一种微地震定位精度的质量控制方法技术

本发明专利技术属于自然灾害、资源、环境等勘探、勘测领域，特别涉及一种微地震定位精度的质量控制方法。本发明专利技术在于将微地震监测获得的震源位置坐标与测量点坐标进行位置标定，利用已知速度参数和地下空间结构信息得到两者间的走时，并进而对微地震信号数据进行NMO处理，得到校正后的道集排列。以叠加前各微地震事件的子波振幅为基准，标定叠加后子波的振幅值。两者基本一致表明叠加效果好，亦即地下微地震事件定位准确，反之说明定位精度较差。本发明专利技术技术方案定量地解决了微地震定位精度的质量控制问题。

【技术实现步骤摘要】
一种微地震定位精度的质量控制方法
本专利技术属于自然灾害、资源、环境等勘探、勘测领域，特别涉及一种微地震定位精度的质量控制方法。
技术介绍
微地震定位技术已经广泛应用于油气田开发、地热田开发、矿山安全监测、地震预防以及国防安全等领域，如水力压裂定位技术等。微地震定位技术的基本原理是根据布置在地面或井下的多个监测站点(或监测点)所安置的传感器采集的微地震时间序列信号，经过反演，获得发出震源信号的位置。反演技术存在众多方法，各种方法都有其优缺点，反演成果在不同的条件下具有很大的差别。在实际工作中，地质条件和人文环境千差万别，如何评价反演成果的好坏，特别是如何控制好反演成果的质量，在生产中是非常重要的一环。微地震震源定位应用的重要领域是油气田开发过程中水力压裂的监测。为了评估水力压裂的质量，人们往往要在局部地质构造方面、岩石特征方面、局部地应力特点等诸多因素中综合分析和定性评价，然后给出合乎逻辑的评估。如果人们应用微地震方法对压裂进行监测，可以直观的给出压裂的裂缝高度、宽度和长度等参数，从而来评价水力压裂成果的质量。这些常规方法散见于以下文件资料：王治中，邓金根，赵振峰等：“井下微地震裂缝监测设计及压裂效果评价”，载于《大庆石油地质与开发》2006年6期。杜娟,杨树敏：“井间微地震监测技术现场应用效果分析”，载于《大庆石油地质与开发》2007年8月，第4期。罗磷：“微地震监测水驱前缘应用效果分析”，载于《辽宁化工》2015年2期。桂志先：“微地震裂缝监测技术研究”，百度文库.专业资料.自然科学.生物学。王晨龙，程玖兵，尹陈，刘鸿：“地面与井中观测条件下的微地震干涉逆时定位算法”，《地球物理学报》2013年，第56卷第9期。无疑，微地震方法评估水力压裂成果质量是成功的，但是，微地震方法技术应用过程中其本身的成果质量有何保障呢？答案是否定的。目前，由于人们对微地震定位精度和质量控制的研究非常薄弱。应用常规的所谓综合分析的方法定性评估压裂微地震监测效果的方法没有统一的标准，随意性很大。微地震压裂监测技术是用来确定微地震事件的位置，特别是监测水力压裂效果的技术，但它的成果质量没有标准。也就是说，评价体系本身的质量控制存在问题。到目前为止，现有技术中还不存在可以对微地震监测成果进行定量评估的方法。近几年，人们已经注意到没有自身质量监控状态的微地震监测技术被应用到灾难程度。在油气田压裂监测、水驱前沿监测、矿井微震监测过程中，有众多微地震采集和数据处理队伍活跃其中，鱼目混珠，出现许多令人费解的解释成果。造成此种局面是因为没有质量控制，没有人知道检测的成果是否正确，或者这些成果还需时日待生产验证或综合分析。对此，人们急需一种微地震监测质量控制技术来控制和监视微震监测成果，从而保证微地震监测成果的质量。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的，微地震监测技术成果定量评估方法的缺失，也即微地震定位精度的定量评估方法的缺失，本专利技术提供了一种微地震定位精度的质量控制方法。本专利技术所述微地震定位精度的质量控制方法包括如下步骤：步骤一：获取一定反演时间段内的微地震监测数据；步骤二：拾取该时间段内各监测点微地震事件子波的初至T初至i，其中i为监测点数目；步骤三：通过微地震监测获得的震源位置坐标，各监测点位置坐标，已知速度参数和地下空间结构参数计算子波从震源位置到各监测点的走时T走时i；步骤四：根据各监测点微地震事件子波的初至T初至i和子波从震源位置到各监测点的走时T走时i，对微地震监测信号数据进行NMO处理(零距离时间差校正)，得到校正后的的微地震道集排列；步骤五：提取各道微地震子波振幅绝对值或子波能量，累加获得其和，记为S叠前平均；步骤六：将校正后各道微地震事件的时间序列叠加，获得叠加后的时间序列，提取叠加后子波振幅绝对值或子波能量，记为S叠后平均；S叠前平均和S叠后平均二者一致表明地下微地震事件定位准确，反之说明定位精度较差。优选地，为了使得质量控制结果更可靠，本专利技术所述微地震定位精度的质量控制方法步骤一中所述时间段至少涵盖一个完整的微地震事件。作为优选的实施方法，本专利技术步骤四中对微地震监测信号数据进行NMO处理可以通过以下方式实现：A、将各监测点的微地震事件子波初T初至i至减去其对应走时T走时，获得各监测点各自对应的新初至T新初至i，即T新初至i＝T走时i-T走时i，其中i为监测点数目；B、将各监测点微地震事件的子波迁移到其各自对应的新初至位置，得到校正后的微地震道集排列。作为优选的实施方法，本专利技术步骤五通可以通过以下方式实现：测定各微地震道子波振幅或能量的平均值S叠前平均，通过或得到S叠前平均；其中N为道数，M为时间样点数；优选地，本专利技术步骤六包括：应用如下公式将各地震道数据叠加，获得单道时间序列St；搜寻子波极值绝对值获得S叠后平均；或应用如下公式其中M为子波长度时间样点数，获得S叠后平均。优选地，本专利技术步骤七包括：应用质量控制因子Qc，标定本微震数据位置反演的质量，即微地震定位精度质量；根据实测定位精度需要，可将低于质量控制因子预设值的反演结果剔除。优选地，本专利技术步骤三中计算子波从震源位置到各监测点的走时T走时i采用射线追踪方法或在可以满足精度情况下应用均匀介质假定，即采用均匀速度和直线距离计算法。质量控制因子的大小直接反映了微地震定位的精度，每个微地震事件都具有自己的质量控制因子，当该因子较小时，可以认为微地震数据处理质量较差，从而从结果中剔除该定位结果，达到对微地震数据定位或称反演的质量控制目的。本专利技术技术方案定量地解决了微地震定位精度的质量控制问题。附图说明图1为获取的水力压裂微地震事件Z分量地震数据图；图中记录了应用了37个地面监测台站(或称监测点，如无特殊说明，本专利技术中监测点、监测台站，站台具有同一含义)和5个井下监测台站。图2为图1所述数据经过本专利技术所述方法进行质量控制后的示意图；图中子波对齐程度反映微地震定位精度。此图数据的Qc＝0.68。图3为华北某地压裂监测获得射孔微地震时间记录图；图中横轴为检波器编号，纵轴为时间(单位毫秒)。图4为对图3数据定位反演结果经过本专利技术所述方法进行质量控制后的示意图；图中可见子波基本对齐，Qc＝0.8988。图5为应用快速逆时叠加算法得到的微地震定位反演成果图。图6为对图5中数据采用本专利技术所述质量控制方法后获得的微地震定位反演成果；其中，质量控制因子，Qc＝0.7。具体实施方式为了使本专利技术技术方案更容易理解，现结合附图采用具体实施例的方式，对本专利技术的技术方案进行清晰、完整的描述。应当注意，在此所述的实施例仅为本专利技术的部分实施例，而非本专利技术的全部实现方式，所述实施例只有示例性，其作用只在于为审查员及公众提供理解本
技术实现思路
更为直观明了的方式，而不是对本专利技术所述技术方案的限制。在不脱离本专利技术构思的前提下，所有本领域普通技术人员没有做出创造性劳动就能想到的其它实施方式，及其它对本专利技术技术方案的简单替换和各种变化，都属于本专利技术的保护范围。数据准备：1)微地震记录数据；2)定位成果数据，即震源位置X、Y、Z和事件发生的大致时间；3)反演工作中应用的速度资料；4)记录各台站的几何测量坐标数据；5)正演计算走时所需的其它资料，如地质和地形的资料等。上述数据可以为各种微地震定位方法获得的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微地震定位精度的质量控制方法，包括如下步骤：步骤一：获取一定反演时间段内的微地震监测数据；步骤二：拾取该时间段内各监测点微地震事件子波的初至T初至i，其中i为监测点数目；步骤三：通过微地震监测获得的震源位置坐标，各监测点位置坐标，已知速度参数和地下空间结构参数计算子波从震源位置到各监测点的走时T走时i；步骤四：根据各监测点微地震事件子波的初至T初至i和子波从震源位置到各监测点的走时T走时i，对微地震监测信号数据进行NMO处理和/或零距离时间差校正，得到校正后的微地震道集排列；步骤五：提取各道微地震子波振幅绝对值或子波能量，累加获得其和，记为S叠前平均；步骤六：将校正后各道微地震事件的时间序列叠加，获得叠加后的时间序列，提取叠加后子波振幅绝对值或子波能量，记为S叠后平均；步骤七：定义质量控制因子，应用S叠前平均归一化S叠后平均，获得质量控制因子。

【技术特征摘要】
1.一种微地震定位精度的质量控制方法，包括如下步骤：步骤一：获取一定反演时间段内的微地震监测数据；步骤二：拾取该时间段内各监测点微地震事件子波的初至T初至i，其中i为监测点数目；步骤三：通过微地震监测获得的震源位置坐标，各监测点位置坐标，已知速度参数和地下空间结构参数计算子波从震源位置到各监测点的走时T走时i；步骤四：根据各监测点微地震事件子波的初至T初至i和子波从震源位置到各监测点的走时T走时i，对微地震监测信号数据进行NMO处理和/或零距离时间差校正，得到校正后的微地震道集排列；步骤五：提取各道微地震子波振幅绝对值或子波能量，累加获得其和，记为S叠前平均；其中：测定各微地震道子波振幅或能量的平均值S叠前平均，通过或得到S叠前平均；其中N为道数，M为时间样点数；步骤六：将校正后各道微地震事件的时间序列叠加，获得叠加后的时间序列，提取叠加后子波振幅绝对值或子波能量，记为S叠后平均；步骤七：定义质量控制因子，应用S叠前平均归一化S叠后平均，获得质量控制因子。2.根据权利要求1所述的微地震定位精度的质量控制方法，其特征为，步骤一中所述时间段至少涵盖一个完整的微地震事件。3.根据权利要求1所述的微地震定位精度的质量控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛爱民，吴建光，艾建华，张平，刘辉，李兴锋，舒律，
申请(专利权)人：中联煤层气有限责任公司，北京派特森科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11