[发明专利]基于数据库技术的纵横波时差定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探微地震监测技术，更具体地讲涉及一种结合数据库技术的纵横波时差定位方法。

背景技术

微地震监测就是通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震事件来监测生产活动之影响、效果及地下状态的地球物理技术。该方法是在油气藏开采开发的压裂过程中，通过在地面或井中布置的检波器而接收压裂施工中地层因压裂而产生人工裂缝时的微地震波(通称为微地震事件)。通过对接收到的微地震事件(P波和S波)进行一系列数据处理技术，将发生人工裂缝的空间位置反演出来，从而预测人工裂缝的发育趋势及空间展布，为压裂效果的评判及后期的油气田开采开发提供指导。现有的微地震监测定位反演的总体思路主要采取以下步骤：

步骤一：将检波器接收到的微地震信号P波和S波进行波至时间拾取；

步骤二：根据测井、射孔资料建立区域精细速度模型；

步骤三：根据步骤二建立的速度模型，利用非线性反演算法进行一个震源的定位；

步骤四：重复步骤三，最终完成对一个微地震事件定位。

上述方法中，对于一个记录的微地震事件，需要给定一个初始点(即初始空间位置估计)，若初始震源位置与当前记录的微地震事件空间的偏差很大，则在进行上述步骤三中，因为判断标准而导致出现局部极值，使得定位出的震源空间位置与实际微地震事件的空间位置误差较大。

若选用逐点搜索对地下空间位置进行震源扫描，则对每个记录的微地震事件，都会引起数量庞大的正演初至迭代计算，过大的计算量必将导致处理时间的延长。

微地震监测最重要的一点是在压裂施工的现场进行实时监测(在压裂施工的同时，能够在很短的时间内，根据接收到的微地震事件，反演出该微地震事件的空间坐标)，只有这样，才能真正地发挥微地震监测对压裂效果进行实时的评判和指导作用。因此，微地震监测震源位置的反演是计算速度和精度必须兼顾的技术问题。若保证不了反演定位精度，则可能得出错误的评判；若保证不了反演定位的速度，则不能保证微地震监测的实时性。

发明内容

为了克服在现有技术中的上述或其他缺点为此本发明提供一种基于数据库技术的纵横波时差定位方法。

本发明一种基于数据库技术的纵横波时差定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将微地震发生空间区域的网格的模拟的P波和S波的初至时间集写入初至时间数据库；(b)对监测的微地震事件进行波至时间拾取，以得到微地震事件的P波和S波的波至时间集；(c)对监测的微地震事件进行方位角求取，结合方位角误差范围及空间网格区域，得到满足方位角范围内的空间网格；(d)用已有的P波和S波的初至时间数据库中，搜索出该方位角的空间网格区域，结合微地震事件的波至事件集，进行微地震事件的空间位置的反演。

当再次发生另一微地震事件时，重复步骤(b)至步骤(d)，从而完成对该另一微地震事件的定位。

本发明的步骤(a)中的P波和S波初至时间集通过如下步骤而得出：(a1)根据微地震监测的测井资料和射孔数据建立微地震事件的P波速度模型V_P(x，y，z)和S波精细速度模型V_S(x，y，z)，其中，x，y，z分别表示笛卡尔坐标系中的x，y，z方向的坐标；(a2)建立微地震事件发生空间区域，对该微地震事件发生空间区域按照x，y，z方向进行网格剖分，从而得到I个网格，其中，第i个网格表示为Volume_i(x，y，z)，I是自然数；(a3)利用射线追踪算法和布置在地面或井中的检波器，模拟出第i个网格Volume_i(x，y，z)所表示的微地震点的P波和S波初至时间集i是小于或等于I的自然数。

本发明步骤(c)中求取方位角的过程包括：(c1)对第m个事件的第j个检波器所接收到的P波或S波的两个水平分量取一定长度的时窗；(c2)对该时窗内的P波或S波的x和y分量进行偏振分析，可得第m个微地震事件的第j个检波器所表示的方位角；(c3)针对J个检波器的方位角求平均，则得到第m个微地震事件的方位角，其中m是自然数。

当选用P波的方位角时，则求出的P波方位角是微地震事件的真实方位角。

当选用S波的方位角时，则微地震事件的方位角与该S波的求出的方位角有90°的角度差。

本发明的步骤(d)包括：(d1)根据式1进行微地震发生方位区间的判别，