[发明专利]用于三分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法

说明书

技术领域

本发明属于地球物理勘探微地震监测技术领域，更具体地讲，涉及一种用于三分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法。

背景技术

微地震监测技术是近年来快速发展起来的解决低渗透油气藏开发的重要技术。尽管20世纪70年代已经进行过微地震压裂的监测，但那时只是作为实验性质。随着国家对能源开发的进一步重视及需求，微地震监测与研究对致密砂岩、页岩等非常规油气藏的开发起到至关重要的作用，我国每年至少有上万口井需要做微地震监测。微地震监测技术是通过对相邻井中的地震检波器接收到的来自压裂井在压裂过程中产生的微地震信号(目前主要指微地震初至旅行时)进行分析，来描述压裂过程中裂缝生长的几何分布以及流体运移特征(例如裂缝的高度、长度以及方位)。这些信息可以优化压裂设计以及提高油气藏管理，从而提高油气田的产能。

现在国内普遍流行的微地震监测方法仍然是深井监测。微地震监测的关键在于实时处理效率和定位精度，然而，对于微地震深井监测的P波或S波，其初至波的自动拾取存在困难，难以保证每个检波器的初至波拾取都能达到准确。并且，微地震深井监测必须依赖检波器的方位角信息从而达到定位的目的，而检波器方位角误差必然导致定位结果在X、Y方向出现极大的错误，甚至导致定位结果出现画弧现象，从而大大地影响微地震监测裂缝分布规律。因此，如何在现场实时自动处理过程中自动质控、计算并提高方位角精度，是微地震深井监测的难题。

发明内容

针对存在的微地震监测问题，本发明的目的在于提供一种用于多分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法，以提高微地震监测实时自动处理过程中的自动处理效率和定位精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于三分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法，所述方法包括以下步骤：A、对多个三分量检波器中的一个三分量检波器接收到的微地震事件拾取P波初至波或S波初至波；B、取包括所述P波初至波或S波初至波的初至时间点在内的预设时窗范围内的两个水平分量数据进行矢端分析并绘制矢端图，利用所述矢端图求取所述一个三分量检波器的方位角；C、对所述矢端图进行椭圆拟合并求取椭圆的长轴和短轴；D、对所述椭圆与所述矢端图进行残差分析并求取残差；E、利用所述椭圆的短轴和长轴之比以及所述残差求取所述一个三分量检波器的方位角可靠性值；F、重复步骤A至E，求取多个三分量检波器中的每个三分量检波器的方位角和方位角可靠性值；G、将多个三分量检波器的方位角可靠性值按照大小进行升序排序，取所得排序序列的前面3～5个方位角可靠性值所对应的三分量检波器作为有效检波器并将所述有效检波器的方位角作为优选方位角；H、将所得优选方位角求平均得到有效方位角，并将所述有效检波器对应的P波初至波或S波初至波作为有效初至波序列；I、将所述有效方位角和有效初至波序列用于微地震事件的自动定位。

根据本发明的用于三分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法的一个实施例，所述方位角是微地震事件的发生位置与一个三分量检波器的设置位置的连线在水平面的投影线与正北方向的夹角并且所述夹角沿着顺时针的旋转方向进行计算。

根据本发明的用于三分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法的一个实施例，在步骤B中，利用最小二乘算法或偏振分析法对矢端图进行分析求取所述一个三分量检波器的方位角。

根据本发明的用于三分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法的一个实施例，在步骤D中，所述残差为所述矢端图中各点映射到椭圆上的点的距离之和。

根据本发明的用于三分量检波器接收的微地震事件方位角自动质控方法的一个实施例，在步骤E中，利用式1求取方位角可靠性值Re，式1为：

R_e＝a*b₁+r*b₂

在式1中，a为归一化之后的短轴和长轴之比，r为残差；b₁和b₂分别为a和r的权值系数，且b₁+b₂＝1。

本发明可以在微地震监测实时自动处理过程中极大地提高自动处理效率和定位精度，有利于拓展微地震监测技术在非常规油气藏压裂实时指导中的运用和可靠性。并且，本发明不仅保持了微地震初至旅行时计算的精确，而且具有运算速度快以及计算稳定等优点。

具体实施方式

以下，将详细说明本发明的示例性实施例。