[发明专利]一种适用于提高微地震定位可靠性的联合定位方法

说明书

本发明涉及一种适用于提高微地震定位可靠性的联合定位方法，该方法针对网格逐次剖分微地震算法的不足，结合极快速模拟退火算法，形成了基于极快速模拟退火与网格逐次剖分联合的微地震定位算法。该方法采用极快速模拟退火算法在三维目标区域内搜寻能量聚焦较高的圆形区域，然后再利用网格逐次剖分方法在区域内寻找能量聚焦最大值点，有效的解决了网格逐次剖方法在定位高频地震波时由于首次网格剖分尺寸过大而造成的定位失常的问题，在保证计算效率的同时提高了定位可靠性。

技术领域

本发明属于油田压裂微地震定位技术领域，涉及一种适用于提高微地震定位可靠性的联合定位方法。

背景技术

微地震监测是描述水力压裂裂缝发育的一种快速有效的方法，油藏储层改造人员需要对水力压裂效果进行评价，并实时调整压裂施工参数及施工方案，这就需要对微地震数据进行快速处理和微地震事件的精确定位。最初的定位方法主要来源于Geiger提出的单地震事件定位方法，此类方法通过假定震源位置与发震时刻，并由此计算震源到各个检波点的计算到时，用所有检波点的计算到时与观测到时之差作为目标函数，求解目标函数的极小值即可获得震源的时空位置。但是由于水力压裂产生的地震信号十分微弱，观测到的数据普遍具有低信噪比的特征，很难对微地震信号的初至进行准确拾取，且此类方法存在无法引用复杂速度模型的缺陷，因此大大降低了此类方法定位的可靠性。吉林大学2012年博士论文公开了”基于油田压裂微地震监测的震相识别与震源定位方法研究”，提出了一种网格搜索类的定位方法，其将目标区域按精度要求划分为一个个的网格，通过遍历这些网格并对其进行震幅叠加判断该网格是否是一个真正微地震事件发生的位置，但常规网格搜索类定位方法存在计算效率与定位精度无法兼顾的问题。在此基础上，中国专利公报公开了一种利用三维网格逐次剖分的定位方法(公开号CN105954795A)，对常规网格搜索类定位方法进行了改进，同时兼顾了微震事件定位精度与计算效率。但是对于浅层压裂地面监测和井下监测来说，接收到的微地震信号频率相对较高，一般在100Hz～200Hz范围内甚至更高，高频率的地震波信号会使微地震定位的能量聚焦包络较小，在使用网格逐次剖分方法时首次剖分尺寸过大会使网格中心点无法落入包络区，导致定位可靠性下降，但若首次剖分尺寸过小虽然定位可靠性较高，但计算效率较慢，无法满足施工现场实时监测的要求。因此，如何在保证计算效率的同时，提高微地震事件的定位可靠性，是目前亟需解决的问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于提高微地震定位可靠性的联合定位方法，该方法可以有效地平衡微地震定位可靠性与计算效率，通过调整模拟退火参数还可以灵活调节较高的可靠性或较高的计算效率，从而避免网格逐次剖分算法在处理高频微地震信号时出现定位失常的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的适用于提高微地震定位可靠性的联合定位方法包括以下步骤：

步骤一、在地面布置n个检波器，30≤n≤80，以射孔点为中心建立三维目标区域；

步骤二、建立速度模型并读取n个检波器的微地震记录波形；

步骤三、根据微地震记录波形获取目标区域各体元的位置坐标、各个体元中心到每个检波器在各时刻的震幅大小，采用极快速模拟退火算法搜索目标区域并获得能量聚焦值最大的点；

步骤四、以该能量聚焦最大值点为中心，建立一个新的目标区域；

步骤五、将新的目标区域剖分为一个个的网格并对这些网格进行遍历，并进一步采用极快速模拟退火算法搜索目标区域并获得新的目标区域能量聚焦值最大的点；

步骤六、将当前目标区域寻找得到的能量聚焦值最大点替换先前获得的能量聚焦值最大点；

步骤七、判断是否达到精度要求，若没有达到精度要求，则重复步骤四～六，直至达到精度要求；

所述步骤三中，采用极快速模拟退火算法搜索目标区域并获得能量聚焦值最大的点的步骤如下：