專利名稱：基于數據庫技術的同型波時差定位方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種地球物理勘探微地震監(jiān)測技術，更具體地講，涉及一種結合數據庫技術的同型波時差定位方法。
背景技術：
微地震監(jiān)測就是通過觀測、分析生產活動中所產生的微小地震事件來監(jiān)測生產活動之影響、效果及地下狀態(tài)的地球物理技術。該方法是在油氣藏開采開發(fā)的壓裂過程中，通過在地面或井中布置檢波器，接收壓裂施工中接收地層因壓裂而產生人工裂縫時的微地震波(通稱為微地震事件)。通過對接收到的微地震事件(P波或S波)進行一系列數據處理技術，將發(fā)生人工裂縫的空間位置反演出來，從而預測人工裂縫的發(fā)育趨勢及空間展布，為壓裂效果的評判及后期的油氣田開采開發(fā)提供指導?，F有的微地震監(jiān)測定位反演的總體思路主要采取以下步驟:
步驟一:將檢波器接收到微地震信號P波或S波進行波至時間拾?。?br> 步驟二:根據測井、射孔資料建立區(qū)域精細速度模型；
步驟三:根據步驟二建立的速度模型，利用非線性反演算法進行一個震源的定位；
步驟四:重復步驟三，最終完成對一個微地震事件定位。
上述方法中，對于一個記錄的微地震事件，需要給定一個初始點(即初始空間位置估計)，若初始震源位置與當前記錄的微地震事件空間的偏差很大，則在進行上述步驟三中，因為判斷標準而導致出現局部極值，使得定位出的震源空間位置與實際微地震事件的空間位置誤差較大。
若選用逐點搜索對地下空間位置進行震源掃描，則對每個記錄的微地震事件，都會引起數量龐大的正演初至迭代計算，過大的計算量必將導致處理時間的延長。
微地震監(jiān)測最重要的一點是在壓裂施工的現場進行實時監(jiān)測(在壓裂施工的同時，能夠在很短的時間內，根據接收到的微地震事件，反演出該微地震事件的空間坐標)，只有這樣，才能真正地發(fā)揮微地震監(jiān)測對壓裂效果進行實時的評判和指導作用。因此，微地震監(jiān)測震源位置的反演是計算速度和精度必須兼顧的技術問題。若保證不了反演定位精度，則可能得出錯誤的評判；若保證不了反演定位的速度，則不能保證微地震監(jiān)測的實時性。發(fā)明內容
為了克服 上述缺點，本發(fā)明公開一種基于數據庫技術的同型波時差定位方法，其特征在于，包含以下幾個步驟:(a)將通過正演得出的微地震波的初至時間寫入初至時間數據庫，初至時間數據庫表示為Database ，々2，...tkl} ,...心—!,心},…,尤,…tk1} ,...^i7-1，(}”..，{^,ι 九，...tI]，…tIj-1，tIj })，其中，t表示利用射線追蹤算法計算第j個檢波器所接收到第i個震源的微地震波初至時間，1、j是自然數；(b)對監(jiān)測的微地震事件進行波至時間拾取，建立該微地震事件的微地震波的波至時間集；(C)對監(jiān)測的微地震事件進行方位角求取，取得該微地震事件的發(fā)生方位角；(d)用所述微地震事件的波至時間集和初至時間數據庫進行微地震事件空間位置的反演。
當再次發(fā)生另一微地震事件時，重復步驟(b)至步驟(d)，從而完成對另一微地震事件的定位。
本發(fā)明的步驟(a)中的針對每個網格的正演的地震波的初至時間通過如下步驟而得出:(al)根據微地震監(jiān)測的測井資料和射孔數據建立地震波的精細速度模型；(a2)建立微地震發(fā)生空間區(qū)域，對該微地震事件發(fā)生空間區(qū)域按照笛卡爾坐標系中的x、y、z軸方向進行網格剖分；(a3)利用射線追蹤算法和布置在地面或井中的檢波器，正演出第i個網格所表示的微地震點的微地震波的初至時間。
本發(fā)明的步驟(d)還包括:(dl)根據式1，進行微地震發(fā)生方位區(qū)間的判別，|Θ [Volumei (x, y, z) Θ |< Qf......式I，將滿足所述式I的網格確定為微地震可能發(fā)生空間點，其中，0 [Volumei (X, y, ζ)]表示第i個網格的方位角，Θ m表示第m個微地震事件的方位角，m是自然數，Θ'為預先給定的方位角誤差；(d2)當第i個網格的方位角不在(θπ-θ'，θπ+θ')范圍內時，跳過該網格點；(d3)在所有微地震可能發(fā)生空間點，根據式2應用所述微地震事件的P波和S波的初至時間數據庫和波至時間集進行最優(yōu)微地震空間位置的求取，
權利要求
1.一種基于數據庫技術的同型波時差定位方法，其特征在于，包含以下幾個步驟:(a)將通過正演得出的地震波的初至時間寫入初至時間數據庫，初至時間數據庫表示為
2.根據權利要求1所述的同型波時差定位方法，其特征在于，當再次發(fā)生另一微地震事件時，重復步驟(b)至步驟(d)，從而完成對另一微地震事件的定位。
3.根據權利要求1所述的同型波時差定位方法，其特征在于，步驟(a)中的針對每個網格的正演的地震波的初至時間通過如下步驟而得出: (al)根據微地震監(jiān)測的測井資料和射孔數據建立地震波的精細速度模型； (a2)建立微地震發(fā)生空間區(qū)域，對該微地震事件發(fā)生空間區(qū)域按照笛卡爾坐標系中的X、1、Z軸方向進行網格剖分； (a3)利用射線追蹤算法和布置在地面或井中的檢波器，正演出第i個網格所表示的微地震點的微地震波的初至時間。
4.根據權利要求1所述的同型波時差定位方法，其特征在于， 步驟⑷包括: (dl)根據式1，進行微地震發(fā)生方位區(qū)間的判別，
5.根據權利要求1所述的同型波時差定位方法，其特征在于，地震波是P波。
6.根據權利要求5所述的同型波時差定位方法，其特征在于，步驟(c)中的求取方位角的過程如下: (cl)對第m個事件的第j個檢波器所接收到的P波水平分量，取一定長度的時窗，其中m是自然數；(c2)對該時窗內的P波X軸和 軸分量進行偏振分析，得到第m個微地震事件的第j個檢波器所表不的方位角； (c3)求出所有檢波器求取的方位角的平均值，得到第m個微地震事件的方位角。
7.根據權利要求5所述的同型波時差定位方法，其特征在于，利用P波的時差反演震源位置Pm(x，y，z)的過程如下:
8.根據權利要求1所述的同型波時差定位方法，其特征在于，地震波是S波。
9.根據權利要求8所述的同型波時差定位方法，其特征在于，步驟(c)中求取方位角的過程包括: (cl)對第m個事件的第j個檢波器所接收到的S波的水平分量，取一定長度的時窗，其中m是自然數； (c2)對該時窗內的S波的X軸和y軸分量進行偏振分析，得到第m個微地震事件的第j個檢波器所表不的方位角； (c3)求出所有檢波器求取的方位角的平均值，在該平均值上加上90°，確定為第m個微地震事件的方位角。
10.根據權利要求1所述的同型波時差定位方法，其特征在于，利用S波的時差反演震源位置Pm(X，y，z)的過程如下:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地球物理勘探微地震監(jiān)測技術，更具體地講，涉及一種結合數據庫技術，在保證計算精度的情況下，極大地提高計算效率的同型波時差定位方法。本發(fā)明的基于數據庫的同型波時差定位方法主要包括如下步驟(1)微地震發(fā)生空間區(qū)域的建立及網格剖分；(2)利用射線追蹤算法將每個網格的P波或S波正演結果寫入數據庫；(3)結合實際微地震發(fā)生空間的方位角，判斷第i個網格Volumei(x，y，z)的方位角是否在微地震事件方位角所確定的范圍內(θm-θ′，θm+θ′)，若在給定方位角(θm-θ′，θm+θ′)范圍內，則確定為微地震可能發(fā)生空間點Volumei(x，y，z，θm±θ′)；(4)利用公式在微地震發(fā)生空間區(qū)域Volume中，對其方位角在(θm-θ′，θm+θ′)內的所有網格點Volumei(x，y，z，θm±θ′)進行最優(yōu)震源位置搜索。
文檔編號G01V1/28GK103105622SQ20111035693
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權日2011年11月11日
發(fā)明者尹陳, 劉鴻, 李亞林, 何光明, 巫芙蓉, 陳愛萍, 巫駿 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司