[发明专利]一种微地震复杂地表高程校正方法

说明书

本发明公开了一种微地震复杂地表高程校正方法，利用地面微地震检测观测系统地形误差的标称值进行方位角估计，计算空间谱曲线，将空间谱曲线的N个峰值对应的方位角作为方位角估值θ_n^(k)，固定方位角估值θ_n^(k)，计算地形误差静校正量Γ(θ_n^(k+1))，并根据收敛条件判断是否收敛，收敛则停止，否则k＝k+1，跳转回利用地面微地震检测观测系统地形误差的标称值进行方位角估计的步骤。本发明能够有效提高微地震时间的静校正效果以及方位角方向的估计精度，提升定位效果，从而在微地震事件反演解释上减少多解性。

技术领域

本发明涉及微地震信号处理技术领域，更具体的说是涉及一种微地震复杂地表高程校正方法。

背景技术

地面微地震监测相对于井中微地震检测来说，最大的不同就是其检波器在相对覆盖面积广的区域进行地面排列。虽然拥有监测区域大的显著优势，但是由于区域内观测面通常不可能为严格水平，甚至相对高程变化很大，起伏剧烈，这使得实际地面微地震时距曲线与理想情况有很大的偏差。且由于后期处理一般会对地形进行简化，无法真实估计实际检波器所在位置接收到的信号。因此，这种差异给微地震后续处理带来了诸多不利，导致了微地震定位结果的不精确。

而现有技术中，微地震静校正需要测井和射孔资料才能进行，需要耗费很大的人力物力，而且地面微地震监测有时只能获得局部地层的测井资料，其静校正处理较之常规地震来说更有难度，使得静校正流程十分复杂的情况下对浅层地形误差校正结果却并不理想。

因此，如何提供一种校正效果好的微地震复杂地表高程校正方法是本领域技术人员亟需解决的问题。且根据实际矿井微地震监测实际弹性波传播方式，如：“顶板断裂产生震动波—顶板—顶板检波器”的路径是典型的“直达”传播模式。因此，可将研究简化为针对局部均匀各向同性，微地震波按直达波模式传播的情况下的校正研究。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微地震复杂地表高程校正方法，通过对在性质相近的介质中以直达波模式传播的微地震波传播方向与未知的检波器观测系统由于地形变化而产生的误差参数进行联合估计，能够有效提高微地震事件的静校正效果以及方位角方向的估计精度，提升定位效果，从而在微地震事件反演解释上减少多解性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微地震复杂地表高程校正方法，包括：

S1：定义优化问题：

其中，Γ,θ分别是幅相误差矩阵及P波方位角方向估计值，arg(·)为计算复数的相位角，a(θ_n)代表微地震观测系统导向矢量，n＝1,2,…,N，其中N由对微地震数据的协方差矩阵特征值分解确定，H代表求矩阵的共轭转置，U_N为微地震数据协方差矩阵进行特征值分解后得到的噪声子空间；

利用Γ(θ_n)a(θ_n)＝diag[a(θ_n)]vec(Γ(θ_n))＝a(θ_n)δ对优化问题进行变形，得到：

其中，δ为检波器幅相误差矢量，δ＝[Γ₁₁,Γ₂₂,…,Γ_NN]；空间谱矩阵

S2：对优化问题进行迭代求解，具体步骤如下：

S21：初始化：k＝1；Γ(θ_n^(k))＝Γ₀(θ)，Γ₀(θ)通过相位值信息或校正信息进行设定；