[发明专利]基于网格搜索的井下微地震事件实时反演定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种基于网格搜索的井下微地震事件实时反演定位方法。

背景技术

水力压裂是油气田生产开发过程中用来实现增产增注的主要手段之一。七十年代以来，低渗透性和特低渗透性油气层广泛采用大型水力压裂。研究裂缝的发育过程，预测水力压裂效果，并确定最佳方案对于压裂施工具有重要的指导意义。压裂过程模拟的研究最早可追溯至六十年代，当时的研究局限于完全忽略岩石力学分析的公式和后来发展起来的一些简单的二维模型，但是这些模型并不符合一般的现场实际压裂的条件。八十年代，压裂过程的分析研究取得了较大进展，但是距离完全成熟地应用于实际生产还有一定的差距。对于建立完善的压裂分析方法，研究可靠的裂缝诊断方法是一个重要课题。

在水力压裂和油气开采过程中，人们发现在向井底注水加压的过程中，地下会发生大量的可记录水平的微震，这自然引发了人们关于利用这些微震来进行压裂检测的思考。之后，随着人们对岩石破裂声发射现象研究的不断加深以及微震检测在采矿业中的广泛应用，石油工业界也开始逐渐认可通过检测水力压裂过程中产生的微震来描述地下裂缝发育过程的方法。从20世纪70年代开始，人们进行了一系列针对水力压裂微震监测的试验，这些试验证明了水力压裂的确可以诱发大量微地震，利用这些微地震事件进行压裂监测也取得了初步的成功。随着微地震监测设备和数据处理方法的不断进步，记录到的微地震数据质量越来越高，人们对微地震的研究也更加深入，并且取得了大量对实际生产具有重要指导意义的研究成果。时至今日，微地震已经发展成为了一种进行水力压裂监测的重要技术手段，并且在页岩油气、致密砂岩油气等非常规油气资源开发领域取得了巨大成功。

微地震的应用中，需要反演出震源的准确位置，如何精确反演出震源位置坐标是微地震应用的一项关键技术。随着微地震技术的迅速发展，微地震定位算法及实现技术不断地创新与改进，在最初出现的震源定位方法中，主要是基于直达波初至与地层模型的反演方法，初至反演的定位方法基本可以分为两大类：直接定位和相对定位。第一类方法的基本思路基本上都是基于模型的正反迭代反演，利用拾取的直达P、S波初至反演震源位置或发震时刻，使得模拟的初至与实际拾取的初至误差达到最小，这种方法是目前应用最为广泛的一种方法；另一类方法也就是相对定位方法，该方法认为地震事件不是单个出现而是成簇出现，而且波形上具有相似性，在这些成簇出现的微地震事件中会有一个或多个能量强的地震事件，对这些强事件利用直接定位的方法进行位置反演得到震源位置，再根据波形的相似性对其他能量较弱的微地震事件进行定位。

目前常用的震源定位算法大都需要用到微地震事件P波和S波的到时信息，某些微地震事件由于其信噪比较低，拾取出的初至到时通常存在较大误差，因此，研究一种具有较强抗噪性的震源定位方法是非常有必要的。为此我们发明了一种新的基于网格搜索的井下微地震事件实时反演定位方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种提供用于微地震震源定位技术的基于网格搜索的井下微地震事件实时反演定位方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于网格搜索的井下微地震事件实时反演定位方法，该基于网格搜索的井下微地震事件实时反演定位方法包括：步骤1，在井口下包含微地震源的空间中建立速度模型；步骤2，对微地震事件进行P波、S波初至时间拾取；步骤3，计算微地震事件每道记录P波初至的偏振度和偏振方向；步骤4，建立反演目标函数，波场正演计算网格点到观测系统的理论初至走时；步骤5，计算目标函数值，确定震源位置；步骤6，计算震源的三维空间位置坐标。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

步骤1包括：

根据声波测井资料及其它速度资料对井口下包含微地震源的空间中建立初始速度模型；

通过使用射孔记录或其它定位记录的初至时差以及已知的接收、激发位置信息，在初始速度模型的基础上进行反演获得精确的速度模型。

步骤2包括：

从微地震监测资料中识别出微地震事件；

对识别出的微地震事件进行P波、S波初至拾取。

在步骤3中，使用极化分析方法计算每道记录P波初至的偏振度P和偏振方向α，P和α的计算式分别为：