正演网格搜索定位及微地震信号识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种正演网格搜索定位及微地震信号识别方法及装置。所述方法包括：以偏大的初始半径将被监测区划分为一次三维网格；设定网格节点是可能的震源位置，依据其它方法测定的速度模型，用时间偏移、叠加理论，及互相关计算技术，分时逐次搜索、比较每个节点；偏移其发出的地震波至各个台站的时间，对齐走时，进行波形叠加；若振幅明显增大，信号变得清晰，则该节点为一次三维网格中最接近震源位置的节点，同时识别微地震信号；震源位置的误差是一次网格节点间距的二分之一。本发明专利技术提供的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法及装置提高了微地震监测中定位及信号识别的可靠性，其理论、技术得到油田专家的认可。

Forward grid search and location and micro seismic signal recognition method and device

The invention provides a forward grid search positioning and micro seismic signal recognition method and device. The method includes: dividing the monitored area into a three-dimensional grid with a larger initial radius; setting the grid node as a possible source location, searching and comparing each node step by step in time according to the velocity model determined by other methods, using time migration, superposition theory and cross-correlation calculation technology; offsetting the time of the seismic wave sent out to each station, and aligning the travel time, If the amplitude is obviously increased and the signal becomes clear, the node is the closest to the source position in the primary three-dimensional grid, and the micro seismic signal is recognized at the same time; the error of the source position is one half of the primary grid node spacing. The forward grid search positioning and micro seismic signal recognition method and device provided by the invention improve the reliability of positioning and signal recognition in micro seismic monitoring, and its theory and technology are recognized by oilfield experts.

【技术实现步骤摘要】
正演网格搜索定位及微地震信号识别方法及装置
本专利技术涉及微地震观测
，特别是涉及一种正演网格搜索定位及微地震信号识别方法及装置。
技术介绍
油田、矿山微地震监测及其资料分析，是了解油田地下裂缝的一种新技术、方法。得到国内外专家、学者的推崇，得到广泛的应用。油田压裂，特别是大型水平井压裂，需要较高的监测、资料解释可信度，而且需要实时给出监测、分析结果，以控制压裂施工过程。这就需要定位精度高，又有足够快的定位及微地震信号识别技术、方法。我们提出的正演网格搜索定位及微地震信号识别正是适合油田压裂实时监测的需求提出的，弥补了以往定位、分析技术存在的不足。该技术定位、信号识别同步进行；可以采用复杂速度模型，定位精度高；微地震信号识别客观、可靠；在进入现场前做出工程文件，减少现场计算量，满足多台站(70站以上)实时定位、分析的要求。以往，采用模式识别、神经网络识别技术。首先识别微地震信号，给出微地震到时，再依据到时反演震源位置；信号识别依据依赖人为设定，人为因素较重；反演定位仅能采用较为简单的速度模型，定位精度低；现场计算量大，不能满足多台站(12站以上)实时定位、分析要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种正演网格搜索定位及微地震信号识别方法及装置，能够提高微地震监测中定位及信号识别的可靠性，其理论、技术得到油田专家的认可。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，所述方法包括：以初始半径将被监测区划分为三维网格；根据预设的速度模型，确定震源在所述三维网格中的初始位置；其中，根据预设的速度模型，确定震源在所述三维网格中的初始位置，包括：各台站记录到信号后，依据预设的时差表，偏移时间，进行叠加；如果以某个节点的走时、时差做出偏移、叠加，信号清晰度显著增加，则所述节点即为震源。在一些实施方式中，根据预设的速度模型确定震源在所述三维网格中的初始位置，还包括：根据所述速度模型，台站位置在监测前计算出各节点至各台站的走时，列出其走时表，相对标准的时差表，做出工程文件。在一些实施方式中，使用所述速度模型计算地震波须使用以下两个公式：h1tanαm1+h2tanαm2+…+hntanαmn＝rm其中，αmn是相对第m个台站、第n层地震射线出射角，h1、h2、…、hn是各层厚度，v1、v2、…、vn是各层的P波波速。在一些实施方式中，所述速度模型还包括以下两个公式：h1+h2+…+hn＝H其中，αmn是相对第m个台站、第n层地震射线出射角，h1、h2、…、hn是各层厚度，v1、v2、…、vn是各层的P波波速。在一些实施方式中，正演网格搜索定位及微地震信号识别方法还包括：以所述三维网格的误差半径的一半为二次半径，将被监测区再次划分为二次三维网格；根据互相关计算结果，确定所述震源在所述二次三维网格中的具体位置。在一些实施方式中，根据互相关计算结果，确定所述震源在所述二次三维网格中的具体位置，包括：用互相关方法计算出不同台站信号的走时，选择居中走时计算走时差；计算出各节点至各台站走时，选择居中走时对应的台站计算出走时差；某个节点及其地震记录计算出的二个走时差满足预设关系，则该节点为二次搜索得到的震源，取代一次搜索的震源；没有满足所述预设关系的二次节点，则取消该震源；其中，所述预设关系由如下公式给出：其中，ΔTi是某一节点至各台站走时与上述对应台站的时差，Δti是由互相关计算出的走时与居中走时的走时差。在一些实施方式中，所述三维网格的误差半径为所述三维网格的节点间距的一半。在一些实施方式中，每次叠加，波幅的平均值增加0.3，视为信号清晰度显著增加。在一些实施方式中，所述初始网格间距为100米，所述三维网格的定位误差半径为50米。此外，本专利技术还提供一种正演网格搜索定位及微地震信号识别装置，所述装置包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据前文所述的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法。采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：提高了微地震监测中定位及信号识别的可靠性，其理论、技术得到油田专家的认可。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术提供的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法的流程图；图2是本专利技术提供的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法的流程图；图3是本专利技术提供的微地震一次三维网格偏移、叠加、定位示意图；图4是本专利技术提供的微地震二次三维网格偏移、叠加、定位示意图；图5是本专利技术提供的微地震监测采用的速度模型图；图6是本专利技术提供的正演网格搜索定位及微地震信号识别装置的结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术一种实施方式提供的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法的流程。参见图1，正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，包括：S11，以初始半径将被监测区划分为三维网格。S12，根据预设的速度模型，确定震源在所述三维网格中的初始位置。本技术，提高了微地震监测中定位及信号识别的可靠性，其理论、技术得到油田专家的认可。已经多次应用于油田、煤层气、页岩气压裂监测过程中，得到用方的认可、验收。图2示出了本专利技术另一种实施方式提供的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法的流程。参见图2，正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，包括：S21，以初始半径将被监测区划分为一次三维网格。S22，根据预设的速度模型，确定震源在所述一次三维网格中的初始位置。S23，以所述一次三维网格的误差半径的一半为二次半径，将被监测区再次划分为二次三维网格。S24，根据互相关计算结果，确定所述震源在所述二次三维网格中的具体位置。正演网格搜索定位及微地震信号识别理论与技术是作者提出，并在油田微地震监测中得到成功应用的技术，可以满足70个以下台站实时监测需求。现寻求专利保护。用12个以上放在地面上的地震仪，把被监测区切分成三维网格(图3)。假定每一个节点为震源。监测前，计算出来自空间网格每一个节点至全部监测站的地震波走时，给出某一个节点至一指定监测站与至其他监测站的走时差，做出工程文件；监测时，逐段把其他台站的地震记录做时差矫正后叠加在指定台站的地震记录上，若叠加后某一时间段地震记录幅度明显增大，信号变得清晰，则存在来自这一节点的地震信号；否则该节点不是震源；由于仅有简单的加减运算，可以大幅度提高计算机管理台站的效率。使用时间偏移、微地震记录叠加技术，可以大幅度提高空间定位精度，把震源定位误差控制在10m以内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，其特征在于，包括：/n以偏大的初始半径将被监测区划分为三维网格；/n根据其它方法测定的速度模型，依据时间偏移、叠加理论及互相关技术确定震源在所述三维网格中的初始位置；/n其中，根据预设的速度模型，使用时间偏移、波形叠加确定震源在所述三维网格中的初始位置，包括：/n各台站记录到信号后，依据网格节点与各台站距离，现场施工前计算出由各节点至各台站的走时做出的时差表，对不同时段的地震波形偏移时间，进行叠加；/n如果以某个节点的走时、时差做出偏移、叠加，信号清晰度显著增加，则所述节点即为震源。/n

【技术特征摘要】
1.一种正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，其特征在于，包括：
以偏大的初始半径将被监测区划分为三维网格；
根据其它方法测定的速度模型，依据时间偏移、叠加理论及互相关技术确定震源在所述三维网格中的初始位置；
其中，根据预设的速度模型，使用时间偏移、波形叠加确定震源在所述三维网格中的初始位置，包括：
各台站记录到信号后，依据网格节点与各台站距离，现场施工前计算出由各节点至各台站的走时做出的时差表，对不同时段的地震波形偏移时间，进行叠加；
如果以某个节点的走时、时差做出偏移、叠加，信号清晰度显著增加，则所述节点即为震源。


2.根据权利要求1所述的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，其特征在于，根据其它方法测定的速度模型，使用时间偏移、波形叠加技术确定震源在所述三维网格中的初始位置，还包括：
根据所述速度模型，台站位置在监测前计算出各节点至各台站的走时，列出其走时表，相对标准的时差表，做出工程文件。


3.根据权利要求2所述的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，其特征在于，所述地震波形走时，使用速度模型由以下两个公式给出：
h1tanαm1+h2tanαm2+…+hntanαmn＝rm



其中，αmn是相对第m个台站、第n层地震射线出射角，h1、h2、…、hn是各层厚度，v1、v2、…、vn是各层的P波波速。


4.根据权利要求3所述的正演网格搜索定位及微地震信号识别方法，其特征在于，使用所述速度模型计算地震波走时还须包括以下两个公式：
h1+h2+…+hn＝H



其中，αmn是相对第m个台站、第n层地震射线出射角，h1、h2、…、hn是各层厚度，v1、v2、…、vn是各层的P波波速。


5.根据权利要求1所述的正演网格...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建中，唐超宇，
申请(专利权)人：刘建中，唐超宇，
类型：发明
国别省市：北京;11