[发明专利]一种微地震地面监测装置及震源定位方法

说明书

一种微地震地面监测装置及震源定位方法，包括数据采集处理模块、信号传输模块、供电模块。所述数据采集处理模块包括地震检波器，地震检波器用于接收微地震模拟信号，地震检波器连接信号调理模块，信号调理模块连接A/D转换模块，A/D转换模块连接处理器模块。所述处理器模块分别连接数据存储模块、全球导航卫星模块。所述处理器模块连接信号传输模块。所述供电模块与数据采集处理模块连接，供电模块用于为数据采集处理模块提供电源。本发明采用不需要提取信号事件初至的叠加能量扫描成像技术，进行地面震源定位，在对信号源质量要求不高的前提下能有效确定震源位置；并通过服务器能够支持微地震实时定位监测；同时采用移动4G信号，具备信号传输成本低的优点。

技术领域

本发明涉及微地震监测技术领域，具体涉及一种微地震地面监测装置及震源定位方法。

背景技术

微地震监测技术起源于受载岩石发射声波的物理现象，随后在大量的实验室和野外实验中都获得了验证。目前在页岩油气藏、干热岩、煤层气等非常规能源开发中配合水力压裂而得到了广泛应用。微地震监测技术是利用从布设的微震检波器拾取压裂产生的振动信号，通过叠加能量扫描分析等定位处理技术，提供裂缝的空间形态，监测水力压裂所形成的人工储层的规模、形状和裂隙网络结构，指导压裂工作的有效开展，提高产能。

微地震监测经过长期发展到目前阶段主要包括：1)深井监测、2)地面大排列测线监测、3)地面台站监测。深井监测采集的数据质量高、检波器数量少、深度精度高、可以实时定位，不过对场地要求高，需要有毗邻的监测井(最好有2口以上，单井容易出现水平方向模糊)、通常无法长期监测；地面大排列测线监测主要是以压裂井为中心布设数条放射状测线，道距20～30m，监测道数不少于1000道，通常使用Sercel428地震数据采集系统和单分量地震检波器，优点是覆盖面积大、水平方向定位精度高，缺点是费用较高、一般只能做临时性监测。

中国专利“一种近地表组合式微地震数据监测系统与方法”，(申请号：201810411588.8)记载的技术方案中采用“浅孔+浅坑”组合式微地震监测系统，既能保证浅孔台站接收到信噪比较高的压裂微地震信号，又通过浅坑台站增大监测面积和定位精度，同时降低了监测成本。但是该技术方案存在以下弊端：(1)：该技术方案用的是拾取事件初至的方法，这种一般是井中微地震用的，不适用于现场地面监测。(2)：该技术方案基于WLAN的无线数据传输系统，在野外有很大的局限性，由于气候、环境、天线架设等容易断网。

地面台站监测一般是由一系列单独的台站围绕压裂井按照一定的网格形式组成，是微地震监测的一个未来发展方向。通常深井监测中使用的同型波或纵横波初至提取时差计算震源位置，要求有信噪比很高的的优质信号，而对于地面监测来说，微地震信号从地下三四千米的深度传导到地面附近，能量通常衰减剧烈，因此时差法一般不适用于地面台站监测，

发明内容

本发明提供一种微地震地面监测装置及震源定位方法，采用不需要提取信号事件初至的叠加能量扫描成像技术，进行地面震源定位，在对信号源质量要求不高的前提下能有效确定震源位置；并通过服务器能够支持微地震实时定位监测；同时采用移动4G信号，具备信号传输成本低的优点。

本发明采取的技术方案为：

一种微地震地面监测装置，包括数据采集处理模块、信号传输模块、供电模块。所述数据采集处理模块包括地震检波器，地震检波器用于接收微地震模拟信号，地震检波器连接信号调理模块，信号调理模块连接A/D转换模块，A/D转换模块连接处理器模块。

所述处理器模块分别连接数据存储模块、全球导航卫星模块。

所述处理器模块连接信号传输模块，信号传输模块用于通过无线网络与服务器平台实时连接；

所述供电模块与数据采集处理模块连接，供电模块用于为数据采集处理模块提供电源。

所述地震检波器浇灌到钻孔中，用于长期监测；或者地震检波器埋设到浅孔中，用于临时监测。