本發(fā)明屬于油氣勘探微地震成像，尤其涉及一種用于微地震逆時(shí)定位的poynting矢量和偏振矢量混合成像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、基于波動(dòng)方程理論的震源逆時(shí)成像技術(shù)能夠在復(fù)雜地質(zhì)模型中實(shí)現(xiàn)微地震的高精度震源定位。在震源逆時(shí)成像方法中，成像條件對(duì)于定位精度和成像分辨率極為關(guān)鍵。目前最常用的成像條件是標(biāo)量互相關(guān)成像條件（sccic）。然而，標(biāo)量互相關(guān)成像條件通過取模運(yùn)算去除波場的方向信息，以避免互相正交的p波和s波直接點(diǎn)積運(yùn)算，但這也導(dǎo)致無法利用波場傳播方向來壓制成像假象。為此，在本發(fā)明前，曾提出了基于p波和s波能量流密度矢量（即poynting矢量）點(diǎn)積的成像條件（psedpic），該方法充分利用波場傳播方向信息來壓制假象，但需要在波場反傳過程中進(jìn)行p波和s波的解耦，并額外計(jì)算poynting矢量。為了在減少計(jì)算負(fù)擔(dān)和內(nèi)存使用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)假象壓制，本發(fā)明引入了poynting矢量和偏振矢量混合成像條件（ppmic）。ppmic通過直接點(diǎn)積未解耦的速度偏振矢量和poynting矢量，利用波場的偏振和傳播方向信息，避免了p波和s波的解耦計(jì)算和額外的內(nèi)存需求。與sccic相比，這種成像條件能更準(zhǔn)確地成像低信噪比數(shù)據(jù)。半空間模型和三維?marmousi模型的合成數(shù)據(jù)測試展示了該方法在壓制成像假象以及其高效性和易于實(shí)現(xiàn)方面的優(yōu)勢。

2、頁巖氣作為一種重要的非常規(guī)能源，其產(chǎn)量直接受到水力壓裂生成的裂縫網(wǎng)絡(luò)發(fā)育的影響。微震監(jiān)測能夠揭示地下裂縫的形態(tài)和規(guī)模，為評(píng)估水力壓裂效果和預(yù)測產(chǎn)能提供關(guān)鍵信息。震源逆時(shí)成像作為微震監(jiān)測的一種高效方法，利用整個(gè)微震波形作為輸入，無需拾取走時(shí)，即使在信噪比較低的情況下也能精確定位事件。震源逆時(shí)成像的發(fā)展在過去幾十年中取得了顯著進(jìn)步，其理論基礎(chǔ)建立在波動(dòng)方程中的時(shí)間逆時(shí)反傳的對(duì)稱性原理之上。隨著計(jì)算能力的提高，震源逆時(shí)成像已能夠應(yīng)用于更大規(guī)模的數(shù)據(jù)集和更復(fù)雜的場景。當(dāng)前的研究重點(diǎn)在于自動(dòng)化震源逆時(shí)成像過程，提升計(jì)算效率，并在低信噪比條件下改善成像質(zhì)量。

3、震源逆時(shí)成像通常包括兩個(gè)主要步驟：臺(tái)站數(shù)據(jù)的反向傳播和成像條件的應(yīng)用。成像條件顯著影響震源定位結(jié)果的準(zhǔn)確性及地震事件檢測能力。對(duì)于震源逆時(shí)成像來說，p波和s波的偏振方向在震源點(diǎn)近似正交。傳統(tǒng)的逆時(shí)偏移中常用的矢量點(diǎn)積互相關(guān)成像條件導(dǎo)致震源點(diǎn)能量的衰減，因此不適合直接應(yīng)用于震源逆時(shí)成像。為了應(yīng)對(duì)微震震源逆時(shí)成像的挑戰(zhàn)，研究人員開發(fā)了多種成像條件，包括最大能量成像條件、干涉成像條件和標(biāo)量互相關(guān)成像條件（sccic）。其中，標(biāo)量互相關(guān)成像條件通過取波場的模去除偏振信息，避免了因近似正交的矢量波場點(diǎn)積導(dǎo)致的成像結(jié)果無法聚焦，并取得了良好的效果。

4、在微地震逆時(shí)定位領(lǐng)域，傳統(tǒng)的成像條件已經(jīng)過多年的發(fā)展，尤其是標(biāo)量互相關(guān)成像條件解決了偏振方向相互正交的矢量波場直接點(diǎn)積導(dǎo)致的成像結(jié)果能量無法聚焦的問題，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，波場的方向信息是矢量彈性波場中的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，它為波動(dòng)方程成像過程提供了額外的約束，在主動(dòng)源速度結(jié)構(gòu)逆時(shí)偏移的噪聲壓制中被廣泛應(yīng)用。由于目前的震源逆時(shí)成像的成像條件并未充分利用波場的方向信息，在本發(fā)明之前已經(jīng)提出了一種基于p波和s波能量流密度矢量（poynting矢量）的點(diǎn)積成像條件（psedpic）。與標(biāo)量互相關(guān)成像條件相比，這種新的成像條件充分利用了震源點(diǎn)處p波和s波的傳播方向信息，壓制了由于波場傳播方向不一致導(dǎo)致的成像假象。此外，它還提供了更高的成像分辨率，可以認(rèn)為是震源逆時(shí)成像的理想成像條件。然而，該成像條件的實(shí)現(xiàn)需要基于傳統(tǒng)波動(dòng)方程解的波場中對(duì)p波和s波進(jìn)行解耦，此外還需計(jì)算解耦波場的poynting矢量，這為震源逆時(shí)成像過程引入了額外的計(jì)算復(fù)雜性和存儲(chǔ)需求。在計(jì)算量和內(nèi)存使用方面仍有優(yōu)化空間。

5、通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：

6、現(xiàn)有成像條件的實(shí)現(xiàn)需要基于傳統(tǒng)波動(dòng)方程解的波場中對(duì)p波和s波進(jìn)行解耦，此外還需計(jì)算解耦波場的poynting矢量，這為震源逆時(shí)成像過程引入了額外的計(jì)算復(fù)雜性和存儲(chǔ)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種用于微地震逆時(shí)定位的poynting矢量和偏振矢量混合成像方法。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于微地震逆時(shí)定位的poynting矢量和偏振矢量混合成像方法包括：

3、步驟1，遠(yuǎn)震波場的逆時(shí)反傳。

4、利用波場正向傳播和反向傳播的時(shí)間對(duì)稱性和一致性；震源逆時(shí)成像的第一步是將地震數(shù)據(jù)作為邊界條件，以力源的形式加載到彈性波方程中；然后對(duì)波場進(jìn)行反向傳播以重建逆時(shí)波場。

5、步驟2，曲線網(wǎng)格有限差分格式求解波動(dòng)方程。

6、利用任意曲線網(wǎng)格有限差分格式對(duì)上式進(jìn)行離散，求解波動(dòng)方程。

7、步驟3，應(yīng)用poynting矢量與偏振矢量混合成像條件進(jìn)行成像。

8、對(duì)于彈性波場來說，波場矢量本身的方向代表它們的偏振方向，而波場的傳播方向則可以用poynting矢量表示，將求解出的波場偏振矢量和poynting矢量進(jìn)行點(diǎn)積，即可實(shí)現(xiàn)微地震震源的成像。

9、步驟4，微地震成像能量最大值四維搜索與定位。

10、在利用poynting矢量與偏振矢量混合成像條件進(jìn)行成像后，在成像的全局空間維度和時(shí)間維度中進(jìn)行成像能量最大值的四維搜索，確定微地震最終的空間位置和發(fā)震時(shí)刻。

11、進(jìn)一步，所述遠(yuǎn)震波場的逆時(shí)反傳：

12、對(duì)波場進(jìn)行反向傳播以重建逆時(shí)波場用以下公式表示：

13、(1)

14、其中表示逆時(shí)重構(gòu)波場，是從臺(tái)站位置到空間任意一點(diǎn)的格林函數(shù)，是逆時(shí)反傳的臺(tái)站數(shù)據(jù)，是時(shí)間，是數(shù)據(jù)的總時(shí)間長度，表示卷積算子。

15、笛卡爾坐標(biāo)系中，以張量分量形式表示的各向同性介質(zhì)一階速度-應(yīng)力彈性波波動(dòng)方程可以表示為：

16、(2)

17、其中，是速度波場的第 i分量，是應(yīng)力分量，時(shí)間導(dǎo)數(shù)用下標(biāo) t表示， λ和 μ是拉梅常數(shù)， ρ是介質(zhì)密度，是克羅內(nèi)克符號(hào)。注意以上表述均省略了體力項(xiàng)（源項(xiàng)），并采用了愛因斯坦求和約定進(jìn)行表述。

18、進(jìn)一步，所述曲線網(wǎng)格有限差分格式求解波動(dòng)方程。

19、假設(shè)計(jì)算區(qū)域中的網(wǎng)格點(diǎn)為，對(duì)應(yīng)的物理網(wǎng)格點(diǎn)為，兩者的映射關(guān)系可以表示為：

20、(3)

21、根據(jù)上述的映射關(guān)系，坐標(biāo)變換系數(shù)可以通過以下方式計(jì)算：

22、(4)

23、其中表示線性差分算子，可以利用與求解控制方程相同的差分格式進(jìn)行計(jì)算；

24、以為例，曲線坐標(biāo)系下控制方程可以寫成：

25、(5)

26、其中，,,,,,,,,表示笛卡爾坐標(biāo)到曲線坐標(biāo)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)。上式中的空間微分項(xiàng)利用同位網(wǎng)格的drp/opt?maccormack?格式求解，時(shí)間微分利用四階龍格庫塔格式求解。

27、進(jìn)一步，所述應(yīng)用poynting矢量與偏振矢量混合成像條件進(jìn)行成像。

28、解耦前的波場的poynting矢量可以表示為：

29、(6)

30、其中表示解耦前波場的poynting矢量的第個(gè)分量，是應(yīng)力張量的分量，是速度矢量的分量。對(duì)于公式（6），由于波場中沒有對(duì)?p?波和?s?波進(jìn)行解耦，計(jì)算得到的?poynting?矢量同時(shí)包含了?p?波和?s?波的貢獻(xiàn)，分別對(duì)應(yīng)了整個(gè)速度波場中p波和s波的傳播方向。

31、成像條件具體的公式可以寫成：

32、（7）

33、其中，表示成像結(jié)果。在這種混合成像條件下，本發(fā)明直接計(jì)算了原始波場的偏振速度和?poynting?矢量的點(diǎn)積，并將其取平方后作為成像值。

34、通過將速度波場表示為，而將poynting矢量表示為，可以將poynting矢量與偏振矢量混合成像條件的公式（7）分解為四部分：

35、（8）

36、由于震源點(diǎn)處的?s?波偏振方向與?p?波傳播方向以及?s?波傳播方向近似正交，和項(xiàng)可以忽略。因此，poynting矢量與偏振矢量混合成像條件可以簡化為：

37、（9）。

38、進(jìn)一步，所述微地震成像能量最大值四維搜索與定位。

39、第一步，在波場逆時(shí)反傳和成像條件施加后的每個(gè)時(shí)刻，對(duì)于每個(gè)固定的時(shí)間，找到成像體在空間的最大值及其對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)：

40、（10）

41、這里，表示在時(shí)間時(shí)刻，成像體的最大值所對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)。

42、第二步在所有時(shí)刻中，比較第一步得到的各個(gè)時(shí)刻的最大值，找出全局最大值及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

43、進(jìn)一步，所述（11）。

44、同時(shí)，得到最終的空間坐標(biāo)：

45、（12）

46、則就是微地震的發(fā)震時(shí)刻，就是微地震的三維空間坐標(biāo)。

47、本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于微地震逆時(shí)定位的poynting矢量和偏振矢量混合成像系統(tǒng)包括：

48、逆時(shí)反傳模塊，用于利用波場正向傳播和反向傳播的時(shí)間對(duì)稱性和一致性；震源逆時(shí)成像的第一步是將地震數(shù)據(jù)作為邊界條件，以力源的形式加載到彈性波方程中；然后對(duì)波場進(jìn)行反向傳播以重建逆時(shí)波場。

49、求解模塊，用于曲線網(wǎng)格有限差分格式求解波動(dòng)方程；利用任意曲線網(wǎng)格有限差分格式對(duì)上式進(jìn)行離散。

50、成像模塊，用于應(yīng)用poynting矢量與偏振矢量混合成像條件進(jìn)行成像；對(duì)于彈性波場來說，波場矢量本身的方向代表它們的偏振方向，而波場的傳播方向則可以用poynting矢量表示。

51、搜索定位模塊，用于微地震成像能量最大值四維搜索與定位；在利用poynting矢量與偏振矢量混合成像條件進(jìn)行成像后，在成像的全局空間維度和時(shí)間維度中進(jìn)行成像能量最大值的四維搜索，確定微地震最終的空間位置和發(fā)震時(shí)刻。

52、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行所述用于微地震逆時(shí)定位的poynting矢量和偏振矢量混合成像方法的步驟。

53、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行所述用于微地震逆時(shí)定位的poynting矢量和偏振矢量混合成像方法的步驟。

54、本發(fā)明的另一目的在于提供一種信息數(shù)據(jù)處理終端，所述信息數(shù)據(jù)處理終端用于實(shí)現(xiàn)所述用于微地震逆時(shí)定位的poynting矢量和偏振矢量混合成像系統(tǒng)。

55、結(jié)合上述的技術(shù)方案和解決的技術(shù)問題，本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：

56、第一、在本發(fā)明中，為震源逆時(shí)成像提出了一種新的成像條件——poynting矢量與偏振矢量混合成像條件（ppmic）。這種成像條件直接利用原始波場的poynting矢量和速度偏振矢量（相對(duì)于解耦的p波和s波波場）進(jìn)行點(diǎn)積成像?？紤]到在震源點(diǎn)，原始波場中的p波偏振方向與poynting矢量所代表的傳播方向幾乎平行，直接進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算能夠增強(qiáng)震源成像的能量值。而原始波場中的s波偏振方向與poynting矢量所代表的傳播方向幾乎正交，因此它們的點(diǎn)積可以忽略不計(jì)。ppmic不需要對(duì)p波和s波進(jìn)行解耦，也不需要引入超出原始波動(dòng)方程的變量，從而在震源逆時(shí)成像中節(jié)省了大量的計(jì)算負(fù)荷和內(nèi)存使用。此外，它實(shí)現(xiàn)了波場偏振信息和傳播方向信息的同時(shí)利用，有效地壓制了由波場傳播方向不一致引起的成像假象。與傳統(tǒng)的標(biāo)量互相關(guān)成像條件（sccic）相比，ppmic能夠在信噪比較低的數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確確定震源位置。帶有地表起伏的三維marmousi模型的合成數(shù)據(jù)成像結(jié)果證明了所提方法的有效性。

57、波場的方向信息對(duì)于提高震源逆時(shí)成像（tri）的成像結(jié)果至關(guān)重要。為了避免震源點(diǎn)處成像能量的衰減，傳統(tǒng)的極性校正標(biāo)量成像條件（sccic）通過取模運(yùn)算去除了成像波場的方向信息，因此無法利用波場的方向信息來壓制成像假象。為了進(jìn)一步減少成像假象并消除地形對(duì)成像結(jié)果的影響，本發(fā)明采用曲線網(wǎng)格有限差分（fd）方案來求解tri中的波動(dòng)方程，并提出了poynting矢量與偏振矢量混合成像條件（ppmic），相比與常規(guī)的技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)勢：

58、1、本發(fā)明提出的ppmic能夠充分利用成像波場的偏振和傳播方向信息，在保證成像分辨率的同時(shí)，進(jìn)一步壓制不符合成像物理規(guī)律的成像假象。合成數(shù)據(jù)成像測試表明，與傳統(tǒng)的sccic相比，ppmic在假象壓制方面表現(xiàn)更優(yōu)，在半空間和三維marmousi模型中，ppmic在假象壓制方面的效果提高了大約2倍。

59、2、本發(fā)明提出的基于曲線網(wǎng)格有限差分方法與ppmic相結(jié)合的技術(shù)方案，能夠適應(yīng)微地震逆時(shí)定位中含有復(fù)雜起伏地形的情況，而不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行額外的靜校正處理；同時(shí)ppmic也能在多個(gè)微地震震源激發(fā)的情況下，準(zhǔn)確定位每個(gè)微地震事件的位置和發(fā)震時(shí)間。

60、3、本發(fā)明由于不需要進(jìn)行p波、s波的解耦，因此在求解波動(dòng)方程中不會(huì)引入額外的變量，能夠大大節(jié)省成像的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)。經(jīng)過測試，在相同的硬件條件下，ppmic單次成像所用的計(jì)算時(shí)間大約是傳統(tǒng)sccic的80.44%；gpu加速計(jì)算代碼消耗的計(jì)算機(jī)顯存約是傳統(tǒng)sccic的71.96%。

61、在微地震逆時(shí)成像中，本發(fā)明提出的ppmic結(jié)合曲線網(wǎng)格差分算法，在無需對(duì)p波和s波進(jìn)行解耦的前提下利用其時(shí)差進(jìn)行成像，充分利用了波場的偏振和傳播方向信息，顯著提升了成像質(zhì)量，特別是在假象壓制方面表現(xiàn)優(yōu)越；同時(shí)，由于不需要p波、s波的解耦，ppmic在計(jì)算效率和資源使用上也具備優(yōu)勢，相比于傳統(tǒng)成像條件每次成像的計(jì)算時(shí)間縮短，消耗內(nèi)存更低。因此，本發(fā)明提出的技術(shù)方案不僅提供了更高的成像精度，還具有較低的計(jì)算成本和更廣泛的適用性，是進(jìn)行微地震監(jiān)測震源逆時(shí)成像的較為理想的解決方案。

62、基于彈性波場的poynting矢量和速度偏振矢量，提出了一種針對(duì)微地震逆時(shí)成像的poynting矢量與偏振矢量混合成像條件（ppmic），該成像條件能夠在無需對(duì)p波和s波進(jìn)行解耦的前提下利用p波、s波的時(shí)差進(jìn)行成像，相比于傳統(tǒng)成像條件節(jié)省了大量的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)；同時(shí)該成像條件充分利用了波場的偏振和傳播方向信息，能夠更好的壓制成像假象，提升微地震定位的精度。

63、將ppmic與任意曲線網(wǎng)格有限差分算法結(jié)合，極大的拓展了微地震逆時(shí)成像算法的應(yīng)用場景，在不需要對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的靜校正處理的情況下，能夠?qū)?fù)雜地形區(qū)域采集的微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確成像；同時(shí)ppmic也能適應(yīng)一個(gè)微地震數(shù)據(jù)中包含多個(gè)微地震事件的情況，對(duì)每個(gè)微地震進(jìn)行準(zhǔn)確成像和定位。

64、第二，本發(fā)明的技術(shù)方案填補(bǔ)了國內(nèi)外對(duì)信噪比極低的微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確逆時(shí)定位的技術(shù)空白。

65、相比于傳統(tǒng)地震定位方法，震源逆時(shí)成像以整體地震波形為輸入，不需要拾取地震走時(shí)，能夠?qū)π旁氡雀偷牡卣饠?shù)據(jù)進(jìn)行定位；同時(shí)以波動(dòng)方程理論為基礎(chǔ)，定位過程不需要對(duì)速度介質(zhì)進(jìn)行任何假設(shè)，理論上適用于任意復(fù)雜介質(zhì)。但當(dāng)?shù)卣饠?shù)據(jù)中的噪聲達(dá)到一定水平的時(shí)候，震源逆時(shí)成像也會(huì)面臨成像假象的干擾問題。隨著頁巖油氣開采難度的逐步提高，對(duì)信噪比極低、地表接收環(huán)境更復(fù)雜的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確定位的需求也越來越迫切。而對(duì)于震源逆時(shí)成像來說，發(fā)展更精確、抗噪性更好、計(jì)算效率更高的成像條件是填補(bǔ)國內(nèi)外極低信噪比情況下微地震高精度逆時(shí)定位技術(shù)空白的關(guān)鍵。

66、本發(fā)明提出的偏振矢量混合成像條件（ppmic），能夠在進(jìn)行微地震逆時(shí)成像過程中同時(shí)利用波場的偏振方向和傳播方向信息，對(duì)參與成像的波場進(jìn)行約束，避免數(shù)據(jù)噪聲引起的成像假象干擾微地震定位結(jié)果，進(jìn)而在數(shù)據(jù)噪聲很高的情況下也能實(shí)現(xiàn)微地震的高精度逆時(shí)定位；同時(shí)，本發(fā)明提出的ppmic不需要對(duì)波動(dòng)方程進(jìn)行解耦，大大減少了震源逆時(shí)成像的計(jì)算量和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的使用，有力的填補(bǔ)了極低信噪比情況下國內(nèi)外進(jìn)行快速、準(zhǔn)確微地震定位的技術(shù)空白。

67、本發(fā)明的技術(shù)方案解決了在我國中西部地形起伏劇烈地區(qū)進(jìn)行頁巖油氣勘探時(shí)進(jìn)行高精度微地震逆時(shí)定位的技術(shù)難題。

68、我國的頁巖油氣資源主要分布在地形變化劇烈、高程落差巨大的中西部地區(qū)。劇烈的地形起伏會(huì)不可避免的對(duì)地震定位結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，如何在震源逆時(shí)定位過程中，高效地消除地形起伏的影響也是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題；同時(shí)，中西部地區(qū)也是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境也會(huì)進(jìn)一步降低該地區(qū)采集的微地震數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，使得當(dāng)前震源逆時(shí)成像技術(shù)面臨成像分辨率和抗噪性有待提高、存在較多的成像假象的難題。震源逆時(shí)成像領(lǐng)域還需要進(jìn)一步發(fā)展能夠適應(yīng)復(fù)雜起伏地表和復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的高精度震源逆時(shí)成像方法。

69、本發(fā)明將poynting矢量和偏振矢量混合成像條件（ppmic）與任意曲線網(wǎng)格有限差分算法結(jié)合，結(jié)合空間微分求解的drp/opt?maccormack?格式和時(shí)間微分求解的四階龍格庫塔格式，在波場反傳過程中自動(dòng)考慮起伏地形，有效消除了劇烈起伏的地形對(duì)微地震逆時(shí)成像的影響；同時(shí)ppmic能夠適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)情況引起的數(shù)據(jù)噪聲，有效壓制數(shù)據(jù)噪聲引起的成像假象。因此，本發(fā)明能夠很好的解決在我國中西部地形起伏劇烈地區(qū)進(jìn)行頁巖油氣勘探時(shí)，對(duì)低信噪比微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確定位的技術(shù)難題。

70、第三，本發(fā)明的微地震逆時(shí)定位方法在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在微地震定位精度和復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性方面的不足，提出了創(chuàng)新性解決方案，并在精度、效率等方面實(shí)現(xiàn)了顯著技術(shù)進(jìn)步。具體如下：

71、1）解決的現(xiàn)有技術(shù)問題。

72、定位精度低：傳統(tǒng)微地震成像方法通常采用反射波法或地震波形簡單疊加的方法，難以實(shí)現(xiàn)高精度的微地震震源定位，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中更為明顯。本發(fā)明采用poynting矢量與偏振矢量的混合成像方法，通過矢量點(diǎn)積條件實(shí)現(xiàn)波場能量集中區(qū)與偏振方向的一致性識(shí)別，大大提高了震源成像的分辨率和精確度。

73、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性差：傳統(tǒng)方法在不規(guī)則或復(fù)雜地質(zhì)條件下難以精準(zhǔn)模擬波場傳播，導(dǎo)致微地震震源定位誤差較大。本發(fā)明利用任意曲線網(wǎng)格的有限差分格式對(duì)波動(dòng)方程進(jìn)行求解，可以精確適應(yīng)不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)，減少了地質(zhì)條件對(duì)成像結(jié)果的影響，從而增強(qiáng)了復(fù)雜環(huán)境下的震源定位可靠性。

74、成像效率低：由于傳統(tǒng)方法主要依賴逐點(diǎn)掃描，導(dǎo)致計(jì)算量大、效率低下。本發(fā)明通過全局空間維度和時(shí)間維度的四維搜索方法，能夠在成像后快速定位能量集中區(qū)，大幅提升了震源定位速度。

75、2）得到的顯著技術(shù)進(jìn)步。

76、精確的震源定位：通過poynting矢量與偏振矢量的混合成像條件，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)微地震震源的高精度定位。相比傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別能量集中的震源區(qū)域，減少了定位誤差，特別適用于頁巖氣開采、油氣藏監(jiān)測和地?zé)衢_發(fā)中的微地震監(jiān)控。

77、提升了復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性：采用任意曲線網(wǎng)格有限差分格式，使得本方法能夠在復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)中精確求解波動(dòng)方程，減少因地質(zhì)結(jié)構(gòu)不規(guī)則引起的誤差，從而提升了微地震成像的質(zhì)量。這一創(chuàng)新拓寬了方法的適用場景，使其在礦山、油田、頁巖氣井和地下水庫等復(fù)雜環(huán)境中均能表現(xiàn)出色。

78、高效的震源定位速度：四維空間和時(shí)間維度搜索方法顯著縮短了定位時(shí)間。通過快速定位能量集中區(qū)，本發(fā)明在大數(shù)據(jù)處理中保持了成像精度和計(jì)算效率的平衡，有效降低了工業(yè)應(yīng)用中的計(jì)算成本，提高了震源定位的實(shí)時(shí)性。

79、增強(qiáng)了實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警能力：本技術(shù)方案能夠在高精度、高效率的條件下實(shí)時(shí)監(jiān)測微地震事件，適用于油氣田、礦區(qū)等工業(yè)場景中對(duì)于地質(zhì)變化的實(shí)時(shí)預(yù)警。這種能力為工業(yè)應(yīng)用提供了實(shí)時(shí)反饋機(jī)制，有助于在地質(zhì)災(zāi)害或異常地質(zhì)活動(dòng)前做出有效反應(yīng)，提升了安全性。

80、綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案解決了微地震成像精度不足、復(fù)雜地質(zhì)適應(yīng)性差和定位效率低等現(xiàn)有技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了顯著的技術(shù)進(jìn)步，為能源、地質(zhì)勘探和地下工程等行業(yè)提供了高效、可靠的震源定位方案，極具產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。