[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

摘要

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。

主权项

1.一种适用于提高微地震定位可靠性的联合定位方法，其特征在于包括以下步骤：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：步骤(1)：根据公式(1)对各道检波器采集到的微地震记录波形进行逆时偏移叠加，得到目标区域各体元中心的震幅叠加能量值；其中E(xi,yi,zi)为目标区域第i个体元中心的震幅叠加能量值，第i个体元中心的位置坐标为pi＝(xi,yi,zi)，i＝1,2,.......；S(xi,yi,zi,w,j)为目标区域第i个体元中心到第w个检波器在j时刻的震幅大小；M为检波器数量；T为时窗长度；步骤(2)：当E(xi,yi,zi)≥E(xi‑1,yi‑1,zi‑1)时，将E(xi,yi,zi)代替为当前最优解，即将第i个体元中心作为当前能量聚焦值最大点，当E(xi,yi,zi)≤E(xi‑1,yi‑1,zi‑1)时，以概率P接受E(xi,yi,zi)为当前最优解；其中Tk为第k次迭代时的温度值；Tk＝T0exp(‑ck1/2N)   (3)公式(3)中，T0为初始退火温度，T0在1.0～1.5之间；c为调整算法退火温度的常数，c在0到2之间；N为能量聚焦点的个数，N等于目标区域体元的个数；步骤(3)：判断是否满足极快速模拟退火迭代终止条件，若满足任一终止条件则迭代终止，将当前能量聚焦值最大点作为目标区域的能量聚焦值最大点，然后转步骤四；否则转步骤(4)；极快速模拟退火迭代终止条件如下：1、当前的极快速模拟退火温度Tk降低到最低设定温度；2、震幅叠加能量值达到设定标准阈值之上；3、经过L次迭代计算后旧值仍没有被代替；步骤(4)根据公式(4)随机调整位置，选取下一个体元i+1，第i+1个体元中心的位置为pi+1＝(xi+1,yi+1,zi+1)，然后返回步骤(1)；其中和是第i个体元在x方向上的最大边界值与最小边界值，y、z方向同上，μ为随机变量：其中sgn为符号函数，α取值范围在[‑1,1]之间；步骤八：结束。