[发明专利]一种基于瞬时相位互相关加权的微地震干涉定位方法

说明书

本发明公开了一种基于瞬时相位互相关加权的微地震干涉定位方法，通过N个检波器获取微地震事件的N道地震波，并对地震波进行分量；将检波器一一组合形成不重复的检波器对；计算各分量中的时域互相关波形和瞬时相位互相关波形；将各分量中的每道时域互相关波形与其对应的瞬时相位互相关波形进行加权得到对应的加权后的互相关波形；各分量中利用理论直达波走时差将对应的每道加权后的互相关波形进行偏移叠加得到干涉成像剖面；根据多个分量中的干涉成像剖面相乘得到综合干涉成像剖面确定微地震事件的位置。通过上述方法，解决了由于复杂震源机制所带来的微地震波形极性变化的问题，同时降低了高幅值噪声对时域互相关及随后叠加计算的影响。

技术领域

本发明涉及微地震监测定位技术领域，尤其涉及一种基于瞬时相位互相关加权的微地震干涉定位方法。

背景技术

随着世界能源的日益严峻，油气勘探的重点已经逐渐从常规油气田转向非常规油气田。非常规油气田具有致密，低渗透等特点，主要采用水力压裂技术进行勘探开发。而微地震监测技术是实现实时监测水力压裂效果的最有效方法之一。其基本流程为，当通过压裂井在储层中进行压裂作业时，地应力发生变化形成裂缝，同时伴随着微弱的声发射或者说地震波信号，这些地震波信号被检波器阵列接收后便可以用来反演得到震源位置，再根据震源位置的分布确定裂缝形态，进而优化压裂的施工设计和效果。

但传统的走时反演类微地震定位算法，需要对有效的微地震事件进行初至拾取，这会存在较大的拾取误差，尤其对信噪比极低的地面微地震监测，一般是无法直接对微地震事件进行初至拾取。于是，近年来，人们研究并发展了一些无需初至拾取的波形叠加类自动微地震定位方法。该类定位方法由于没有考虑复杂的震源机制对波形的幅度及相位的影响，可能无法得到准确的震源位置。同时，这类方法需要对震源的发震时刻与震源位置同时进行搜索，这会在一定程度上限制定位的精度与效率。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本发明实施例的提供了一种基于瞬时相位互相关加权的微地震干涉定位方法，包括下列步骤：

通过N个检波器获取微地震事件的N道地震波，并对地震波进行分量；将N个检波器一一组合形成H对不重复的检波器对，其中，H＝N*(N-1)/2，N为大于等于2的正整数；计算各分量中的H道时域互相关波形和H道瞬时相位互相关波形；将各分量中的每道时域互相关波形与其对应的瞬时相位互相关波形进行加权处理，得到对应分量中的H道加权后的互相关波形；在各分量中，利用理论直达波走时差将对应的每道加权后的互相关波形进行偏移叠加，得到关于各分量的干涉成像剖面；将多个分量中的干涉成像剖面相乘，得到综合干涉成像剖面；根据综合干涉成像剖面确定微地震事件的位置。

一个实施例中，根据综合干涉成像剖面确定微地震事件的位置，具体包括根据综合干涉成像剖面的最大值确定微地震事件的位置，最大值对应于微地震事件所在的位置。

一个实施例中，时域互相关波形的计算，表示为：

其中，v_k表示水平分量v_x或者垂直分量v_z，为第n道微地震事件波形与第m道微地震事件波形在v_k分量上的时域互相关的时间离散序列，代表v_k分量上的第n道微地震事件波形的时间离散序列，代表v_k分量上的第m道微地震事件波形的时间离散序列经过长度为τ的移位的时间离散序列，Tx_ax代表时域互相关运算前单道微地震事件波形的离散时间长度。

一个实施例中，瞬时相位互相关波形的计算，表示为：