[发明专利]一种地面微地震监测资料初至到时检测方法

说明书

本发明属于油气勘探开发微地震监测技术领域，具体涉及一种地面微地震监测资料初至到时检测方法。本发明提供一种地面微地震监测资料初至到时检测方法，其包括以下步骤：获取地面微地震监测数据，采用时间—频率域滤波方法进行降噪处理；选取时窗，提取时窗内各道微地震记录；从波形、频率、相位、振幅值四个方面计算每两道微地震数据之间的时差；计算各道微地震事件的相对到时；对各道微地震记录进行时差校正；利用时差校正后的微地震记录得到参考道；检测参考道的微地震绝对到时；计算各道微地震事件的初至绝对到时。本发明方法有效地克服了初至极性反转及低信噪比对常用的微地震到记录进行线性叠加的不利影响，提高了初至到时的检测精度。

技术领域

本发明属于油气勘探开发微地震监测技术领域，具体涉及一种地面微地震监测资料初至到时检测方法。

背景技术

水力压裂微地震监测技术是通过检测地下岩石破裂产生的微地震事件来监测地下裂缝发育情况和评价压裂效果的技术。微地震定位是微地震监测技术的核心问题，而微地震事件初至到时准确检测是微地震定位的关键环节。

从微地震监测资料人工拾取微地震初至到时数据的工作量大、效率低，因此，微地震初至到时的自动检测方法被广泛研究。例如，STA/LTA方法及其改进方法，主要是利用长、短时窗内能量的比值来确定微地震事件的初至到时，易于实现，计算效率高，但是对信噪比较低的微地震资料效果不是很好。

相似震源位置的微地震事件在不同地震仪记录上表现出相似的波形特征，因而，近年来出现了根据微地震记录中波形相似的特征进行微地震事件初至到时的自动检测方法，提高了微地震初至到时检测精度。然而，地面微地震资料的信噪比往往很低，而且，微地震事件信号的初至波极性取决于震源机制，例如，双力偶震源机制使得地面检波器所接收到的微地震初至波的正负极性呈四象限区域分布。不同位置地震仪接收到的来自地下同一微地震事件的初至波极性有正有负，出现初至波极性反转现象，使通过波形直接叠加得到的参考道的信噪比反而降低，影响了微地震初至到时的检测精度。

中国发明专利CN106896407B公开了一种基于近似负熵的微地震信号初至拾取方法，该方法根据微地震信号自身特点设计合适的近似负熵函数，结合负熵谱曲线极值差的加权函数设定阈值，进而实现信号区域与噪声区域的准确划分及微地震信号初至的准确拾取。该发明的有益效果是根据微地震信号自身的特点，引用信息论中近似负熵理论提出了一种基于近似负熵的微地震初至拾取新方法，与现有拾取方法相比，新方法能够实现较低信噪比条件下初至到时的准确拾取，信噪比可低至-12dB，并且计算过程简单，速度较快，准确性高。

中国专利申请CN111337975A公开了一种基于方差分形维数的微地震事件自动识别方法，使用初至时间计算时差时间下角标j∈[1，N]表示第j道的射孔数据，N表示表示总的微地震道数；利用时差时间，获得校正时间对于微地震数据利用校正时间校正多道微地震数据；叠加校正微地震数据获得模型道SM(t)；对模型道SM(t)求取包络信号E(t)，能量包络E(t)使用希尔伯特变换；使用VFD 识别微地震事件。采用该方法在微震监测数据中具有较高的识别微震事件能力，解决微地震震级能量小、信噪比较低，严重制约了微地震事件的识别和初至拾取。

然而对于微地震初至到时的检测精度仍需进一步提高，充分利用不同记录道上微地震信号波形、频率、相位、振幅值相似的特征，克服信号能量弱、极性反转、噪音干扰的不利影响。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种地面微地震监测资料初至到时检测方法，本发明方法适于存在初至极性反转和低信噪比微地震记录的初至到时检测，提高了微地震初至到时的检测精度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种地面微地震监测资料初至到时检测方法，其包括以下步骤：