[发明专利]基于波形互相关系数相乘的微震偏移成像定位方法

说明书

本发明涉及一种基于波形互相关系数相乘的微震偏移成像定位方法，属于油气储层压裂微震监测技术领域。其包括如下步骤：实际微震数据预处理；地下成像点划分，计算所有成像点到地面各个接收点的旅行走时；针对某一个成像点，消除该成像点到不同接收点的到时差，计算时差校正后的微地震记录的互相关系数；计算该成像点的互相关能量值E；重复第三步和第四步获得地下所有成像点的能量值E；设置能量阈值E₀，得到大于阈值的能量极大值成像点位置，作为微震源的发生位置；本发明通过使用波形互相关系数相乘的形式，实现了对噪音的双重压制，极大的提高了抗噪能力；避开了初至极性对定位成像结果的干扰，具有更高的计算效率，满足微震的实时监测。

技术领域

本发明涉及一种基于波形互相关系数相乘的微震偏移成像定位方法，属于油气储层压裂微震监测技术领域。

背景技术

在地面微震资料处理中，关键的步骤是要准确的识别出微震有效事件，并且要对识别出的微震有效事件进行精确定位，从而有效地指导水力压裂工作和裂隙预测工作。然而，由于地下介质的吸收作用和地面噪声的干扰，相比于井中监测相比，地面微震记录信噪比较低，致使震相难以识别和初至时间不易拾取，则限制了一些基于震相识别和到时拾取的传统定位方法的应用，使不需震相识别和到时拾取的微震偏移成像成为地面微震监测震源定位的研究热点。

基于Kirchoff偏移成像方法包括震源扫描（source-scanning algorithm，SSA）和地震发射层析成像( seismic-emission-tomography，SET)。SSA定位方法的主要优势是不需要拾取微震到时，也不用计算理论地震图，只需通过系统扫描一定位置范围和时段，就可以获得整个震源序列分布。但是其成像的亮度函数是对波形取绝对值后叠加，在增强有效信号的同时也增强了噪声，对信噪比较低的地震资料处理效果不佳。 SET是地面微地震监测常用的一种震源定位算法，对于低信噪比的地震记录，该方法依然能够较准确的对微地震事件进行定位，但是定位精度易受到初至波极性的影响。针对SET定位方法的缺陷，通过加入震源机制极性校正项消除了初至极性的影响，并在实际应用中取得了较好的效果，但是震源机制反演参数较多，使得计算效率较低。基于互相关法的震源定位方法是利用不同地震道所接收到同震源的地震事件通常在波形上具有相似性，而随机噪音是互不相关的特点，有效地压制了噪音影响，但是同样受到初至波极性的影响，虽然可以对波形互相关系数取绝对值再叠加，既可以消除初至极性影响，又可以不受台站布设方式的影响，但是取绝对值的同时也增强噪音的影响，定位成像效果仍然不理想。因此，有必要寻找一种既不受地面微震资料信噪比低、不规则台站的布设方式和初至极性反转等因素影响，又能提高计算效率，满足地面微震信号的实时监测要求的微震定位方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了基于波形互相关系数相乘的微震偏移成像定位方法。该方法将传统的叠加成像思想改为相乘成像，将现有的波形互相关能量叠加的成像条件改进为波形互相关能量相乘的成像条件，实现了对噪音的双重压制，较大地提高了压制噪音的能力；并且不需对初至极性进行校正，适合微地震的实时监测；也不受制于台站布设方式的影响，较好地满足了地形复杂地区的微地震监测工作。

本发明所述的基于波形互相关系数相乘的微震偏移成像定位方法，包括如下步骤：

（1）对实际微震数据进行预处理，得到有效地震道的微震数据；

（2）将监测的地下区域在x, y, z三个坐标方向进行三维网格划分，三个方向上的划分尺度不一定相同，将每个网格点设置为成像点，用基于地震走时扰动插值的射线追踪方法计算每个成像点到达地面各个接收点的旅行时间；