一种微地震干涉成像的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理微地震监测定位技术领域，尤其涉及一种微地震干涉成像的 方法。
【背景技术】
[0002] 水力压裂是目前实现非常规油气藏经济开发的关键技术之一。微地震监测技术是 实时水力压裂效果监测最有效的方法之一。通过对水力压裂等工程作业诱发的微弱地震进 行监测，可以揭示压裂裂缝的空间尺寸及延展形态等，有助于优化压裂的施工设计和效果。
[0003] 传统的井中微地震定位方法，需要进行有效事件的初至拾取，而这种方法可能存 在拾取误差，从而产生定位误差，并且效率相对较低。地面微地震监测方法则由于信噪比极 低，一般无法直接对微地震记录进行准确的初至拾取。近年来，人们借鉴地震勘探中的偏移 方法，发展了一些无需拾取初至波的走时的成像类微地震定位方法。该类基于能量聚集或 扫描的方法由于没有考虑震源机制对波形幅度及相位的影响，可能造成定位精度较低的情 况。如逆时成像和绕射叠加分别对方向力源和双力偶源成像时，成像精度都明显受到震源 机制的影响。
【发明内容】
[0004] 针对常规的能量聚集或扫描方法在微地震资料处理中可能受震源机制影响的问 题，本发明提供了一种进行震源定位的微地震干涉成像方法，通过引入主事件，提高了定位 分辨率，并对包含走时差信息的互相关道集求包络来解决微地震记录中的极性变化问题， 以提高微地震定位精度，为水力压裂裂缝监测提供可靠的依据和指导。
[0005] 本发明实施例提供了一种微地震干涉成像的方法，其特征在于，所述方法包括：
[0006] 采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在地下模型中设置n个检波器，n 为自然数；
[0007] 建立地下速度模型，根据所述速度模型，分别计算每个网格点到所述n个检波器 的每个检波器的初至波的走时，获取走时表；
[0008] 分别获取微地震的主事件在n个检波器中的第一记录信息，其中，第一记录信息 包括微地震的主事件的初至波的走时以及波形；
[0009] 分别获取微地震的目标事件在n个检波器中的第二记录信息，其中，第二记录信 息包括目标事件的波形；
[0010] 根据第一记录信息以及第二记录信息，对微地震的主事件和目标事件进行互相关 计算，获取互相关值；计算与互相关值相对应的包络值，获取互相关包络道集，互相关包络 道集包括主事件和目标事件之间的初至波的走时差值和目标事件的激发时刻信息；
[0011] 在每一个网格点，按照特定的时间步长，设定不同的激发时刻值，对互相关包络道 集进行加时窗干涉成像处理；
[0012] 对加时窗干涉成像处理后的图像进行剖面处理，获取不同剖面图像中的最大值；
[0013] 对不同剖面图像的最大值进行比对，获取目标最大值。
[0014] 优选的，目标最大值对应的时间和位置为微地震的目标事件的激发时刻和位置。
[0015] 优选的，分别获取微地震的主事件在n个检波器中的第一记录信息具体包括：获 取微地震的主事件在n个检波器的每个检波器中的初至波的走时以及波形，初至波的走时 包括直达纵波的走时和直达横波的走时。
[0016] 优选的，根据第一记录信息以及第二记录信息，对微地震的主事件和目标事件进 行互相关计算，获取互相关值具体包括：
[0017] 计算互相关值如下式所示：
【主权项】
1. 一种微地震干涉成像的方法，其特征在于，所述方法包括： 采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在所述地下模型中设置η个检波器，η 为自然数； 建立地下速度模型，根据所述速度模型，分别计算每个网格点到所述η个检波器的每 个检波器中的初至波的走时，获取走时表； 分别获取微地震的主事件在所述η个检波器中的第一记录信息，所述第一记录信息包 括所述微地震的主事件的初至波的走时以及波形； 分别获取所述微地震的目标事件在所述η个检波器中的第二记录信息，所述第二记录 信息包括所述目标事件的波形； 根据所述第一记录信息以及所述第二记录信息，对所述微地震的主事件和目标事件进 行互相关计算，获取互相关值；计算与所述互相关值相对应的包络值，获取互相关包络道 集，所述互相关包络道集包括所述主事件和目标事件之间的初至波的走时差值和所述目标 事件的激发时刻信息； 在每一个所述网格点，按照特定的时间步长，设定不同的激发时刻值，对所述互相关包 络道集进行加时窗干涉成像处理； 对所述加时窗干涉成像处理后的图像进行剖面处理，获取不同剖面图像中的最大值； 对所述不同剖面图像的最大值进行比对，获取目标最大值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标最大值对应的时间和位置为所 述微地震的目标事件的激发时刻和位置。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别获取微地震的主事件在所述η个 检波器中的第一记录信息具体包括：获取所述微地震的主事件在所述η个检波器的每个检 波器中的初至波的走时以及波形，所述初至波的走时包括直达纵波的走时和直达横波的走 时。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一记录信息以及所述第二记 录信息，对所述微地震的主事件和目标事件进行互相关计算，获取互相关值具体包括： 计算所述互相关值如下式所示：
其中，C(tc)为互相关系数，x(t)为所述第一记录信息中所述微地震的主事件波形的 时间离散序列，y(t)为所述第二记录信息中所述微地震目标事件波形的时间离散序列，tc 为所述微地震目标事件波形的时间离散序列的时间轴移位值，y(t-tc)为所述微地震目标 事件波形的时间离散序列y(t)经过移位长度tc后的离散序列，t e [l，N]，tc e [-N，N]， N为每一个所述检波器中的地震波波形的时间长度。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算与所述互相关值相对应的包络 值具体包括： 计算所述包络值如下式所示：
其中，E(t)为所述微地震的主事件和目标事件进行互相关计算后，获取的与互相关值 C⑴相对应的包络值，H2(C(t))为所述互相关值C(t)的希尔伯特变换。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述互相关包络道集进行加时窗 干涉成像处理具体包括： 进行加时窗干涉成像处理具体如下式所示：
其中，M(x，为不同激发时刻h对应的干涉偏移成像值，X为所述网格点的位置向 量，i为所述目标事件中的第i个检波器，0为所述主事件与目标事件的互相关包络道集， 1为[-W，W]大小的时窗，i m为所述主事件中的第i个检波器，m代表所述主事件的位置向 量，τ?π和τ ix分别为所述主事件的第i个检波器中所检测到的初至波的走时和所述目标 事件到第i个检波器的理论初至波的走时，h为设定的不同的激发时刻值。
【专利摘要】本发明涉及一种微地震干涉成像的方法，所述方法包括：采用一定大小的网格，将地下模型进行离散，并在地下模型中设置n个检波器；建立地下速度模型，根据速度模型，分别计算每个网格点到每个检波器的初至波的走时；分别获取微地震的主事件在n个检波器中的第一记录信息以及目标事件在n个检波器中的第二记录信息；根据第一记录信息和第二记录信息，对微地震的主事件和目标事件进行互相关计算，并求包络，获取互相关包络道集；在每一个网格点，按照特定的时间步长，设定不同的激发时刻值，对互相关包络道集进行加时窗干涉成像处理；对处理后的图像进行剖面处理，获取不同剖面图像中的最大值；对不同剖面图像的最大值进行比对，获取目标最大值。
【IPC分类】G01V1-28, G01V1-20
【公开号】CN104765064
【申请号】CN201510134676
【发明人】李磊, 陈浩, 王秀明
【申请人】中国科学院声学研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月25日