[发明专利]基于信号估计的水力压裂微地震震源定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及油藏开发过程中的水力压裂微地震监测技术领域，尤其涉及基于信号估计的水力压裂微地震震源定位方法及系统。

背景技术

在石油开采领域，微地震监测技术的应用主要是通过监测水力压裂过程中产生的微震信号，可以监测压裂过程，评价压裂效果，进而指导优化工程参数。随着常规优质资源的日益枯竭和工程技术的不断进步，低渗区油气、页岩气和煤层气的开发规模逐步扩大，作为提高生产井采收率甚至成功率的关键技术，水力压裂的需求也日趋火热。作为压裂过程监测和压裂效果评价的重要手段，压裂微地震监测技术在近几年得到了广泛的关注和研究。微地震监测的最终目标是确定压裂裂缝开裂的位置(震源定位)以及压裂裂缝的破裂方式(震源机制反演)。震源定位方法多种多样，主要有两个分支：一是基于走时数据，利用反演原理；二是利用波形数据，借用偏移成像原理。

然而虽然基于走时数据的走时方法高效、容易实现，但是受实际资料信噪比的影响，初始信息拾取困难。基于波形数据的波形定位方法虽然有较好的精度，但其定位精度仍受困于噪音的存在和未知的震源信号。

发明内容

本发明的实施例提供一种基于信号估计的水力压裂微地震震源定位方法及系统，能够通过计算最小噪音能量，得到震源信号最佳估计的同时也实现了对震源进行精确定位。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种基于信号估计的水力压裂微地震震源定位方法，包括：

对震源空间进行网格离散，得到多个网格点；

分别计算所述震源信号从每个网格点传播到用于在微地震监测过程中记录震源信号的检波器的传播时间；

获取所述检波器记录的震源信号，根据获取的震源信号及计算出的所有传播时间分别进行信号估计，得到每个网格点的估计震源信号；

分别根据每个网格点的估计震源信号进行信号估计，得到每个网格点的平均噪声能量；

选取所述网格点的平均噪声能量符合预设条件的网格点的位置坐标作为定位结果。

较佳的，所述根据获取的震源信号及传播时间进行信号估计，得到每个网格点的估计震源信号包括：

根据获取的震源信号计算震源信号的平均噪音能量，并根据计算得到的震源信号的平均噪音能量进行信号估计，得到震源信号的估计震源信号；

计算震源信号的估计震源信号与获取的震源信号之间的偏差；

根据震源信号的估计震源信号与获取的震源信号之间的偏差和传播时间进行信号估计，得到所述网格点的估计震源信号。

较佳的，所述检波器为在微地震监测过程中记录震源信号的任一道检波器。

较佳的，所述选取所述网格点的平均噪声能量符合预设条件的网格点的位置坐标作为定位结果包括：选取所述网格点的平均噪声能量最小的网格点的位置坐标作为定位结果。

第二方面，本发明实施例提供一种基于信号估计的水力压裂微地震震源定位系统，其特征在于，包括离散模块、计算模块、获取估计模块、信号估计模块和选取模块；

所述离散模块，用于对震源空间进行网格离散，得到多个网格点；

所述计算模块，用于分别计算所述震源信号从每个网格点传播到用于在微地震监测过程中记录震源信号的检波器的传播时间；

所述获取估计模块，用于获取所述检波器记录的震源信号，根据获取的震源信号及计算出的所有传播时间分别进行信号估计，得到每个网格点的估计震源信号；

所述信号估计模块，用于分别根据每个网格点的估计震源信号进行信号估计，得到每个网格点的平均噪声能量；

所述选取模块，用于选取所述网格点的平均噪声能量符合预设条件的网格点的位置坐标作为定位结果。

较佳的，所述获取估计模块，具体用于根据获取的震源信号计算震源信号的平均噪音能量，并根据计算得到的震源信号的平均噪音能量进行信号估计，得到震源信号的估计震源信号；计算震源信号的估计震源信号与获取的震源信号之间的偏差；根据震源信号的估计震源信号与获取的震源信号之间的偏差和传播时间进行信号估计，得到所述网格点的估计震源信号。

较佳的，所述检波器为在微地震监测过程中记录震源信号的任一道检波器。

所述选取模块，具体用于选取所述网格点的平均噪声能量最小的网格点的位置坐标作为定位结果。