[发明专利]一种基于初至时差和波形叠加的微地震震源定位方法

说明书

一种基于初至时差和波形叠加的微地震震源定位方法，步骤如下：S1：输入速度模型；S2：拾取并输入实际初至时间，以及读取地震数据；S3：依据S1中速度模型，计算可行解区域内所有网格点到每一个检波器的理论初至时间表；S4：构造走时残差函数T_r；S5：构造波形叠加函数E_ws；S6：输入权重系数β，依据S4中走时残差函数T_r和S5中波形叠加函数E_ws，构造改进目标函数；S7：通过网格搜索法寻找改进目标函数的最小值，对应的最优解即震源位置。本发明针对基于走时目标函数的定位方法对初至误差敏感的问题，结合初至时差和波形叠加信息构造改进的目标函数，可增强定位方法的抗噪能力，可提高反演方法的收敛性，从而可改善微地震震源定位的精度。

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探开发技术领域，具体涉及一种基于初至时差和波形叠加的微地震震源定位方法。

背景技术

水力压裂微地震监测技术是监测致密含油气和页岩气等非常规储层改造及效果的油藏地球物理技术，其应用结果可评价压裂效果、调整压裂设计和井网布置，并对下一步开发提供有效指导，从而提高非常规油气藏的产能。

在水力压裂监测资料处理中，其核心部分是微地震震源定位。前人基本上是利用单一的走时信息或者波形信息来建立目标函数，可分为基于走时的射线追踪定位和基于波形的偏移定位方法。而在实际水力压裂实时监测作业中，采集的微地震资料可能存在信噪比不高、能量较弱和背景噪音较大等特点，极大地影响了初至拾取的精度。基于走时信息目标函数的定位方法对初至误差更为敏感，而基于波形信息目标函数的定位方法虽然不需要精确的初至时间，但是其计算量巨大，而导致定位效率不高。为此，亟需结合走时信息和波形信息建立目标函数，研发一种基于初至时差和波形叠加的微地震震源定位方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，而提供一种基于初至时差和波形叠加的微地震震源定位方法，该方法利用目标函数中微地震资料的走时和波形信息同时约束定位，并且具有一定抗噪能力，可提高反演方法的收敛性，以改善微地震震源定位的精度。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于初至时差和波形叠加的微地震震源定位方法，针对任意一个微地震震源(事件)定位而言，包括以下步骤：

S1：输入速度模型；

S2：拾取并输入实际初至时间，以及读取地震数据；

S3：依据步骤S1中速度模型，计算可行解区域内所有网格点到每一个检波器的理论初至时间表；

S4：基于步骤S2中输入的实际初至时间和步骤S3中计算的理论初至时间表，依据公式(1)和(2)构造走时残差函数T_r；

上式中：M、N分别是观测到的横波和纵波初至的个数；和分别是第j个检波器记录的横波和纵波初至时间，和分别是与之对应的第j个检波器的横波及纵波理论计算时间；和分别是第i个检波器记录的横波和纵波初至时间，和分别是与之对应的第i个检波器的横波及纵波理论计算时间；T_shift是观测及理论初至之间的一个恒定的漂移量，以解决实际资料监测中微地震震源发震时间未知的难题；

S5：将步骤S2中读入的地震数据、走时目标函数对应微地震事件中第m个检波器记录的可识别纵波初至时间和步骤S3中理论初至时间表结合，通过极性修正，然后依据公式(3)、(4)和(5)构造波形叠加函数E_ws；