[发明专利]一种微地震信号到时自动拾取的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及微地震信号采集领域，尤其涉及一种微地震信号到时自动拾取的方法及装置。

背景技术

近年来美国大规模的页岩气开采引发了各国对页岩气资源的关注。我国致密砂岩油气藏和页岩气藏资源丰富，在松辽、鄂尔多斯、四川及南方诸多盆地均有分布，这些致密砂岩油气藏和页岩气藏的天然气资源将成为我国重要的能源支柱。对致密砂岩油气藏和页岩气藏主要采用水平井分段水力压裂技术方式开采,但水力压裂使地层形成新的裂缝，产生微震。监测微地震的分布和特征可为水力压裂设计和压裂效果的监测提供依据，提高开采效益。

微地震记录的特点是频率高、信噪比低，因此微地震事件的自动识别和初至到时拾取对实现海量微地震数据的自动处理有重要意义。对于天然地震事件，已提出了多种自动识别方法。这些方法主要根据在地震记录中地震事件到达前后质点振动性质差别构建特征函数加以判断。例如，根据在时间域能量和能量变化构建特征函数提出的长短时均值比方法(STA/LTA法)；根据在时间-频率域能量变化提出的频谱比方法；根据地震信号到达前后地震波形数据统计性质的差别提出的AIC方法，还有基于地震波形偏斜度和峭度的PAISK方法；以及分形分维方法等。与天然地震的记录相比，微震的震级更小，通常在1级以下，而且信噪比更低。因此在致密砂岩油气藏和页岩气藏的开采中，如何对微地震进行到时自动拾取地震信号尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微地震信号到时自动拾取的方法及装置，解决了在致密砂岩油气藏和页岩气藏的开采中，如何对微地震进行到时自动拾取地震信号的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种微地震信号到时自动拾取的方法，包括：

获取地震波的N个样点，通过得到的第i个样点前M个地震波形数据计算第i个样点处的峭度K_i，其中N、M、i为自然数；

设置得到的第i个样点处的峭度K_i作为特征函数E_i，通过特征函数E_i的长短时均值比判断微地震信号的初至位置，其中，短时均值函数为：α_i=(1-C₃)·α_i-1+C₃·E_i；长时均值函数为：β_i=(1-C₄)·β_i-1+C₄·E_i；若地震信号的位置满足下列条件，则判定该位置为微地震信号的初至位置：

1)α_i≥r₁·β_i且α_i≥r₂；

2)满足条件1的位置记为n，由位置n向时间减小方向进行搜索K_i的数值，直到K_i≤K_i-1；

其中，C₃为短时均值的权系数、C₄为长时均值的权系数；r₁为长短时均值比阀值，r₂为峭度短时均值的阀值。

本发明还提供了一种微地震信号到时自动拾取的装置，包括：

获取地震波形峭度模块，用于获取地震波的N个样点，通过得到的第i个样点前M个地震波形数据计算第i个样点处的峭度K_i，其中N、M、i为自然数；及

判断初至位置模块，用于设置得到的第i个样点处的峭度K_i作为特征函数E_i，通过特征函数E_i的长短时均值比判断微地震信号的初至位置，其中，短时均值函数为：α_i=(1-C₃)·α_i-1+C₃·E_i；长时均值函数为：β_i=(1-C₄)·β_i-1+C₄·E_i；若地震信号的位置满足下列条件，则判定该位置为微地震信号的初至位置：

1)α_i≥r₁·β_i且α_i≥r₂；

2)满足条件1的位置记为n，由位置n向时间减小方向进行搜索K_i的数值，直到K_i≤K_i-1；