微地震有效信号数字化判识方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水力压裂微地震监测领域，特别是涉及微地震有效信号数字化判识方法。
【背景技术】
[0002]水力压裂技术是提高页岩油气等非常规油气储层采收率的主要途径，微地震监测是是通过采集水力压裂致岩石破碎产生的信号，对破裂位置进行定位，从而指导压裂施工并对压裂结果进行评价。由于岩石破裂产生的信号极其微弱，加之实际记录的数据中存在各种环境噪声，如何识别出有效的微地震信号对于微地震监测结果至关重要。
[0003]在现有的微地震有效信号识别方法中大多基于信号分析理论，根据有效信号和噪音的某种差异加以自动识别。如基于能量的长短时窗能量比法、基于统计信息的高阶累积量法、基于相关性的特征值分析法等。这些方法基本不需要人工干预，能自动识别出有效的微地震信号，但同时也存在以下问题:一是识别结果对参数的选取较为敏感，需要操作人员有丰富的经验；二是只基于信号本身特征，没有考虑信号的时距关系特征，因此有可能出现漏拾和错拾。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种方便、可靠的微地震有效信号识别方法。
[0005]本发明可通过如下方法措施来实现。
[0006]微地震有效信号数字化判识方法，包括下列步骤。
[0007]步骤1:对原始记录进行去噪处理，提高记录的信噪比。
[0008]步骤2:获取观测站点和可能的信号源坐标。
[0009]步骤3:获取地表至可能的信号源之间的地层平均速度。
[0010]步骤4:利用观测站点和可能的信号源坐标及地表至可能的信号源之间的地层平均速度计算可能的信号源到各观测站点的旅行时间。
[0011]步骤5:将步骤4中的可能的信号源到各观测站点的旅行时间换算成相对旅行时间。
[0012]步骤6:将步骤5中的相对旅行时间除以微地震记录的采样间隔换算成采样点数。
[0013]步骤7:分别以站点序号和步骤5中的采样点数为横、纵坐标绘制出散点图。
[0014]步骤8:有效的微地震信号判断，其判断方法为:当某个信号在各观测站点记录上的初至时间与步骤6中的散点图分布整体近似时，即可判断该信号为有效的微地震信号。
[0015]进一步，所述步骤I中，通过去直流、去异常值、带通滤波去噪处理方法，对原始微地震记录进行去噪处理。
[0016]进一步，所述步骤2中，所述获取可能的信号源坐标包括获取当前记录对应的油井压裂段的射孔点坐标。
[0017]进一步，所述步骤3中，地表至可能的信号源之间的地层平均速度是根据工区相应深度的地震叠加速度得到的。
[0018]进一步，所述步骤5中，相对时间的换算方法为:可能的信号源到各观测站点的真实旅行时间减去其中的最短旅行时间。
[0019]进一步，在步骤8进行有效的微地震信号判断时，还包括步骤7中的散点图以相同显示比例投影到微地震记录上并整体移动，判断散点与信号在各观测站点记录上的初至时间是否一致的步骤。当散点与信号在各观测站点记录上的初至时间相一致时，可判断该信号为微地震有效信号。否则，该信号为干扰信号。
[0020]进一步，所述步骤8中判断信号是否为有效信号的依据是:压裂产生的破裂点偏出射孔点不会太远，这种偏差对信号初至时间分布形态影响不大。
[0021]本发明中的微地震有效信号识别方法与常规的微地震有效事件识别方法相比，由于依据压裂产生的破裂点不会偏出射孔点太远，这种偏差对信号初至时间分布形态影响不大，因此具有操作方便、准确、可靠的优点。
[0022]
【附图说明】
图1为当前记录对应的油井压裂段射孔点到各观测站点的旅行时间散点图。
[0023]图2为微地震有效信号及当前记录对应的油井压裂段射孔点到各观测站点的旅行时间量板(白线)同比例显示对比。
[0024]图3为微地震信干扰号及当前记录对应的油井压裂段射孔点到各观测站点的旅行时间量板同比例显示对比(白线)。
【具体实施方式】
[0025]为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0026]实施例1。微地震有效信号数字化判识方法，包括:
步骤1:对原始记录进行去噪处理，提高记录的信噪比。
[0027]步骤2:获取观测站点和可能的信号源坐标。
[0028]步骤3:获取地表至可能的信号源之间的地层平均速度。
[0029]步骤4:利用观测站点和可能的信号源坐标及地表至可能的信号源之间的地层平均速度计算可能的信号源到各观测站点的旅行时间。
[0030]步骤5:将步骤4中的可能的信号源到各观测站点的旅行时间换算成相对旅行时间。
[0031]步骤6:将步骤5中的相对旅行时间除以微地震记录的采样间隔换算成采样点数。
[0032]步骤7:分别以站点序号和步骤5中的采样点数为横、纵坐标绘制出散点图。
[0033]步骤8:当某个信号在各观测站点记录上的初至时间与步骤6中的散点图分布整体近似时，即可判断该信号为有效的微地震信号。
[0034]所述步骤2中，可能的信号源选择的是当前记录对应的油井压裂段的射孔点。
[0035]所述步骤3中，地表至可能的信号源之间的地层平均速度是根据工区地震相应深度的地震叠加速度得到的。
[0036]所述步骤5中，相对时间的换算方法为:可能的信号源到各站点的真实旅行时间减去其中的最短旅行时间。
[0037]所述步骤7中的散点图可以以相同显示比例投影到微地震记录上，并能随着鼠标上下整体移动，即当需要去判识某个信号是否为有效信号时，可以将鼠标移向该信号，步骤7中的散点图将会整体移向该信号以方便对比。
[0038]所述步骤8中判断信号是否为有效信号的依据是:压裂产生的破裂点不会偏出射孔点太远，一般在200m的范围内，因此这种偏差对信号初至时间分布形态影响不大。
[0039]本发明微地震有效信号数字化判识方法，其方案是首先对原始观测记录进行去噪处理，提高记录的信噪比，然后获取各观测站点坐标及可能的信号源坐标，利用地表到可能的信号源之间的地层平均速度计算出可能的信号源到各观测站点的旅行时间，并换算成信号源到各观测站点的相对旅行时间，再将相对旅行时间除以微地震记录的采样间隔换算成采样点数，分别以站点序号和采样点数为横、纵坐标绘制出散点图，通过比较散点分布与各观测站点记录上的初至时间整体上是否近似，可判断出该信号是否为可能的信号源发射出的信号，即微地震有效信号。优点是对于识别微地震有效信号方便、直观、可靠。
[0040]实施例2。微地震有效信号数字化判识方法，包括下列步骤。
[0041](I)获取原始微地震记录，及观测站点坐标、井身轨迹、压裂的射孔点坐标。
[0042](2)对原始微地震记录进行去直流、去异常值、带通滤波等几种常规的去噪处理，得到图2所示的记录。
[0043](3)获取观测站点坐标及当前记录对应的油井压裂段的射孔点坐标。
[0044](4)根据该工区地震勘探的认识，取地表至当前记录对应的油井压裂段射孔点之间的地层平均速度为2700。
[0045](5)利用步骤3中的坐标信息及步骤4中的地层平均速度计算当前记录对应的油井压裂段射孔点到各观测站点的旅行时间。
[0046](6)将步骤5中的当前记录对应的油井压裂段射孔点到各观测站点的旅行时间减去其中的最短旅行时间换算成相对旅行时间。
[0047](7)将步骤6中的相对旅行时间除以微地震记录的采样间隔Ims换算成采样点数。
[0048](8)分别以站点序号和步骤5中的采样点数为横、纵坐标绘制出如图3所示的散点图。
[0049](9)将步骤8中的散点图以相同比例投影到去噪后的微地震记录上，上下移动鼠标，当信号在各观测站点记录上的初至时间与图1中的散点图分布整体相一致时，可判断该信号为微地震有效信号，如图2所示；否则该信号为干扰信号，如图3所示。
【主权项】
1.微地震有效信号数字化判识方法，其特征在于:包括下列步骤: 步骤1:对原始记录进行去噪处理，提高记录的信噪比； 步骤2:获取观测站点和可能的信号源坐标； 步骤3:获取地表至可能的信号源之间的地层平均速度； 步骤4:利用观测站点和可能的信号源坐标及地表至可能的信号源之间的地层平均速度计算可能的信号源到各观测站点的旅行时间； 步骤5:将步骤4中的可能的信号源到各观测站点的旅行时间换算成相对旅行时间； 步骤6:将步骤5中的相对旅行时间除以微地震记录的采样间隔换算成采样点数； 步骤7:分别以站点序号和步骤5中的采样点数为横、纵坐标绘制出散点图； 步骤8:有效的微地震信号判断，其判断方法为:当某个信号在各观测站点记录上的初至时间与步骤6中的散点图分布整体近似时，即可判断该信号为有效的微地震信号。2.根据权利要求1所述的微地震有效信号数字化判识方法，其特征在于:步骤I中，通过去直流、去异常值、带通滤波去噪处理方法，对原始微地震记录进行去噪处理。3.根据权利要求1所述的微地震有效信号数字化判识方法，其特征在于:所述步骤2中，所述获取可能的信号源坐标包括获取当前记录对应的油井压裂段的射孔点坐标。4.根据权利要求1所述的微地震有效信号数字化判识方法，其特征在于:所述步骤3中，地表至可能的信号源之间的地层平均速度是根据工区相应深度的地震叠加速度得到的。5.根据权利要求1所述的微地震有效信号数字化判识方法，其特征在于:所述步骤5中，相对时间的换算方法为:可能的信号源到各观测站点的真实旅行时间减去其中的最短旅行时间。6.根据权利要求1所述的微地震有效信号数字化判识方法，其特征在于:在步骤8进行有效的微地震信号判断时，还包括步骤7中的散点图以相同显示比例投影到微地震记录上并整体移动，判断散点与信号在各观测站点记录上的初至时间是否一致的步骤； 当散点与信号在各观测站点记录上的初至时间相一致时，可判断该信号为微地震有效信号；否则，该信号为干扰信号。7.根据权利要求1所述的微地震有效信号数字化判识方法，其特征在于:所述步骤8中判断信号是否为有效信号的依据是:压裂产生的破裂点不会偏出射孔点太远，这种偏差对信号初至时间分布形态影响不大。
【专利摘要】本发明公开了微地震有效信号数字化判识方法，首先对原始观测记录进行去噪处理，提高记录的信噪比，然后获取各观测站点坐标及可能的信号源坐标，利用地表到可能的信号源之间的地层平均速度计算出可能的信号源到各观测站点的旅行时间，并换算成信号源到各观测站点的相对旅行时间，再将相对旅行时间除以微地震记录的采样间隔换算成采样点数，分别以站点序号和采样点数为横、纵坐标绘制出散点图，通过比较散点分布与各观测站点记录上的初至时间整体上是否近似，可判断出该信号是否为可能的信号源发射出的信号，即微地震有效信号。优点是对于识别微地震有效信号方便、直观、可靠。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN105093276
【申请号】CN201410202521
【发明人】崔庆辉, 单联瑜, 王延光, 王兴谋, 尚新民, 刁瑞, 左建军, 毕丽飞
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月14日