【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微地震信号处理领域，具体涉及一种水平井压裂微地震监测s波分段能量补偿方法及系统。
技术介绍
1、在实际压裂监测中，岩石挤压产生的震源往往是剪切波为主，微地震事件会同时产生p波信号与s波信号，但s波信号能量远远强于p波，微地震事件震源研究考虑s波更可靠。通常，微地震监测数据是指：在水力压裂引起地下岩石破碎而产生的人工裂缝过程中，检波器接收到的单个p波或单个s波或p&s波组合信号。
2、微地震监测一般包括：地面微地震与井中微地震。井下三分量检波器放置在观测井段，接收微地震全波场信号，相对于地面微地震监测，井中接收到的数据信噪比较高、微地震事件个数与类型较丰富。与地面微地震单分量监测相比，井中微地震三分量监测对s波更敏感，即井中监测到更多更强的s波信号。
3、但是，由于井中微地震检波器个数有限(一般是设置12～32级三分量井中检波器)，导致监测范围较小，并且监测距离不同，检波器接收到的微地震事件的s波差异较大，引起井中微地震定位方法容易出现不稳定的微地震解释结果。
4、在微地震弱信号能量补偿处理中，通过能量补偿可以减少井中微地震监测距离影响。目前增强信号的手段包括：通过去除随机噪音和线性干扰，提高数据的信噪比，从而增强有效信号；基于地表或地层吸收因子进行能量补偿。
5、根据能量守恒原理，s波在界面上发生透射与反射时，如果透射角越小，透射波能量则越强而反射波能量越弱，反之，如果透射角越大，透射能量则越弱而反射波能量越强。针对水平井压裂井中微地震观测方式，检波器接收到的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种水平井压裂微地震监测s波分段能量补偿方法及系统，消除或部分消除监测距离对s波信号能量的影响，使得同一能量级别震源在不同监测距离激发的信号在检波器接收到的s波信号能量相当或接近。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种水平井压裂微地震监测s波分段能量补偿方法，所述方法首先构建微地震事件s波初至拾取函数，获取s波信号能量，然后利用微地震事件位置、检波器位置，分段构建微地震事件s波的线性能量补偿函数和非线性能量补偿函数，最后输入任意微地震事件的空间位置，根据水平监测距离获得微地震事件的s波信号能量补偿因子，并利用s波信号能量补偿因子实现水平井压裂微地震监测s波信号能量补偿。
4、优选的，所述方法包括：
5、(1)，输入原始微地震事件s波信号，拾取s波初至时间和s波信号能量；
6、(2)，分段构建s波线性能量补偿函数、s波非线性能量补偿函数；
7、(3)，利用s波线性能量补偿函数或s波非线性能量补偿函数对任意微地震事件的s波进行能量补偿。
8、优选的，(1)的操作包括：
9、(11)，对微地震数据进行数据处理，得到n个监测距离从近到远的微地震事件s波数据与空间位置；
10、(12)，构建s波初至拾取函数，拾取s波初至时间和s波信号能量。
11、优选的，(12)的操作包括：
12、(121)，定义长时窗l1、短时窗l2，l1的时窗长度大于l2的时窗长度，构建基于s波振幅权系数的s波初至拾取函数：
13、
14、
15、其中，i表示第i个微地震抽样事件，j表示第j个时间样点，n为微地震抽样数据的总量，m为时间样点的总量，asi,j、ersi,j、fsi(tj)分别为第i个微地震抽样事件第j个时间样点对应的s波振幅值、长短时窗能量比、s波初至拾取函数；
16、(122)，通过搜索s波初至拾取函数的最大值获得s波初至时间t*；
17、(123)，定义一个时窗ws，利用下式获得微地震事件s波信号能量seni：
18、
19、优选的，时窗ws的大小为一个子波长度对应的时间样点长度。
20、优选的，(2)的操作包括：
21、(21)，利用下式计算n个微地震事件的水平监测距离、检波器透射角：
22、lsi＝|sxi-rx|，(i＝1,……n) (4)
23、
24、其中，(sxi，syi)为微地震事件的空间位置，(rx，ry)为检波器的坐标，lsi、θsi分别为微地震事件的水平监测距离、检波器透射角；
25、(22)，定义检波器透射角与水平监测距离组合的自变量函数g(θsi,lsi)：
26、
27、计算出n个微地震事件对应的函数g(θsi,lsi)的数值；
28、(23)，构建水平监测距离大于1000米的微地震事件s波线性能量补偿函数fsen1(θsi,lsi)：
29、fsen1(θsi,lsi)＝c1*g(θsi,lsi)+c2，(i＝n*+1,……n) (7)
30、其中，当n*+1≤i≤n时，lsi>1000，c1、c2为补偿函数fsen1(θsi,lsi)的线性系数；
31、(24)，利用监测距离从近到远对应序号为(n*+1)到n的微地震事件的s波信号能量seni，形成一个超定方程组：
32、
33、(25)，求解超定方程组，获得系数c1、c2的值；
34、(26)，构建水平监测距离小于或等于1000米的微地震事件s波非线性能量补偿函数fsen2(θsi,lsi)：
35、fsen2(θsi,lsi)＝d1*(g(θsi,lsi))2+d2*g(θsi,lsi)+d3，(i＝1,……n*) (9)
36、其中，当i≤n*时，lsi≤1000，d1、d2、d3为补偿函数fsen2(θsi,lsi)的非线性系数；
37、(27)，利用监测距离从近到远对应序号为1到n*的微地震事件的s波信号能量seni，形成一个超定方程组：
38、
39、(28)，求解超定方程组，获得系数d1、d2、d3的值。
40、优选的，(25)、(28)中是利用奇异值分解svd方法求解超定方程组。
41、优选的，(3)的操作包括：
42、(31)，假设微地震事件的空间位置为(eventx，eventy)，分别计算得到该微地震事件的监测距离levent、检波器透射角θevent与自变量函数g(θevent，levent)；
43、(32)，当levent>1000米时，利用下式获得微地震事件的s波信号能量补偿因子sq*：
44、
45、当leve本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法，其特征在于：所述方法首先构建微地震事件S波初至拾取函数，获取S波信号能量，然后利用微地震事件位置、检波器位置，分段构建微地震事件S波的线性能量补偿函数和非线性能量补偿函数，最后输入任意微地震事件的空间位置，根据水平监测距离获得微地震事件的S波信号能量补偿因子，并利用S波信号能量补偿因子实现水平井压裂微地震监测S波信号能量补偿。
2.根据权利要求1所述的水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法，其特征在于：所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法，其特征在于：(1)的操作包括：
4.根据权利要求3所述的水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法，其特征在于：(12)的操作包括：
5.根据权利要求4所述的水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法，其特征在于：时窗WS的大小为一个子波长度对应的时间样点长度。
6.根据权利要求2所述的水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法，其特征在于：(2)的操作包括：
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求2所述的水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法，其特征在于：(3)的操作包括：
9.一种水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿系统，其特征在于：所述系统包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行权利要求1-8任一项所述的水平井压裂微地震监测S波分段能量补偿方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种水平井压裂微地震监测s波分段能量补偿方法，其特征在于：所述方法首先构建微地震事件s波初至拾取函数，获取s波信号能量，然后利用微地震事件位置、检波器位置，分段构建微地震事件s波的线性能量补偿函数和非线性能量补偿函数，最后输入任意微地震事件的空间位置，根据水平监测距离获得微地震事件的s波信号能量补偿因子，并利用s波信号能量补偿因子实现水平井压裂微地震监测s波信号能量补偿。
2.根据权利要求1所述的水平井压裂微地震监测s波分段能量补偿方法，其特征在于：所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的水平井压裂微地震监测s波分段能量补偿方法，其特征在于：(1)的操作包括：
4.根据权利要求3所述的水平井压裂微地震监测s波分段能量补偿方法，其特征在于：(12)的操作包括：
5.根据权利要求4所述的水平井压裂微地震监测s波分段能...
【专利技术属性】
技术研发人员：余波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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