[发明专利]一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法及装置

说明书

本发明涉及一种微震定位方法及装置，属于微震监测领域，具体是涉及一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法及装置。本发明在传统定位最优化目标函数的误差项中加入了误差加权系数r,使得常规微震定位方法的定位精度减弱了对初至拾取精度的依赖，通道中只要有2/3的通道走时拾取准确，均能取得较好的定位效果。

技术领域

本发明涉及一种微震定位方法及装置，属于微震监测领域，具体是涉及一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法及装置。

背景技术

随着微震监测技术在石油、煤田领域的不断推广应用，微震监测涉及的正演、反演等问题得到科研人员的广泛关注。在微震监测方法应用中，微震事件反演定位方法的科学性、稳定性，计算精度和效率，始终是微震监测方法研究及其工程技术研究所需面对的核心技术问题，尤其是微震事件反演定位的精度，直接决定着微震监测技术在实际应用的效果。

目前，大多数定位方法都源于1912年Geiger提出的经典定位算法，该方法根据微震信号拾取每个微震事件的走时，再通过求取目标函数的极小值或者求解方程组，得到震源的时空参数。该方法的定位精度严重依赖于微震走时的拾取精度，拾取的走时精度越高，得到的定位结果越准确，反之，定位精度降低。在实际的应用过程中发现，在全自动或者人工拾取初至时，往往会存在个别通道信号由于信噪比较低或者波场不清晰，导致拾取的走时偏差较大、甚至是错误的，这样导致后续的定位精度会大大降低，甚至定位精度已不能满足实际应用要求，降低微震成果解释精度。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的因走时测量误差导致的微震定位精度低的技术问题，提供了一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法及装置。该方法及装置在通道中有大多数通道(至少2/3)初至拾取精度较高的条件下，能够精确得到微震震源的时空参数。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法，包括：

事件提取步骤，用于根据先提取出的标准地震子波进行信号相关分析以提取微震事件；

走时确定步骤，用于拾取每个通道微震信号P波的微震事件走时；

震源定位步骤，用于采用纵波初至定位震源求解下属目标函数极小值，解出发震延迟时刻和震源坐标；

迭代求解步骤，用于根据定位算法修正误差，迭代求解所述目标函数的解直到解出最优解。

优选的，上述的一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法，所述事件提取步骤具体包括以下子步骤：

子波提取子步骤，用于从已采集的信号x(t)中选取一个微震事件信号，长度包括从初至起跳开始到震动衰减结束，设信号为w(t)；

信号提取子步骤，用于将抽取的信号w(t)与原始信号x(t)进行互相关得到互相关函数：

其中，N为地震序列长度；通过互相关函数R(τ)的极值找到原始信号中对应的多个微震事件信号。

优选的，上述的一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法，所述震源定位步骤中，纵波走时的计算基于以下公式：

其中t_i为第i个传感器的观测到时，(x_i,y_i,z_i)为第i个传感器的坐标，(x₀,y₀,z₀)为震源坐标，t₀为发震延迟时刻，v为地震波传播的平均速度。

优选的，上述的一种减弱依赖初至拾取精度的微震定位方法，将已有的地球物理参数作为已知条件和约束条件，求解以下目标函数的极小值，解出发震延迟时刻和震源坐标：