[发明专利]一种微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及灾害和资源与环境领域，具体涉及一种微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法。

背景技术

微地震逆时叠加定位技术已经被应用多年，在利用地面和井中微地震数据进行震源定位方面扮演了重要角色。由于充分利用了微地震振幅信息、相位信息和地震波走时等多种信息，所以定位精度较高。但是，所述逆时叠加定位技术需要耗费大量的计算机资源，一般常规计算机无法完成震源位置反演计算。因此，所述技术仅可以在处理中心或称室内处理站应用，难以在现场完成实施压裂监测任务。

所述逆时叠加定位技术虽然定位精度较高，但存在很大的缺点，即它耗费大量的计算机资源，一般常规计算机无法完成震源位置反演计算。仅以常规水力压裂监测为例，如果裂缝涉及的范围为半径200米的空间，则以1米为单位划分地下空间网格，最少也要划分出400×400×400＝64×10⁶立体单元。如果压裂持续120分钟的时间，以1毫秒采样率为参数，将要对120×60×1000＝72×10⁵时间点进行64×10⁶次逆时叠加计算。去除其它的辅助性计算，仅此一项计算都不是一般计算机所能够胜任的工作。因此，该方法仅可以在处理中心或称室内处理站应用，但难以在现场完成实施压裂监测任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法，省却海量的无用计算量，节省大量的计算时间，解决微小型计算机不能利用逆时叠加技术实时计算微地震震源位置的技术难题。

本发明所提供的微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法，包括以下步骤：首先，在空间仅进行粗略分析，而不进行大规模精细扫描，在时间上则进行分段的分析，完成微震发生时间和震源概略位置的大致判定；其次，将对微震发生时间以及对应的初略位置进行局部精确扫描，得到所需的震源定位几何坐标。

本发明所提供的一种微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法，具体包括以下步骤：

(a)在空间任意位置设置检波器，并对所述检波器所收到的信号进行滤波、整形、振幅调整、静校正等预处理；

(b)将待测空间划分为N个粗糙网格，在网格点作逆时叠加,获得N个叠加后道集；

(c)将时间划分为多个一定长度的时间窗段，称为事件段，每个事件段长度至少包括一个微地震事件经历的时间；

(d)在事件段内，比较各个网格上微地震叠加道集时间序列M(t)的振幅，找出最大振幅对应的网格点；

(e)在该网格(或网格加以扩边)位置进一步精细划分网格，得到细化后的三维网格；

(f)在细化后的网格处对采集的微地震数据进行零偏移距动校正；

(g)对上述动校正以后的采集道集进行叠加处理，获得每个细化后网格的叠后道集N(t)；

(h)在(c)步骤所属事件段内对每个叠加道集进行振幅搜索，获得最大振幅A对应的网格点和其坐标位置；

(i)如果网格还需要细化，则对选出的网格点再进行下一步剖分，如(e)步骤一样，更精细的划分出进一步的三维网格；

(j)重复(f)--(h)步骤，直到网格尺度达到精度要求；

(k)重复(d)--(j)，进行下一事件段的处理；

(l)比较各个事件段获得网格点的叠加振幅值，应用门槛值去除较小振幅和对应的事件，保留较强振幅对应的微地震事件，输出其叠加振幅、网格点坐标位置、以及微地震事件发生的时间；

(m)结束流程。

本发明所提供的微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法，所述步骤(b)中的粗糙网格优选为根据待测空间大小划分的4×4×4到50×50×50个网格，网格尺度一般在10—80米间,以满足第一菲涅尔带叠加要求；所述事件段可以根据最早到时与最晚到时之差异划分长度，例如为＞300ms，在该长度内假设只有一个微地震事件。

本发明所提供的微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法，省却海量的无用计算量，节省大量的计算时间，解决微小型计算机不能利用逆时叠加技术实时计算微地震震源位置的技术难题。

附图说明

图1是本发明所提供的微地震数据四维搜索逆时叠加的快速计算方法基本步骤流程图。

图2是根据本发明实施例获得的微地震事件定位俯视图。

具体实施方式

发明人在华北某地进行的水力压裂微地震数据定位反演过程中应用了本技术方法，成功得到了令人满意的定位成果，其定位精度与常规逆时叠加算法得到的结果无异，但计算时间却大大降低，相当于提高了计算速度n x10⁷倍。图2为本技术获得的微地震事件定位(俯视图)图件，其颜色深浅代表不同时间发生的事件，点状大小代表事件能量大小。可以看出，微地震事件初期围着压裂点分布，然后向北东东方向线状扩展，最后有向周围扩展的趋势，符合本地地质条件下压裂的裂缝分布的基本特征。