一种利用微地震进行震源机制分析的方法技术

本发明专利技术是有关于一种利用微地震进行震源机制分析的方法，包括：在同一监测区不同位置设置多个地震记录仪进行监测；选择具有很强相关性的地震信号记录片段进行处理；指定波形相对清晰的记录做指定道，将其它记录道与指定道做互相关处理，得出绝对值最大的相关系数位置，以此得出其它记录道与指定道的时差；时间偏移，将最大相关系数为正的其它记录叠加到指定道上；叠加后显示地震波形的，多次偏移和叠加得出多数道清晰波形；依据最大相关系数的正负把记录分为两组，指定记录道分在相关系数为正的一组，依据两种符号做出震源机制。本发明专利技术可以大幅度提高微地震解释质量，为人工压裂裂缝检测结果的可靠性提供依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微地震监测
，特别是涉及一种利用地面微地震进行震源机制分析的方法。
技术介绍
在非常规油气开采过程中，均需要使用微地震技术监测压裂、注水施工过程，以解释压裂裂缝方向、形态，注水前缘分布、波及区。微地震通常是指-1至-5级地震，震级微小，能量弱，信号分辨难度大。通过震源机制分析可以大幅度提高微地震解释质量，例如判断压裂、注水效果，区别压裂有效裂缝、无效裂缝及其方向。现有技术中，井下微地震监测可以得到清晰的S波记录，震源机制分析较为易行；但其施工难度大，费用高，使用机会少。油田工程性监测通常使用地面微地震监测，地面微地震监测通常难以得到原生S波记录，仅得到P波记录，且清晰度差。依据P波记录做震源机制分析时，一般要分辨出P波初动符号，即使较大的地震，分辨初动符号也存在很大的错误几率，地面记录到的微地震就更难分辨出可靠的初动符号。由此可见，现有方法在地面微地震震源机制分析中存在着明显的不足和缺陷，亟待进一步改进，如何创设一种全新的，用地面微地震记录做出震源机制分析的方法，使其大幅度提高微地震解释质量，为人工压裂裂缝监测结果的可靠性提供依据，解决由监测资料本身验证人工裂缝监测结果的难题，实属当前研发的重要课题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，使其可以大幅度提高微地震解释质量，为人工压裂裂缝检测结果的可靠性提供依据，解决由监测资料本身验证人工裂缝监测结果的难题，从而克服现有技术的不足。为解决上述技术问题，本专利技术提供，包括以下步骤A、在同一监测区不同位置设置多个地震记录仪进行监测，每个地震记录仪形成一个地震信号记录；B、在监测到的记录中，选择具有很强相关性的地震信号记录片段进行处理；C、指定波形相对清晰的记录做指定道，将其它记录道与指定道做互相关处理，得出绝对值最大的相关系数位置，以此得出其它记录道与指定道的时差；D、依据得到的时差做时间偏移，使各记录道在时间上对齐，将最大相关系数为正的其它记录叠加到指定道上；E1、叠加后显示地震波形的，多次重复步骤C进行偏移和叠加，得出多数道清晰波形，则判断该片断的微地震信号满足做震源机制的要求，继续步骤F ；E2、叠加后不能显示地震波形，或者多次偏移、叠加后不能做出多数道清晰波形，则判断该片断没有合格的微地震信号，并返回步骤B ；F、依据最大相关系数的正负把记录分为两组，指定记录道分在相关系数为正的一组，依据两种符号做出震源机制。作为本专利技术的进一步改进，所述的步骤A中在同一监测区不同位置设置12个以上地震记录仪。所述步骤A中所述的地震记录仪输入噪音低于1.5微伏。所述步骤C中，所述的时差为做互相关时，由其它记录道相对指定道的移动的量值得出；所述的相关系数的计算公式为:R(η)= (1/Ν) Σ [x(m)y (m+n)]其中，R(η)为相关系数，m e ，N为一个地震波形长度，η为记录在时间轴的移动数值，m、η的采样率为1000次/秒，通过连续改变η的值找到绝对值最大的相关系数 R(n)。采用以上设计后，本专利技术与现有技术比较有以下有益效果:1、本专利技术提出的地面微地震震源机制分析方法可以大幅度提高微地震解释质量，如判断压裂、注水效果:震源机制以张性地震为主时，压裂形成新裂缝，压裂效果偏好；震源机制以剪切性地震为主时，压裂裂缝沿着旧有裂缝，压裂效果偏差。注水过程则恰好与上述过程相反，以剪切性地震为主时，注水沿着旧缝，效果较好。地面微地震震源机制分析方法还可以用来区别压裂有效裂缝、无效裂缝及其方向:有效裂缝通常以张性地震居多。2、由于震源机制结果不依赖于速度模型，只与台站相对震源的位置有关，震源机制的一个节面方向与压裂裂缝方向一致，为人工压裂裂缝监测结果的可靠性提供了依据，解决了由监测资料本身验证人工裂缝监测结果的难题。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。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，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是本专利技术利用微地震进行震源机制分析的方法流程图。图2是剪切型震源机制原理图。图3是张性震源机制原理图。图4是在某油田压裂记录得到的一组微地震波形图。图5是通过本专利技术的相关分析给出的图4微地震波形时序、时差图。图6是通过本专利技术时间偏移、叠加后的微地震波形。图7是通过由最大相关系数的正负号给出的到时符号分组。图8本专利技术震源机制分析图例。图9通过本专利技术微地震监测得出的某油田人工裂缝方向平面俯视图。具体实施例方式本专利技术是，请参阅图1所示，其步骤包括:第一步，在期望做出地震机制的地面微地震监测区通常使用12个以上地震记录仪，布置在监测区不同位置上，用于记录油田压裂、注水时的微地震。每个地震记录仪形成一个地震信号记录。记录时，要求记录仪器输入噪音低于1.5微伏，使用北京科若思技术开发股份有限公司研制的LFSJ- V微地震记录仪可以实现监测需求，该仪器采样位32位，采样率1000次/秒，95%以上时间段仪器输入端噪音小于1.5微伏，有很高的信噪比。第二步，请配合参阅图4所示，在同一震源检测区的不同位置的地震台上记录到的同一地震的信号，具有完全相近的幅频特性，是有很强相关性的数列；只是震源距不同，到时不同。因此，在不同位置监测到的信号中，针对地震信号特有的波形、频谱特征，如:信号前缘升起、后缘衰减、波形包络、拐角频率、幅频异常等特征，由计算机连续搜索、优选符合上述特征的片段，若一道的上述特征与其它道有很强的相关性，则做进一步的地震信号处理。第三步，请配合参阅图5所示，选定一个波形相对清楚的记录做指定道，将其它记录道与指定道做互相关处理，得出绝对值最大的相关系数位置，据此得出其它记录道与指定道的时差。其中，其它道在时间轴上前、后移动，使相关系数的绝对值最大，移动范围可以根据台站分布可能出现的最大时差确定。相关系数的计算公式为:R (n) = (1/Ν) Σ [x (m) y (m+n)]其中，R (η)是相关系数，对m的求和限从零至一个微地震波形长度N，m从O到N_1变化。η是记录在时间轴的移动数值，m、n的采样率为1000次/秒，即η变化1，时间改变I毫秒。连续改变η的数值，就可以找到绝对值最大的相关系数。各道间时差可由其它道相对指定道的移动的量值η给出。第四步，依据得到的时差做时间偏移，使各道在时间上对齐，将做过时间偏移的其它记录道叠加到指定道上。微地震初动分成为正号(初震动向上)、为负号(初震动向下)二类；二者的震相相差180度。把最大相关系数为正的其它道的地震记录根据上一步得到的时差做时间偏移，叠加到指定道上，震动信号会得到增强。地震是断层、裂缝二盘相对移动的结果，在断层、裂缝移动的前方，地震初动振幅向上，初动符号为正号；在断层、裂缝移动的后方，地震初动振幅向下，初动符号为负号；同种符号的记录做互相关，最大相关系数为正；否则为负。第五步，检视经偏移叠加的记录是否显示地震波形，如果有波形，则依据第三步得到的时差做其它道的相关、偏移、叠加，经过多次叠加后其它道也应该显示出清晰波形。请配合参阅图6所示，如果多数道显示出清晰的波形，该记录片断有合格的微地震信号。请配合参阅图7所示，将显示清晰波形的微地震记录，分成最大相关系数为正、为负二组，指定道分在最大相关系数为正一组。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微地震进行震源机制分析的方法，其特征在于包括以下步骤：A、在同一监测区不同位置设置多个地震记录仪进行监测，每个地震记录仪形成一个地震信号记录；B、在监测到的记录中，选择具有很强相关性的地震信号记录片段进行处理；C、指定波形相对清晰的记录做指定道，将其它记录道与指定道做互相关处理，得出绝对值最大的相关系数位置，以此得出其它记录道与指定道的时差；D、依据得到的时差做时间偏移，使各记录道在时间上对齐，将最大相关系数为正的其它记录叠加到指定道上；E1、叠加后显示地震波形的，多次重复步骤C进行偏移和叠加，得出多数道清晰波形，则判断该片断的微地震信号满足做震源机制的要求，继续步骤F；E2、叠加后不能显示地震波形，或者多次偏移、叠加后不能做出多数道清晰波形，则判断该片断没有合格的微地震信号，并返回步骤B；F、依据最大相关系数的正负把记录分为两组，指定记录道分在相关系数为正的一组，依据两种符号做出震源机制。

【技术特征摘要】
1.一种利用微地震进行震源机制分析的方法，其特征在于包括以下步骤: A、在同一监测区不同位置设置多个地震记录仪进行监测，每个地震记录仪形成一个地震信号记录； B、在监测到的记录中，选择具有很强相关性的地震信号记录片段进行处理； C、指定波形相对清晰的记录做指定道，将其它记录道与指定道做互相关处理，得出绝对值最大的相关系数位置，以此得出其它记录道与指定道的时差； D、依据得到的时差做时间偏移，使各记录道在时间上对齐，将最大相关系数为正的其它记录叠加到指定道上； E1、叠加后显示地震波形的，多次重复步骤C进行偏移和叠加，得出多数道清晰波形，则判断该片断的微地震信号满足做震源机制的要求，继续步骤F ； E2、叠加后不能显示地震波形，或者多次偏移、叠加后不能做出多数道清晰波形，则判断该片断没有合格的微地震信号，并返回步骤B ; F、依据最大相关系数的...

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