[发明专利]利用P波初动约束的震源定位与震源机制联合反演方法

说明书

本发明属于微地震监测数据处理技术，公开了一种利用P波初动约束的震源定位与震源机制联合反演方法，该方法包括以下步骤：对震源位置空间和震源机制空间进行格点离散；对所有震源参数的格点进行搜索；利用震源机制对地震记录进行校正；对震源位置进行搜索；搜索结束后，输出震源参数结果。本发明针对地面微地震中双力偶震源参数反演，将震源定位与震源机制反演联合起来进行搜索求解，用震源机制对应的P波初动极性来校正地震记录约束震源定位，这样可以同时提高两者的反演精度。同时对定位搜索中的P波初动极性计算优化，大幅提升计算精度和计算效率。

技术领域

本发明属于水力压裂微地震监测数据处理技术，是一种在微地震地面监测方式中，利用P波初动约束联合反演震源位置与震源机制的方法。

背景技术

水力压裂微地震监测技术是页岩气和致密气等非常规储层开发过程中水力压裂裂缝监测的一种重要手段。通过微地震监测获得水力压裂裂缝空间展布形态，可以为井网部署和压裂方案优化提供重要参数。采用地面监测方式，可以比井中监测方式提供更好的观测角度，获得更高的定位精度。

但由于地表噪音干扰使得信号较为复杂，通过地面微地震监测方式获得资料的信噪比要比井中监测资料的信噪比低，有效信号初至很难准确拾取，对震源定位和震源机制反演精度影响较大。若采取先进行事件震源定位，再利用定位结果进行震源机制反演的方式，在定位精度有限的情况下，会将定位的误差带入到震源机制反演中，使得震源机制反演也存在较大误差。

采用地震记录叠加函数作为反演目标函数时，若微地震震源机制为双力偶型，其在地面上表现是P波初动极性呈四象限分布，即存在正负区域，若直接对地震记录进行叠加计算，则有可能正负信号相互抵消，使得叠加效果减弱。另外如果采用记录的绝对值进行叠加，则噪音部分也将转成正值，使得叠加结果噪音水平较高，不利于微地震事件识别。

发明内容

本发明是针对地面微地震监测中的震源参数反演，将震源定位与震源机制反演联合起来进行搜索求解，用震源机制校正地震记录约束震源定位，这样可以同时提高两者的反演精度。并且本发明进一步改进了叠加函数，并优化定位搜索中的P波初动符号计算方法，大幅提升计算精度和计算效率。

根据本发明的一个方面，提供一种利用P波初动约束的震源定位与震源机制联合反演方法，该方法包括以下步骤：

对震源位置空间和震源机制空间进行格点离散；

对所有震源参数的格点进行搜索；

利用震源机制对地震记录进行校正；

对震源位置进行搜索；

搜索结束后，输出震源参数结果。

进一步地，在利用震源机制对地震记录进行校正的步骤中，利用搜索得到的震源机制解，计算出对应各道检波点的P波初动极性，利用所得初动极性对地震记录进行校正，校正后进行叠加。

进一步地，校正地震记录叠加函数为：

式中S_P,i为第i道P波初动极性，A_i(t-t₀)为初至校正后的地震记录。

优选地，校正地震记录叠加函数为：

式中S_P,i为第i道P波初动极性，A_i(t-t₀)为初至校正后的地震记录。

进一步地，该方法包括对P波初动极性计算进行优化：

对于同一深度相同震源机制的一列震源格点，如果第一个震源格点的P波初动极性分布已知，则震源位置平移到下一个震源格点，则下一个震源的极性分布也同时平移相同距离。