一种确定微地震的震源位置的方法和装置的制造方法
【专利摘要】本申请实施例提供一种确定微地震的震源位置的方法和装置。该方法包括：将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度；确定多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至时间，以及与初至时间相应的微地震记录；基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点；根据所述最大叠加能量对应的网格节点确定微地震的震源位置。利用本申请实施例提供的技术方案可以在保证震源位置定位精度的前提下，提高自动定位运算速度。
【专利说明】
-种确定微地震的震源位置的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明设及微地震监测技术领域，尤其设及一种确定微地震的震源位置的方法和 装置。
【背景技术】
[0002] 微地震监测技术是近20年来兴起的一项地球物理新技术，随着微地震监测理论的 发展和成熟，微地震监测技术在水力压裂裂缝监测，油田安全性监测，油田动态监测，矿山 安全等领域有着重要应用。微地震监测技术的关键是精确确定出震源位置。
[0003] 现有技术中确定微地震的震源位置的方法主要包括基于模型正演的震源位置定 位，该方法可W通过比较模型正演资料与实际资料间的相关性，来确定震源位置。具体的， 当观测点成非规则分布(如地面观测）时，可W将压裂井附近需要观测的观测区进行网格剖 分，网格大小视震源位置监测精度而定(假设地震震源位置精度为1米时，网格大小为Im* Im)。假设网格剖分处理后的每个网格节点都是虚拟震源点，=分量观测点布置于压裂井周 围。由声波测井得到介质的速度，采用射线追踪方法逐点计算，得到每个检波器的理论传播 路径和旅行时。根据初至直达波到达各个观测点时间，选取地震记录道，提取直达波能量， 然后相加求和，逐个计算每个网格节点的能量值，能量最大的网格节点，就是实际震源位 置。当观测点成线性组合(如井中监测方式），上述过程只能获得震源到观测点相对距离和 高度（W下简称相对位置），还需要通过时间扫描，确定上述最大叠加能量所对应的时间，W 所述所对应的时间相应的微地震记录进行震源相对于观测点的方位（W下简称相对方位） 的确定;根据所述相对方位和相对位置确定震源位置。因此，现有的基于模型正演的震源位 置定位方法中定位的速度，取决于震源位置监测精度。震源位置监测精度越高，需要对观测 区域进行越细的网格剖分，由此带来的计算量也是惊人的，难W实现施工现场的实时定位； 监测精度越低，计算速度也越快，但往往又不能满足监测的需求。
[0004] 因此，现有技术中亟需一种确定微地震的震源位置的方法，可W在保证震源位置 定位精度的前提下，提高自动定位运算速度，满足压裂实时性，达到工程现场的需求。
【发明内容】
[0005] 本申请的目的是提供一种确定微地震的震源位置的方法和装置，可W在保证震源 位置定位精度的前提下，提高自动定位运算速度，满足压裂实时性，达到工程现场的需求。
[0006] 本申请提供的确定微地震的震源位置的方法和装置是运样实现的：
[0007] -种确定微地震的震源位置的方法，所述方法包括：
[000引将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理， 至网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0009] 确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至时间，W及与所述 初至时间相应的微地震记录；
[0010] 基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所述多重 网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描处理， 确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点；
[0011] 根据所述最大叠加能量对应的网格节点确定微地震的震源位置。
[0012] -种确定微地震的震源位置的方法，所述方法包括：
[0013] 将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理， 至网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0014] 确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至时间，W及与所述 初至时间相应的微地震记录；
[0015] 基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所述多重 网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描处理， 确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点；
[0016] 对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步长的 大小，依次由大到小进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠加能量对 应的时间；
[0017] 根据所述最大叠加能量对应的网格节点和所述最大叠加能量对应的时间确定微 地震的震源位置。
[0018] -种确定微地震的震源位置的装置，所述装置包括：
[0019] 第一多重网格剖分处理模块，用于将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次 由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0020] 第一数据确定模块，用于确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点 的初至时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录；
[0021] 第一网格节点确定模块，用于基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应 的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格 节点进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点；
[0022] 第一震源位置确定模块，用于根据所述最大叠加能量对应的网格节点确定微地震 的震源位置。
[0023] -种确定微地震的震源位置的装置，所述装置包括：
[0024] 第二多重网格剖分处理模块，用于将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次 由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0025] 第二数据确定模块，用于确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点 的初至时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录；
[0026] 第二网格节点确定模块，用于基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应 的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格 节点进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点；
[0027] 时间获取模块，用于对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设 的滑动时间步长的大小，依次由大到小进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区 中最大叠加能量对应的时间；
[0028] 第二震源位置确定模块，用于根据所述最大叠加能量对应的网格节点和所述最大 叠加能量对应的时间确定微地震的震源位置。
[0029] 本申请通过将所述观测区按照网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处 理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度;并确定出所述多重网格剖分处理后得到的 网格节点到观测点的初至时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录;基于所述网格节 点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网 格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描处理，可W确定出所述观测区中 最大叠加能量对应的网格节点；对于观测点成非规则分布(如地面观测）的情况，可W根据 所述最大叠加能量对应的网格节点确定微地震的震源位置。与现有技术相比，利用本申请 提供的技术方案可W在保证震源位置定位精度的前提下，提高自动定位运算速度，从而满 足压裂实时性，达到工程现场的需求。
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申 请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可W根据运些附图获得其他的附图。
[0031] 图1是本申请提供的确定微地震的震源位置的方法的一种实施例的流程图；
[0032] 图2是本申请提供的对观测区进行=重网格剖分处理后的一种实施例的网格示意 图；
[0033] 图3是本申请提供的进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对 应的网格节点的一种实施例的流程示意图；
[0034] 图4是本申请提供的对观测区进行双重网格剖分处理后的网格和相应网格节点区 域的一种实施例的示意图.
[0035] 图5是本申请提供的确定微地震的震源位置的方法的另一种实施例的流程图；
[0036] 图6是本申请提供的进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠 加能量对应的时间一种实施例的流程示意图；
[0037] 图7是本申请提供的多重滑动时间步长扫描处理中W某一滑动时间步长绕射确定 时间样点处的叠加能量的一种实施例的示意图；
[0038] 图8是本申请提供的确定微地震的震源位置的装置的一种实施例中的结构示意 图；
[0039] 图9是本申请提供的确定微地震的震源位置的装置的另一种实施例中的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。
[0041] 下面W几个具体的例子详细说明本申请实施例的具体实现。
[0042] W下首先介绍本申请一种确定微地震的震源位置的方法的一种实施例。图I是本 申请提供的确定微地震的震源位置的方法的一种实施例的流程图，本申请提供了如实施例 或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可W包括更多或者更少的 操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一 的执行顺序。在实际中的系统或客户端产品执行时，可W按照实施例或者附图所示的方法 顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境）。具体的如图1所示，所述 方法可W包括：
[0043] SllO:将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分 处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度。
[0044] 本申请实施例中，可W将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进 行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度。具体的，所述预设震源位 置检测精度可W根据实际应用中对震源位置检测精度的需求预先设置，比如设置为Im。所 述预设的网格边长大小可W结合观测区实际情况设置，且所述预设的网格边长大小中最小 的边长大小可W为预设震源位置检测精度。所述多重网格剖分处理可W包括至少两重W上 的网格剖分处理，所述多重网格剖分处理的剖分次数可W结合实际应用需求确定。如图2所 示，图2是本申请提供的对观测区进行=重网格剖分处理后的一种实施例的网格示意图；图 2中，小网格的网格边长大小为预设震源位置检测精度；中网格的网格边长大小为5倍的预 设震源位置检测精度;大网格的网格边长大小为25倍的预设震源位置检测精度。
[0045] S120:确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至时间，W及 与所述初至时间相应的微地震记录。
[0046] 本申请实施例中，可W确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的 初至时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录。具体的，所述网格节点到观测点的初至 时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录可W在勘探现场实时获取。
[0047] S130:基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所 述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描 处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点。
[0048] 本申请实施例中，可W基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地 震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进 行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点。具体的，所述多重 空间扫描处理可W包括至少两重W上的空间扫描处理，且所述多重空间扫描处理的扫描次 数与所述多重网格剖分处理对应的剖分次数相同。如图3所示，图3是本申请提供的进行多 重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点的一种实施例的流程示 意图，具体的，可W包括：
[0049] S131:基于网格节点到观测点的初至时间和相应的微地震记录，按照网格边长大 小由大到小，依次计算相应的网格节点区域内网格节点的叠加能量。
[0050] 具体的，运里可W先计算最大网格边长对应的网格节点区域内网格节点的叠加能 量。
[0051 ] Sl32: W最大的叠加能量所对应网格节点为中屯、，W及W次大网格边长大小确定 相应的网格节点区域。
[0052] 具体的，当步骤S131计算得到相应的网格节点区域内网格节点的叠加能量之后， 可W确定出最大的叠加能量所对应网格节点，然后，可W W最大的叠加能量所对应网格节 点为中屯、，W及W次大网格边长大小确定相应的网格节点区域。
[0053] 在一个具体的实施例中，如图4所示，假设上述多重网格剖分处理为双重网格剖分 处理，小网格的网格边长大小为预设震源位置检测精度化;大网格的网格边长大小为化（10 倍的化）。图4是本申请提供的对观测区进行双重网格剖分处理后的网格和相应网格节点区 域的一种实施例的示意图。图4中，假设步骤S131计算得到的大网格的网格节点的叠加能量 后，确定最大的叠加能量对应的网格节点为(i，j )，i，j分别表示大网格的网格节点坐标，m， n分别表示小网格的网格节点坐标。相应的，图中Q，j)领域可W作为所述W最大的叠加能 量所对应网格节点为中屯、，W及W次大网格边长大小确定相应的网格节点区域。
[0054] S133:重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网格节点区域的步骤至当 前网络节点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度。
[0055] 具体的，在实际应用中，当所述多重空间扫描处理为两重W上的空间扫描处理时， 可W重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网格节点区域的步骤至当前网络节 点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度;相应的，当所述多重空间扫描处 理为两重空间扫描处理时，上述步骤S131和S132-次循环之后，当前网络节点区域所对应 的网格边长大小为预设震源位置检测精度。相应的，可W直接执行S134。
[0056] S134:计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能量，确定当前最大的叠加 能量所对应网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节点作为所述观测区中最大 叠加能量对应的网格节点。
[0057] 具体的，在实际应用中，当当前网络节点区域所对应的网格边长大小为预设震源 位置检测精度时，可W计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能量，确定当前最大 的叠加能量所对应网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节点作为所述观测区 中最大叠加能量对应的网格节点。
[0058] S140:根据所述最大叠加能量对应的网格节点确定微地震的震源位置。
[0059] 在实际应用中，对于观测点成非规则分布（如地面观测）的情况，在步骤S130确定 所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点之后，可W根据所述最大叠加能量对应的网格 节点确定微地震的震源位置，具体的，可W包括：
[0060] 将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点的相对位置作为微地震的震源与 所述观测点的相对位置，根据所述相对位置确定微地震的震源位置。
[0061] 在一个具体的实施例中，假设观测区为2000m*150m的区域，预设震源位置检测精 度为Im,相应的，假设W上述图4中的双重网格剖分处理为例，利用本申请实施例提供的技 术方案确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点的过程中，扫描进行运算的次数为 3100次，而现有的技术方案在确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点的过程中， 扫描进行运算的次数为300000次，由此可见，利用本申请提供的技术方案可W在保证震源 位置定位精度的前提下，大大提高定位运算速度。
[0062] 由W上本申请一种确定微地震的震源位置的方法的实施例可见，本申请通过将所 述观测区按照网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预 设震源位置检测精度;并确定出所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至 时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录;基于所述网格节点到观测点的初至时间和 所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到 小对网格节点进行多重空间扫描处理，可W确定出所述观测区中最大叠加能量对应的网格 节点；对于观测点成非规则分布(如地面观测）的情况，可W根据所述最大叠加能量对应的 网格节点确定微地震的震源位置。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可W在保 证震源位置定位精度的前提下，提高自动定位运算速度，从而满足压裂实时性，达到工程现 场的需求。
[0063] 在实际应用中，考虑到观测点成线性组合的情况，W下介绍本申请一种确定微地 震的震源位置的方法的另一种实施例。图5是本申请提供的确定微地震的震源位置的方法 的另一种实施例的流程图，本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于 常规或者无创造性的劳动可W包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅 仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或客户端 产品执行时，可W按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理 器或者多线程处理的环境）。具体的如图5所示，所述方法可W包括：
[0064] S510:将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分 处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度。
[0065] S520:确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至时间，W及 与所述初至时间相应的微地震记录。
[0066] S530:基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所 述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描 处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点。
[0067] S540:对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步 长的大小，依次由大到小进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠加能 量对应的时间。
[0068] 具体的，所述多重滑动时间步长扫描处理可W包括至少两重W上的滑动时间步长 扫描处理。如图6所示，图6是本申请提供的进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测 区中最大叠加能量对应的时间一种实施例的流程示意图；具体的，所述对所述最大叠加能 量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步长的大小，依次由大到小进行多重 滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠加能量对应的时间可W包括：
[0069] S541:对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步 长的大小由大到小，依次W相应的滑动时间步长为间隔计算时间样点处的叠加能量。
[0070] 具体的，所述预设的滑动时间步长可W结合观测区实际情况设置。且当当前的时 间步长确定后，所述W相应的滑动时间步长为间隔计算时间样点处的叠加能量可W包括W 当前的时间步长为间隔，依次获取第一个时间步长处的叠加能量、第二个时间步长处的叠 加能量…第r个时间步长处的叠加能量(r的大小根据相应的微地震记录的长度和所述当前 的时间步长确定）。具体的，所述计算时间样点处的叠加能量可W包括采用下述公式计算：
[0071]
[0072] 上式中，EQ，k，T)表示第Q，k)个网格节点，第T个时间步长处的叠加能量;CXpt表 示第P道观测点第t时刻X分量振幅值;CYpt表示第P道观测点第t时刻Y分量振幅值;CZpt表示 第P道观测点第t时亥IjZ分量振幅值;Tl,k,P表示第Q，k)个网格节点到第P个观测点的初至时 间；Ci,k,m = min(Ti,k,p) (P=I，......N) ;M表示能量叠加的时间窗口长度;N表示观测点数 量。
[0073] S542:确定W最大的叠加能量所对应的时间样点处为中屯、，W及W所述相应的滑 动时间步长为长度的时间区间，获取所述时间区间内的微地震记录。
[0074] S543:对所述微地震记录W次大的滑动时间步长为间隔计算时间样点处的叠加能 量。
[0075] S544:重复上述S542和S543的步骤至当前W-个时间样点的滑动时间步长为间 隔。
[0076] 具体的，在实际应用中，当所述多重滑动时间步长扫描处理为两重W上的滑动时 间步长扫描处理时，可W重复上述S542和S543的步骤至当前W-个时间样点的滑动时间步 长为间隔；相应的，当所述多重空间扫描处理为两重空间扫描处理时，上述步骤S542和S543 一次循环之后，当前是W-个样点的滑动时间步长为间隔。相应的，可W直接执行S545。
[0077] S545:确定当前最大的叠加能量所对应的时间，将所述当前最大的叠加能量所对 应时间作为所述观测区中最大叠加能量对应的时间。
[0078] 如图7所示，图7是本申请提供的多重滑动时间步长扫描处理中W某一滑动时间步 长绕射确定时间样点处的叠加能量的一种实施例的示意图。图中Geopjn至Geop_12表示观 测点编号，每个编号对应相应的微地震记录;沿图中的能量叠加路径可获得相应的叠加能 量的示意图，叠加能量的示意图中横坐标表示时间，单位为ms;纵坐标为叠加能量。St表示 时间步长，从图中可见2st处的叠加能量最大。
[0079] S550:根据所述最大叠加能量对应的网格节点和所述最大叠加能量对应的时间确 定微地震的震源位置。
[0080] 本申请实施例中，在步骤S530确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点和 S540得到所述观测区中最大叠加能量对应的时间之后，可W根据所述最大叠加能量对应的 网格节点和所述最大叠加能量对应的时间确定微地震的震源位置，具体的，可W包括：
[0081] 将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点的相对位置作为微地震的震源与 所述观测点的相对位置；
[0082] 对与所述最大叠加能量对应的时间相对应的微地震记录进行偏振分析或激化旋 转处理，得到微地震的震源与所述观测点的相对方位；
[0083] 根据所述相对位置和所述相对方位确定微地震的震源位置。
[0084] 在一个具体的实施例中，假设观测区为2000m*150m的区域，预设震源位置检测精 度为Im，微地震记录的采样间隔为0.25ms，微地震记录的采样长度为500ms，即2000 (500ms/ 0.25ms)个样点，有效信号的最大频率为200Hz。相应的，假设W上述图4中的双重网格剖分 处理为例，利用本申请实施例提供的技术方案确定微地震的震源位置的过程中，扫描进行 运算的次数的计算公式可W如下：
[0085] OTimes = NGRID XNTIME= (NI XMi+nl Xnh) X (St+Lt/St)
[008引上式中，OTimes表示扫描进行运算的次数;NGRID表示扫描的网格节点数,NTIME表 示扫描的时间点数;Nl=LM康示大网格横向节点数;L表示观测区横向长度，单位为m;Di2 表示大网格的横向边长，单位为m;Nh = H/Dh2表示大网格横向节点数;H表示观测区纵向高 度，单位为m;Dh2表示大网格的纵向边长，单位为m;nl=Di2/Dn表示一个大网格所对应的小 网格横向网格节点的数量，Di读示小网格的横向边长，单位为m; nh = Dh2/Dh读示一个大网 格所对应的小网格纵向网格节点的数量，Dhi表示小网格的纵向边长;St = (1000/zf)Alt表 示时间扫描步长，Zf表示信号最大频率，单位为化，dt表示信号采样间隔，单位为ms; Lt-个 微地震记录的长度(样点数）。
[0087] 相应的，可W计算得到利用本申请实施例提供的技术方案确定微地震的震源位置 的过程中，扫描进行运算的次数为37.2万次(大网格36万次，小网格1.2万次）。而利用现有 技术确定微地震的震源位置的过程中，扫描进行运算的次数为60000万次，由此可见，本申 请提供的技术方案的运算效率是现有技术的1613倍，因此，利用本申请提供的技术方案可 W在保证震源位置定位精度的前提下，大大提高定位运算速度。
[0088] 由W上本申请一种确定微地震的震源位置的方法的实施例可见，本申请通过将所 述观测区按照网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预 设震源位置检测精度;并确定出所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至 时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录;基于所述网格节点到观测点的初至时间和 所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到 小对网格节点进行多重空间扫描处理，可W确定出所述观测区中最大叠加能量对应的网格 节点；接着，对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步长 的大小，依次由大到小进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠加能量 对应的时间。对于观测点成线性组合的情况，可W根据所述最大叠加能量对应的网格节点 和所述最大叠加能量对应的时间确定微地震的震源位置。与现有技术相比，利用本申请提 供的技术方案可W在保证震源位置定位精度的前提下，大大提高自动定位运算速度，从而 满足压裂实时性，达到工程现场的需求。
[0089] 基于本申请一种确定微地震的震源位置的方法，本申请另一方面还提供一种确定 微地震的震源位置的装置，图8是本申请提供的确定微地震的震源位置的装置的一种实施 例中的结构示意图；如图8所示，所述装置800可W包括：
[0090] 第一多重网格剖分处理模块810,可W用于将观测区按照多种预设的网格边长大 小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0091] 第一数据确定模块820,可W用于确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点 到观测点的初至时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录；
[0092] 第一网格节点确定模块830,可W用于基于所述网格节点到观测点的初至时间和 所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到 小对网格节点进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点；
[0093] 第一震源位置确定模块840,可W用于根据所述最大叠加能量对应的网格节点确 定微地震的震源位置。
[0094] 本申请还提供所述第一网格节点确定模块830的具体实施例，具体的，所述第一网 格节点确定模块830可W包括：
[0095] 第一叠加能量计算单元，可W用于基于网格节点到观测点的初至时间和相应的微 地震记录，按照网格边长大小由大到小，依次计算相应的网格节点区域内网格节点的叠加 能量；
[0096] 第一网格节点区域确定单元，可W用于W最大的叠加能量所对应网格节点为中 屯、，W及W次大网格边长大小确定相应的网格节点区域；
[0097] 第一数据处理单元，可W用于重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网 格节点区域的步骤至当前网络节点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0098] 第二数据处理单元，可W用于计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能 量，确定当前最大的叠加能量所对应网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节 点作为所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点。
[0099] 本申请还提供所述第一震源位置确定模块840的具体实施例，具体的，所述第一震 源位置确定模块840可W包括：
[0100] 第一相对位置获取单元，可W用于将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点 的相对位置作为微地震的震源与所述观测点的相对位置；
[0101] 第一震源位置确定单元，可W用于根据所述相对位置确定微地震的震源位置。
[0102] 基于本申请一种确定微地震的震源位置的方法，本申请还提供一种确定微地震的 震源位置的装置，图9是本申请提供的确定微地震的震源位置的装置的另一种实施例中的 结构示意图；如图9所示，所述装置900可W包括：
[0103] 第二多重网格剖分处理模块910,可W用于将观测区按照多种预设的网格边长大 小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0104] 第二数据确定模块920,可W用于确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点 到观测点的初至时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录；
[0105] 第二网格节点确定模块930,可W用于基于所述网格节点到观测点的初至时间和 所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到 小对网格节点进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点；
[0106] 时间获取模块940,可W用于对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录 按照预设的滑动时间步长的大小，依次由大到小进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所 述观测区中最大叠加能量对应的时间；
[0107] 第二震源位置确定模块950,可W用于根据所述最大叠加能量对应的网格节点和 所述最大叠加能量对应的时间确定微地震的震源位置。
[0108] 本申请还提供所述第二网格节点确定模块930的具体实施例，具体的，所述第二网 格节点确定模块930可W包括：
[0109] 第二叠加能量计算单元，可W用于基于网格节点到观测点的初至时间和相应的微 地震记录，按照网格边长大小由大到小，依次计算相应的网格节点区域内网格节点的叠加 能量；
[0110] 第二网格节点区域确定单元，可W用于W最大的叠加能量所对应网格节点为中 屯、，W及W次大网格边长大小确定相应的网格节点区域；
[0111] 第=数据处理单元，可W用于重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网 格节点区域的步骤至当前网络节点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度；
[0112] 第四数据处理单元，可W用于计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能 量，确定当前最大的叠加能量所对应网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节 点作为所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点。
[0113] 本申请还提供所述时间获取模块940的具体实施例，具体的，所述时间获取模块 940可W包括：
[0114] 第=叠加能量计算单元，可W用于对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震 记录按照预设的滑动时间步长的大小由大到小，依次W相应的滑动时间步长为间隔计算时 间样点处的叠加能量；
[0115] 时间区间确定单元，可W用于确定W最大的叠加能量所对应的时间样点处为中 屯、，W及W所述相应的滑动时间步长为长度的时间区间；
[0116] 微地震记录获取单元，可W用于获取所述时间区间内的微地震记录；
[0117] 第四叠加能量计算单元，可W用于对所述微地震记录W次大的滑动时间步长为间 隔计算时间样点处的叠加能量；
[0118] 第五数据处理单元，可W用于重复上述微地震记录获取单元和第四叠加能量计算 单元的步骤至第四叠加能量计算单元中当前W-个时间样点的滑动时间步长为间隔；
[0119] 第六数据处理单元，可W用于确定当前最大的叠加能量所对应的时间，将所述当 前最大的叠加能量所对应时间作为所述观测区中最大叠加能量对应的时间。
[0120] 本申请还提供所述第二震源位置确定模块950的具体实施例，具体的，所述第二震 源位置确定模块950可W包括：
[0121] 第二相对位置获取单元，可W用于将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点 的相对位置作为微地震的震源与所述观测点的相对位置；
[0122] 相对方位获取单元，可W用于对与所述最大叠加能量对应的时间相对应的微地震 记录进行偏振分析或激化旋转处理，得到微地震的震源与所述观测点的相对方位；
[0123] 第二震源位置确定单元，可W用于根据所述相对位置和所述相对方位确定微地震 的震源位置。
[0124] 由W上本申请一种确定微地震的震源位置的方法或装置的实施例可见，本申请通 过将所述观测区按照网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大 小为预设震源位置检测精度;并确定出所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点 的初至时间，W及与所述初至时间相应的微地震记录;基于所述网格节点到观测点的初至 时间和所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次 由大到小对网格节点进行多重空间扫描处理，可W确定出所述观测区中最大叠加能量对应 的网格节点；对于观测点成非规则分布(如地面观测）的情况，可W根据所述最大叠加能量 对应的网格节点确定微地震的震源位置。对于观测点成线性组合的情况，可W对所述最大 叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步长的大小，依次由大到小进 行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠加能量对应的时间；最后，可W根 据所述最大叠加能量对应的网格节点和所述最大叠加能量对应的时间确定微地震的震源 位置。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可W在保证震源位置定位精度的前提 下，大大提高自动定位运算速度，从而满足压裂实时性，达到工程现场的需求。
[0125] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统实 施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述的比较简单，相关之处参见方法实施例 的部分说明即可。
[0126]虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和 变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括运些变形和变化而不脱离本申请的 精神。
【主权项】
1. 一种确定微地震的震源位置的方法，其特征在于，所述方法包括： 将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网 格边长大小为预设震源位置检测精度； 确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至时间，以及与所述初至 时间相应的微地震记录； 基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所述多重网格 剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描处理，确定 所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点； 根据所述最大叠加能量对应的网格节点确定微地震的震源位置。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述网格节点到观测点的初至时 间和所述相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由 大到小对网格节点进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节 点包括： 基于网格节点到观测点的初至时间和相应的微地震记录，按照网格边长大小由大到 小，依次计算相应的网格节点区域内网格节点的叠加能量； 以最大的叠加能量所对应网格节点为中心，以及以次大网格边长大小确定相应的网格 节点区域； 重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网格节点区域的步骤至当前网络节 点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度； 计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能量，确定当前最大的叠加能量所对应 网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节点作为所述观测区中最大叠加能量对 应的网格节点。3. 根据权利要求1或2任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大叠加能量 对应的网格节点确定微地震的震源位置包括： 将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点的相对位置作为微地震的震源与所述 观测点的相对位置，根据所述相对位置确定微地震的震源位置。4. 一种确定微地震的震源位置的方法，其特征在于，所述方法包括： 将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大到小进行多重网格剖分处理，至网 格边长大小为预设震源位置检测精度； 确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初至时间，以及与所述初至 时间相应的微地震记录； 基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微地震记录，按照所述多重网格 剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点进行多重空间扫描处理，确定 所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点； 对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步长的大小， 依次由大到小进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠加能量对应的时 间； 根据所述最大叠加能量对应的网格节点和所述最大叠加能量对应的时间确定微地震 的震源位置。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于网格节点到观测点的初至时间和 相应的微地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对 网格节点进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点包括： 基于网格节点到观测点的初至时间和相应的微地震记录，按照网格边长大小由大到 小，依次计算相应的网格节点区域内网格节点的叠加能量； 以最大的叠加能量所对应网格节点为中心，以及以次大网格边长大小确定相应的网格 节点区域； 重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网格节点区域的步骤至当前网络节 点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度； 计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能量，确定当前最大的叠加能量所对应 网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节点作为所述观测区中最大叠加能量对 应的网格节点。6. 根据权利要求4或5任意一项所述的方法，其特征在于，所述对所述最大叠加能量对 应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步长的大小，依次由大到小进行多重滑动 时间步长扫描处理，得到所述观测区中最大叠加能量对应的时间包括： S61:对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑动时间步长的 大小由大到小，依次以相应的滑动时间步长为间隔计算时间样点处的叠加能量； S62:确定以最大的叠加能量所对应的时间样点处为中心，以及以所述相应的滑动时间 步长为长度的时间区间，获取所述时间区间内的微地震记录； S63:对所述微地震记录以次大的滑动时间步长为间隔计算时间样点处的叠加能量； S64:重复上述S62和S63的步骤至当前以一个时间样点的滑动时间步长为间隔； S65:确定当前最大的叠加能量所对应的时间，将所述当前最大的叠加能量所对应时间 作为所述观测区中最大叠加能量对应的时间。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大叠加能量对应的网格节 点和所述最大叠加能量对应的时间确定微地震的震源位置包括： 将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点的相对位置作为微地震的震源与所述 观测点的相对位置； 对与所述最大叠加能量对应的时间相对应的微地震记录进行偏振分析或激化旋转处 理，得到微地震的震源与所述观测点的相对方位； 根据所述相对位置和所述相对方位确定微地震的震源位置。8. -种确定微地震的震源位置的装置，其特征在于，所述装置包括： 第一多重网格剖分处理模块，用于将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大 到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度； 第一数据确定模块，用于确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初 至时间，以及与所述初至时间相应的微地震记录； 第一网格节点确定模块，用于基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微 地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点 进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点； 第一震源位置确定模块，用于根据所述最大叠加能量对应的网格节点确定微地震的震 源位置。9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一网格节点确定模块包括： 第一叠加能量计算单元，用于基于网格节点到观测点的初至时间和相应的微地震记 录，按照网格边长大小由大到小，依次计算相应的网格节点区域内网格节点的叠加能量； 第一网格节点区域确定单元，用于以最大的叠加能量所对应网格节点为中心，以及以 次大网格边长大小确定相应的网格节点区域； 第一数据处理单元，用于重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网格节点区 域的步骤至当前网络节点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度； 第二数据处理单元，用于计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能量，确定当 前最大的叠加能量所对应网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节点作为所述 观测区中最大叠加能量对应的网格节点。10. 根据权利要求8或9任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一震源位置确定模块 包括： 第一相对位置获取单元，用于将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点的相对位 置作为微地震的震源与所述观测点的相对位置； 第一震源位置确定单元，用于根据所述相对位置确定微地震的震源位置。11. 一种确定微地震的震源位置的装置，其特征在于，所述装置包括： 第二多重网格剖分处理模块，用于将观测区按照多种预设的网格边长大小，依次由大 到小进行多重网格剖分处理，至网格边长大小为预设震源位置检测精度； 第二数据确定模块，用于确定所述多重网格剖分处理后得到的网格节点到观测点的初 至时间，以及与所述初至时间相应的微地震记录； 第二网格节点确定模块，用于基于所述网格节点到观测点的初至时间和所述相应的微 地震记录，按照所述多重网格剖分处理所对应的网格边长大小，依次由大到小对网格节点 进行多重空间扫描处理，确定所述观测区中最大叠加能量对应的网格节点； 时间获取模块，用于对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照预设的滑 动时间步长的大小，依次由大到小进行多重滑动时间步长扫描处理，得到所述观测区中最 大叠加能量对应的时间； 第二震源位置确定模块，用于根据所述最大叠加能量对应的网格节点和所述最大叠加 能量对应的时间确定微地震的震源位置。12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二网格节点确定模块包括： 第二叠加能量计算单元，用于基于网格节点到观测点的初至时间和相应的微地震记 录，按照网格边长大小由大到小，依次计算相应的网格节点区域内网格节点的叠加能量； 第二网格节点区域确定单元，用于以最大的叠加能量所对应网格节点为中心，以及以 次大网格边长大小确定相应的网格节点区域； 第三数据处理单元，用于重复上述计算网格节点的叠加能量和确定相应的网格节点区 域的步骤至当前网络节点区域所对应的网格边长大小为预设震源位置检测精度； 第四数据处理单元，用于计算所述当前网格节点区域内网格节点的叠加能量，确定当 前最大的叠加能量所对应网格节点，将所述当前最大的叠加能量所对应网格节点作为所述 观测区中最大叠加能量对应的网格节点。13. 根据权利要求11或12任意一项所述的装置，其特征在于，所述时间获取模块包括： 第三叠加能量计算单元，用于对所述最大叠加能量对应的网格节点的微地震记录按照 预设的滑动时间步长的大小由大到小，依次以相应的滑动时间步长为间隔计算时间样点处 的置加能量； 时间区间确定单元，用于确定以最大的叠加能量所对应的时间样点处为中心，以及以 所述相应的滑动时间步长为长度的时间区间； 微地震记录获取单元，用于获取所述时间区间内的微地震记录； 第四叠加能量计算单元，用于对所述微地震记录以次大的滑动时间步长为间隔计算时 间样点处的叠加能量； 第五数据处理单元，用于重复上述微地震记录获取单元和第四叠加能量计算单元的步 骤至第四叠加能量计算单元中当前以一个时间样点的滑动时间步长为间隔； 第六数据处理单元，用于确定当前最大的叠加能量所对应的时间，将所述当前最大的 叠加能量所对应时间作为所述观测区中最大叠加能量对应的时间。14. 根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二震源位置确定模块包括： 第二相对位置获取单元，用于将所述最大叠加能量所对应网格节点与观测点的相对位 置作为微地震的震源与所述观测点的相对位置； 相对方位获取单元，用于对与所述最大叠加能量对应的时间相对应的微地震记录进行 偏振分析或激化旋转处理，得到微地震的震源与所述观测点的相对方位； 第二震源位置确定单元，用于根据所述相对位置和所述相对方位确定微地震的震源位 置。
【文档编号】G01V1/28GK105954796SQ201610438716
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】金其虎, 李飞, 刘臣, 刘聪伟, 衡峰, 王高成
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司