[发明专利]一种FAST-AIC法微地震信号拾取方法有效

专利信息
申请号: 201611223088.9 申请日: 2016-12-27
公开(公告)号: CN106646598B 公开(公告)日: 2018-09-07
发明(设计)人: 龙云;王洪超;赵发;陈祖斌;林君;赵玉莹 申请(专利权)人: 吉林大学
主分类号: G01V1/28 分类号: G01V1/28;G01V1/30;G01V1/36
代理公司: 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 代理人: 王立文
地址: 130012 吉*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 拾取 微地震信号 水力压裂 时窗 微地震 算法 平方和 微地震监测 微地震事件 布阵方式 触发时刻 传播路径 计算效率 结果对比 离散实数 模拟数据 射孔信号 数据滤波 算法优化 线性组合 重复计算 检波器 算术 单道 验证
【说明书】:

发明公开了一种基于FAST‑AIC法的微地震信号初至自动拾取方法:先根据水力压裂射孔信号与微地震信号传播路径相似,走时信息相近,提出了一种微地震事件识别新方法;利用水力压裂检波器布阵方式及单道信号局部极值在微地震触发时刻附近设计精确时窗;用Curvelet变换对精确时窗内数据滤波;通过FAST‑AIC算法在精确时窗内进行初至拾取。FAST‑AIC算法是将传统AIC算法优化、变换,求取离散实数序列的算术和、平方和的线性组合形式,减少重复计算,极大地提高计算效率。采用新方法对模拟数据和实际水力压裂微地震监测数据进行初至拾取,验证新方法的可行性和正确性。同时与常规微地震方法初至拾取结果对比,证明提出的新方法较常规方法具有明显的优越性。

技术领域:

本发明涉及一种微地震信号自动拾取方法,尤其是水力压裂微地震勘探中基于FAST-AIC法的微地震信号初至自动拾取方法。

背景技术:

微地震震源定位技术是水力压裂技术的核心,精确获取微地震信号初至是提高微地震震源定位精度的关键。通常情况下,地面观测的微地震资料数据量大、信噪比低、甚至完全淹没在噪声之中,这在很大程度上制约了微地震信号的初至拾取精度。准确地识别微震事件为高精度初至拾取提供了基础,但由于水力压裂震源发生时刻、震源数量的不确定性,致使准确地识别微地震事件也十分困难。

CN104459789A公开了《一种地震波初至拾取的方法》,根据地震剖面选取直达波,作为参考地震子波;参考地震子波与地震数据进行互信息量的计算;在整个时间轴上搜索互信息量极大值,此极大值所对应的时间即为所求的此道地震波初至。其方法包括根据地震剖面选取直达波,作为参考地震子波;地震子波与地震数据进行互信息量的计算;搜索得到互信息量的极大值,此极大值所对应的时间即为所求的地震波初至。本发明的地震波初至拾取的方法所得结果精度高,在低信噪比地区也能取得很好的结果

CN103837891A公开了《一种微地震初至的高精度拾取方法》,利用高阶矩方法增强微地震资料的信噪比,根据当前微地震波是否存在满足振幅大小、空间相关性、同相轴视速度大小和偏振特征等约束条件来判断该微地震波是否为微地震波初至;根据射孔资料实际事件资料的变化规律,采用统计分析方法,确定约束条件的门槛值;在振幅和视速度约束下,围绕微地震事件走时初至的时空变化特征,利用固定大时窗和滑动小时窗内走时初至点能量、视速度、相关信息的变化规律,采用多次迭代的方法,进行微地震时间初至的自动拾取。

2011年宋维琪,吕世超在《基于小波分析与Akaike信息准则的微地震初至拾取方法》中根据微地震信号与噪声在小波多尺度分解后相邻尺度上连续性不同的特性,提出了识别微地震有效事件的小波-AIC方法。2013年魏路路在《水力压裂微地震事件自动识别与拾取》中联合AIC法和相关法用于水力压裂射孔信号初至波自动拾取,2013年张唤兰在《微地震数值模拟及震源定位方法研究》中提出基于时窗能量比和AIC算法的两步法拾取微震初至到时。

上述现有技术虽在微地震信号初至拾取中取得一定有益效果,但拾取过程复杂,计算效率较低,同时对于微地震事件识别都是基于单道信号处理之上的,忽略了各道之间的相关性,容易造成识别中误检或漏检的问题。

发明内容:

本发明的目的就在于针对以上微地震事件识别与初至拾取方法中存在的问题,首先根据水力压裂射孔信号与微地震信号传播路径相似,走时信息相近,提出了一种微地震事件识别新方法;其次,利用水力压裂检波器布阵方式及单道信号局部极值在微地震触发时刻附近设计精确时窗;本发明对传统AIC算法进行优化,将公式变换为求取离散实数序列的算术和、平方和的线性组合形式,减少重复计算,极大地提高计算效率。最终形成一套系统的基于FAST-AIC法的微地震信号初至拾取方法。

本发明是一种基于FAST-AIC法的微地震信号初至自动拾取方法,包括以下步骤:

(1)输入微地震监测数据以及射孔信号;

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