一种微地震干涉成像的方法技术

本发明专利技术涉及一种微地震干涉成像的方法，所述方法包括：采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在地下模型中设置n个检波器；建立地下速度模型，根据速度模型，分别计算每个网格点到每个检波器的初至波的走时；分别获取微地震的主事件在n个检波器中的第一记录信息以及目标事件在n个检波器中的第二记录信息；根据第一记录信息和第二记录信息，对微地震的主事件和目标事件进行互相关计算，并求包络，获取互相关包络道集；在每一个网格点，按照特定的时间步长，设定不同的激发时刻值，对互相关包络道集进行加时窗干涉成像处理；对处理后的图像进行剖面处理，获取不同剖面图像中的最大值；对不同剖面图像的最大值进行比对，获取目标最大值。

【技术实现步骤摘要】
一种微地震干涉成像的方法
本专利技术涉及地球物理微地震监测定位
，尤其涉及一种微地震干涉成像的方法。
技术介绍
水力压裂是目前实现非常规油气藏经济开发的关键技术之一。微地震监测技术是实时水力压裂效果监测最有效的方法之一。通过对水力压裂等工程作业诱发的微弱地震进行监测，可以揭示压裂裂缝的空间尺寸及延展形态等，有助于优化压裂的施工设计和效果。传统的井中微地震定位方法，需要进行有效事件的初至拾取，而这种方法可能存在拾取误差，从而产生定位误差，并且效率相对较低。地面微地震监测方法则由于信噪比极低，一般无法直接对微地震记录进行准确的初至拾取。近年来，人们借鉴地震勘探中的偏移方法，发展了一些无需拾取初至波的走时的成像类微地震定位方法。该类基于能量聚集或扫描的方法由于没有考虑震源机制对波形幅度及相位的影响，可能造成定位精度较低的情况。如逆时成像和绕射叠加分别对方向力源和双力偶源成像时，成像精度都明显受到震源机制的影响。
技术实现思路
针对常规的能量聚集或扫描方法在微地震资料处理中可能受震源机制影响的问题，本专利技术提供了一种进行震源定位的微地震干涉成像方法，通过引入主事件，提高了定位分辨率，并对包含走时差信息的互相关道集求包络来解决微地震记录中的极性变化问题，以提高微地震定位精度，为水力压裂裂缝监测提供可靠的依据和指导。本专利技术实施例提供了一种微地震干涉成像的方法，其特征在于，所述方法包括：采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在地下模型中设置n个检波器，n为自然数；建立地下速度模型，根据所述速度模型，分别计算每个网格点到所述n个检波器的每个检波器的初至波的走时，获取走时表；分别获取微地震的主事件在n个检波器中的第一记录信息，其中，第一记录信息包括微地震的主事件的初至波的走时以及波形；分别获取微地震的目标事件在n个检波器中的第二记录信息，其中，第二记录信息包括目标事件的波形；根据第一记录信息以及第二记录信息，对微地震的主事件和目标事件进行互相关计算，获取互相关值；计算与互相关值相对应的包络值，获取互相关包络道集，互相关包络道集包括主事件和目标事件之间的初至波的走时差值和目标事件的激发时刻信息；在每一个网格点，按照特定的时间步长，设定不同的激发时刻值，对互相关包络道集进行加时窗干涉成像处理；对加时窗干涉成像处理后的图像进行剖面处理，获取不同剖面图像中的最大值；对不同剖面图像的最大值进行比对，获取目标最大值。优选的，目标最大值对应的时间和位置为微地震的目标事件的激发时刻和位置。优选的，分别获取微地震的主事件在n个检波器中的第一记录信息具体包括：获取微地震的主事件在n个检波器的每个检波器中的初至波的走时以及波形，初至波的走时包括直达纵波的走时和直达横波的走时。优选的，根据第一记录信息以及第二记录信息，对微地震的主事件和目标事件进行互相关计算，获取互相关值具体包括：计算互相关值如下式所示：其中，C(tc)为互相关系数，x(t)为第一记录信息中微地震的主事件波形的时间离散序列，y(t)为第二记录信息中微地震目标事件波形的时间离散序列，tc为微地震目标事件波形的时间离散序列的时间轴移位值，y(t-tc)为微地震目标事件波形的时间离散序列y(t)经过移位长度tc后的离散序列，t∈[1,N]，tc∈[-N,N]，N为每一个检波器中的地震波波形的时间长度。优选的，计算与互相关值相对应的包络值具体包括：计算包络值如下式所示：其中，E(t)为微地震的主事件和目标事件进行互相关计算后，获取的与互相关值C(t)相对应的包络值，H{C(t)}为互相关值C(t)的希尔伯特变换。优选的，对互相关包络道集进行加时窗干涉成像处理具体包括：进行加时窗干涉成像处理具体如下式所示：其中，M(x,t0)为不同激发时刻t0对应的干涉偏移成像值，x为网格点的位置向量，i为目标事件中的第i个检波器，为主事件与目标事件的互相关包络道集，tw为[-W,W]大小的时窗，im为主事件中的第i个检波器，m代表主事件的位置向量，τim和τix分别为主事件的第i个检波器中所检测到的初至波的走时和目标事件到第i个检波器的理论初至波的走时，t0为设定的不同的激发时刻值。本专利技术提供的微地震干涉成像的方法，无需对微地震的目标事件的初至波进行拾取，因此，对震源的定位效率明显提高；根据主事件和目标事件在检波器中的记录信息进行互相关运算和求包络运算，而后进行加时窗干涉成像处理。在互相关运算和加时窗干涉成像处理过程中均应用了叠加处理，从而更加方便适应低信噪比数据；通过引入主事件，大大增加了定位分辨率；同时进行求包络运算，有效的克服不同震源机制导致波形极性变化对定位结果的影响，进一步提高了定位精度，对低信噪比的实时微地震监测有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例提供的微地震干涉成像方法的流程示意图；图2为速度模型及震源-检波器布置示意图；图3为模拟的主事件记录波形图；图4为模拟的目标事件记录波形图；图5为单脉冲互相关示意图；图6为互相关包络道集波形图；图7为部分不同激发时刻对应的成像结果对比图；图8为不同激发时刻对应的目标最大值的曲线示意图；图9为微地震震源位置示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图1为本专利技术实施例提供的一种微地震干涉成像方法流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例具体包括以下步骤：步骤101，采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在地下模型中设置n个检波器。具体的，根据地下目标监测区域的实际情况，将水力压裂周围的待监测区域建立一个地下模型，利用一定大小的网格，将地下模型进行离散。并且，在地下模型中，按照一定的规律，在不同的位置设置n个检波器。其中，网格的尺寸根据实际需要进行设定，网格越小，定位精度越高，然而计算时间越长。步骤102，建立地下速度模型，根据速度模型，分别计算每个网格点到n个检波器的每个检波器中的初至波的走时，获取走时表。具体的，建立一个地下速度模型，并且根据地下速度模型，计算地下模型中所有网格点到n个检波器的每一个检波器中的理论初至波的走时，获取一个走时表。其中，计算初至波的走时可以采用射线追踪的方法或者解程函方程的方法。步骤103，分别获取微地震的主事件在n个检波器中的第一记录信息。具体的，选取或者模拟一个微地震主事件，将其在n个检波器的每个检波器中所检测到的波形以及初至波的走时提取出来，即获取第一记录信息，其中，初至波的走时包括直达纵波(P波)的走时和直达横波(S波)的走时。在一个具体的例子中，当有已知的射孔事件或者微地震事件时，则将该事件作为主事件，直接提取该事件在检波器中所检测到的波形和初至波的走时；否则，则将正演模拟监测区域中特定位置在特定震源机制条件下产生的微地震记录作为主事件，并提取该事件在检波器中所检测到的波形和初至波的走时。在本实施例中，参见图2所示，图2为速度模型及震源-检波器布置示意图，采用的是二维的水平三层速度模型，模拟井中监测的情况，在模型左侧布置51个间距10m的检波器，模型大小为500m×500m，网格尺寸为2.5m。主事件为正演模拟监测区域中特定位置在特定震源机制条件下产生的微地震记录，并且将其设置在模型中心，即图中星形中标注m符号的位置(位置坐标为：250m，250m)处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微地震干涉成像的方法，其特征在于，所述方法包括：采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在所述地下模型中设置n个检波器，n为自然数；建立地下速度模型，根据所述速度模型，分别计算每个网格点到所述n个检波器的每个检波器中的初至波的走时，获取走时表；分别获取微地震的主事件在所述n个检波器中的第一记录信息，所述第一记录信息包括所述微地震的主事件的初至波的走时以及波形；分别获取所述微地震的目标事件在所述n个检波器中的第二记录信息，所述第二记录信息包括所述目标事件的波形；根据所述第一记录信息以及所述第二记录信息，对所述微地震的主事件和目标事件进行互相关计算，获取互相关值；计算与所述互相关值相对应的包络值，获取互相关包络道集，所述互相关包络道集包括所述主事件和目标事件之间的初至波的走时差值和所述目标事件的激发时刻信息；在每一个所述网格点，按照特定的时间步长，设定不同的激发时刻值，对所述互相关包络道集进行加时窗干涉成像处理；对所述加时窗干涉成像处理后的图像进行剖面处理，获取不同剖面图像中的最大值；对所述不同剖面图像的最大值进行比对，获取目标最大值。

【技术特征摘要】
1.一种微地震干涉成像的方法，其特征在于，所述方法包括：采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在所述地下模型中设置n个检波器，n为自然数；建立地下速度模型，根据所述速度模型，分别计算每个网格点到所述n个检波器的每个检波器中的初至波的走时，获取走时表；分别获取微地震的主事件在所述n个检波器中的第一记录信息，所述第一记录信息包括所述微地震的主事件的初至波的走时以及波形；分别获取所述微地震的目标事件在所述n个检波器中的第二记录信息，所述第二记录信息包括所述目标事件的波形；根据所述第一记录信息以及所述第二记录信息，对所述微地震的主事件和目标事件进行互相关计算，获取互相关值；计算与所述互相关值相对应的包络值，获取互相关包络道集，所述互相关包络道集包括所述主事件和目标事件之间的初至波的走时差值和所述目标事件的激发时刻信息；在每一个所述网格点，按照特定的时间步长，设定不同的激发时刻值，对所述互相关包络道集进行加时窗干涉成像处理；对所述加时窗干涉成像处理后的图像进行剖面处理，获取不同剖面图像中的最大值；对所述不同剖面图像的最大值进行比对，获取目标最大值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标最大值对应的时间和位置为所述微地震的目标事件的激发时刻和位置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别获取微地震的主事件在所述n个检波器中的第一记录信息具体包括：获取所述微地震的主事件在所述n个检波器的每个检波器中的初至波的走时以及波形，所述初至波的走时包括直达纵波的走时和直达横波的走时。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一记录信息以及所述第二记录信息，对所述微地震的主事件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，陈浩，王秀明，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11