)據(jù)進行震源定位方面扮演了重要角色。由于充分利用了微地震振幅信息、相位信息和地震波走時等多種信息，所以定位精度較高。但是，所述逆時疊加定位技術(shù)需要耗費大量的計算機資源，一般常規(guī)計算機無法完成震源位置反演計算。因此，所述技術(shù)僅可以在處理中心或稱室內(nèi)處理站應(yīng)用，難以在現(xiàn)場完成實施壓裂監(jiān)測任務(wù)。
[0003]所述逆時疊加定位技術(shù)雖然定位精度較高，但存在很大的缺點，即它耗費大量的計算機資源，一般常規(guī)計算機無法完成震源位置反演計算。僅以常規(guī)水力壓裂監(jiān)測為例，如果裂縫涉及的范圍為半徑200米的空間，則以I米為單位劃分地下空間網(wǎng)格，最少也要劃分出400x 400x 400 = 64x 16立體單元。如果壓裂持續(xù)120分鐘的時間，以I毫秒采樣率為參數(shù)，將要對120x 60x 1000 = 72x 15時間點進行64x 10 6次逆時疊加計算。去除其它的輔助性計算，僅此一項計算都不是一般計算機所能夠勝任的工作。因此，該方法僅可以在處理中心或稱室內(nèi)處理站應(yīng)用，但難以在現(xiàn)場完成實施壓裂監(jiān)測任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，省卻海量的無用計算量，節(jié)省大量的計算時間，解決微小型計算機不能利用逆時疊加技術(shù)實時計算微地震震源位置的技術(shù)難題。
[0005]本發(fā)明所提供的微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，包括以下步驟:，首先，在空間僅進行粗略分析，而不進行大規(guī)模精細掃描，在時間上則進行分段的分析，完成微震發(fā)生時間和震源概略位置的大致判定；其次，將對微震發(fā)生時間以及對應(yīng)的初略位置進行局部精確掃描，得到所需的震源定位幾何坐標(biāo)。
[0006]本發(fā)明所提供的一種微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，具體包括以下步驟:
[0007](a)在空間任意位置設(shè)置檢波器，并對所述檢波器所收到的信號進行濾波、整形、振幅調(diào)整、靜校正等預(yù)處理；
[0008](b)將待測空間劃分為N個粗糙網(wǎng)格，在網(wǎng)格點作逆時疊加，獲得N個疊加后道集;
[0009](c)將時間劃分為多個一定長度的時間窗段，稱為事件段，每個事件段長度至少包括一個微地震事件經(jīng)歷的時間；
[0010](d)在事件段內(nèi)，比較各個網(wǎng)格上微地震疊加道集時間序列M(t)的振幅，找出最大振幅對應(yīng)的網(wǎng)格點；
[0011](e)在該網(wǎng)格(或網(wǎng)格加以擴邊)位置進一步精細劃分網(wǎng)格，得到細化后的三維網(wǎng)格；
[0012](f)在細化后的網(wǎng)格處對采集的微地震數(shù)據(jù)進行零偏移距動校正；
[0013](g)對上述動校正以后的采集道集進行疊加處理，獲得每個細化后網(wǎng)格的疊后道集 N(t);
[0014](h)在(C)步驟所屬事件段內(nèi)對每個疊加道集進行振幅搜索，獲得最大振幅A對應(yīng)的網(wǎng)格點和其坐標(biāo)位置；
[0015](i)如果網(wǎng)格還需要細化，則對選出的網(wǎng)格點再進行下一步剖分，如(e)步驟一樣，更精細的劃分出進一步的三維網(wǎng)格；
[0016](j)重復(fù)(f)-(h)步驟，直到網(wǎng)格尺度達到精度要求；
[0017](k)重復(fù)(d)-(j)，進行下一事件段的處理；
[0018](I)比較各個事件段獲得網(wǎng)格點的疊加振幅值，應(yīng)用門檻值去除較小振幅和對應(yīng)的事件，保留較強振幅對應(yīng)的微地震事件，輸出其疊加振幅、網(wǎng)格點坐標(biāo)位置、以及微地震事件發(fā)生的時間；
[0019](m)結(jié)束流程。
[0020]本發(fā)明所提供的微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，所述步驟(b)中的粗糙網(wǎng)格優(yōu)選為根據(jù)待測空間大小劃分的4x 4x 4到50 X 50 X 50個網(wǎng)格，網(wǎng)格尺度一般在10—80米間，以滿足第一菲涅爾帶疊加要求；所述事件段可以根據(jù)最早到時與最晚到時之差異劃分長度，例如為> 300ms，在該長度內(nèi)假設(shè)只有一個微地震事件。
[0021]本發(fā)明所提供的微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，省卻海量的無用計算量，節(jié)省大量的計算時間，解決微小型計算機不能利用逆時疊加技術(shù)實時計算微地震震源位置的技術(shù)難題。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明所提供的微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法基本步驟流程圖。
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例獲得的微地震事件定位俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]發(fā)明人在華北某地進行的水力壓裂微地震數(shù)據(jù)定位反演過程中應(yīng)用了本技術(shù)方法，成功得到了令人滿意的定位成果，其定位精度與常規(guī)逆時疊加算法得到的結(jié)果無異，但計算時間卻大大降低，相當(dāng)于提高了計算速度n XlO7倍。圖2為本技術(shù)獲得的微地震事件定位(俯視圖)圖件，其顏色深淺代表不同時間發(fā)生的事件，點狀大小代表事件能量大小?？梢钥闯?，微地震事件初期圍著壓裂點分布，然后向北東東方向線狀擴展，最后有向周圍擴展的趨勢，符合本地地質(zhì)條件下壓裂的裂縫分布的基本特征。
【主權(quán)項】
1.一種微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，其特征在于:所述微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法包括以下步驟: (a)在空間任意位置設(shè)置檢波器，并對所述檢波器所收到的信號進行濾波、整形、振幅調(diào)整、靜校正等預(yù)處理； (b)將待測空間劃分為N個粗糙網(wǎng)格，在網(wǎng)格點作逆時疊加，獲得N個疊加后道集； (C)將時間劃分為多個一定長度的時間窗段，稱為事件段，每個事件段長度至少包括一個微地震事件經(jīng)歷的時間； (d)在事件段內(nèi)，比較各個網(wǎng)格上微地震疊加道集時間序列M(t)的振幅，找出最大振幅對應(yīng)的網(wǎng)格點； (e)在該網(wǎng)格或網(wǎng)格加以擴邊位置進一步精細劃分網(wǎng)格，得到細化后的三維網(wǎng)格； (f)在細化后的網(wǎng)格處對采集的微地震數(shù)據(jù)進行零偏移距動校正； (g)將經(jīng)過所述動校正以后的采集道集進行疊加處理，獲得每個細化后網(wǎng)格的疊后道集 N(t); (h)在(C)步驟所屬事件段內(nèi)對每個疊加道集進行振幅搜索，獲得最大振幅A對應(yīng)的網(wǎng)格點和其坐標(biāo)位置； (i)如果網(wǎng)格還需要細化，則對選出的網(wǎng)格點再進行下一步剖分，如(e)步驟一樣，更精細的劃分出進一步的三維網(wǎng)格； U)重復(fù)(f)-(h)步驟，直到網(wǎng)格尺度達到精度要求； (k)重復(fù)(d)-(j)，進行下一事件段的處理； (I)比較各個事件段獲得網(wǎng)格點的疊加振幅值，應(yīng)用門檻值去除較小振幅和對應(yīng)的事件，保留較強振幅對應(yīng)的微地震事件，輸出其疊加振幅、網(wǎng)格點坐標(biāo)位置、以及微地震事件發(fā)生的時間； (m)結(jié)束流程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，其特征在于:所述步驟(b)中的粗糙網(wǎng)格為根據(jù)待測空間大小劃分的4x4x4到50X50X50個網(wǎng)格，網(wǎng)格尺度在10 — 80米間，以滿足第一菲涅爾帶疊加要求；所述事件段可以根據(jù)最早到時與最晚到時之差異劃分長度，在該長度內(nèi)假設(shè)只有一個微地震事件。
【專利摘要】一種微地震數(shù)據(jù)四維搜索逆時疊加的快速計算方法，包括以下步驟：首先，在空間僅進行粗略的分析，不再進行大規(guī)模精細掃描，在時間上則進行分段分析，以完成微震發(fā)生時間和震源概略位置的大致判定；其次，將對微震發(fā)生時間以及對應(yīng)的初略位置進行局部精確掃描，得到所需的震源定位幾何坐標(biāo)。所述的快速算法省卻了海量的無用計算量，節(jié)省了大量的計算時間，解決了微小型計算機不能利用逆時疊加技術(shù)實時計算微地震震源位置的技術(shù)難題。
【IPC分類】G01V1/36, G01V1/28
【公開號】CN105093298
【申請?zhí)枴緾N201510404690
【發(fā)明人】薛愛民, 艾建華, 朱新穎, 劉輝, 舒律
【申請人】北京派特森科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月10日