一種微地震定位精度的質(zhì)量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于自然災(zāi)害、資源、環(huán)境等勘探、勘測領(lǐng)域，特別涉及一種微地震定位精 度的質(zhì)量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微地震定位技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于油氣田開發(fā)、地熱田開發(fā)、礦山安全監(jiān)測、地震預(yù) 防以及國防安全等領(lǐng)域，如水力壓裂定位技術(shù)等。微地震定位技術(shù)的基本原理是根據(jù)布置 在地面或井下的多個監(jiān)測站點（或監(jiān)測點）所安置的傳感器采集的微地震時間序列信號， 經(jīng)過反演，獲得發(fā)出震源信號的位置。反演技術(shù)存在眾多方法，各種方法都有其優(yōu)缺點，反 演成果在不同的條件下具有很大的差別。在實際工作中，地質(zhì)條件和人文環(huán)境千差萬別，如 何評價反演成果的好壞，特別是如何控制好反演成果的質(zhì)量，在生產(chǎn)中是非常重要的一環(huán)。
[0003] 微地震震源定位應(yīng)用的重要領(lǐng)域是油氣田開發(fā)過程中水力壓裂的監(jiān)測。為了評估 水力壓裂的質(zhì)量，人們往往要在局部地質(zhì)構(gòu)造方面、巖石特征方面、局部地應(yīng)力特點等諸多 因素中綜合分析和定性評價，然后給出合乎邏輯的評估。如果人們應(yīng)用微地震方法對壓裂 進行監(jiān)測，可以直觀的給出壓裂的裂縫高度、寬度和長度等參數(shù)，從而來評價水力壓裂成果 的質(zhì)量。這些常規(guī)方法散見于以下文件資料：
[0004] 王治中，鄧金根，趙振峰等："井下微地震裂縫監(jiān)測設(shè)計及壓裂效果評價"，載于《大 慶石油地質(zhì)與開發(fā)》2006年6期。
[0005] 杜娟，楊樹敏："井間微地震監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用效果分析"，載于《大慶石油地質(zhì)與 開發(fā)》2007年8月，第4期。
[0006] 羅磷："微地震監(jiān)測水驅(qū)前緣應(yīng)用效果分析"，載于《遼寧化工》2015年2期。
[0007] 桂志先："微地震裂縫監(jiān)測技術(shù)研究"，百度文庫.專業(yè)資料.自然科學.生物學。 [0008] 王晨龍，程玖兵，尹陳，劉鴻："地面與井中觀測條件下的微地震干涉逆時定位算 法"，《地球物理學報》2013年，第56卷第9期。
[0009] 無疑，微地震方法評估水力壓裂成果質(zhì)量是成功的，但是，微地震方法技術(shù)應(yīng)用過 程中其本身的成果質(zhì)量有何保障呢？答案是否定的。目前，由于人們對微地震定位精度和 質(zhì)量控制的研究非常薄弱。應(yīng)用常規(guī)的所謂綜合分析的方法定性評估壓裂微地震監(jiān)測效果 的方法沒有統(tǒng)一的標準，隨意性很大。微地震壓裂監(jiān)測技術(shù)是用來確定微地震事件的位置， 特別是監(jiān)測水力壓裂效果的技術(shù)，但它的成果質(zhì)量沒有標準。也就是說，評價體系本身的質(zhì) 量控制存在問題。到目前為止，現(xiàn)有技術(shù)中還不存在可以對微地震監(jiān)測成果進行定量評估 的方法。
[0010] 近幾年，人們已經(jīng)注意到?jīng)]有自身質(zhì)量監(jiān)控狀態(tài)的微地震監(jiān)測技術(shù)被應(yīng)用到災(zāi)難 程度。在油氣田壓裂監(jiān)測、水驅(qū)前沿監(jiān)測、礦井微震監(jiān)測過程中，有眾多微地震采集和數(shù)據(jù) 處理隊伍活躍其中，魚目混珠，出現(xiàn)許多令人費解的解釋成果。造成此種局面是因為沒有質(zhì) 量控制，沒有人知道檢測的成果是否正確，或者這些成果還需時日待生產(chǎn)驗證或綜合分析。 對此，人們急需一種微地震監(jiān)測質(zhì)量控制技術(shù)來控制和監(jiān)視微震監(jiān)測成果，從而保證微地 震監(jiān)測成果的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的，微地震監(jiān)測技術(shù)成果定量評估方法的缺失，也即微 地震定位精度的定量評估方法的缺失，本發(fā)明提供了一種微地震定位精度的質(zhì)量控制方 法。
[0012] 本發(fā)明所述微地震定位精度的質(zhì)量控制方法包括如下步驟：
[0013] 步驟一：獲取一定反演時間段內(nèi)的微地震監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0014] 步驟二：拾取該時間段內(nèi)各監(jiān)測點微地震事件子波的初至Ttai，其中i為監(jiān)測點 數(shù)目；
[0015] 步驟三：通過微地震監(jiān)測獲得的震源位置坐標，各監(jiān)測點位置坐標，已知速度參數(shù) 和地下空間結(jié)構(gòu)參數(shù)計算子波從震源位置到各監(jiān)測點的走時I swi;
[0016] 步驟四：根據(jù)各監(jiān)測點微地震事件子波的初至Ttai和子波從震源位置到各監(jiān)測 點的走時I swi，對微地震監(jiān)測信號數(shù)據(jù)進行NMO處理（零距離時間差校正），得到校正后的 的微地震道集排列；
[0017] 步驟五：提取各道微地震子波振幅絕對值或子波能量，累加獲得其和，記為S4mt 均；
[0018] 步驟六：將校正后各道微地震事件的時間序列疊加，獲得疊加后的時間序列，提取 疊加后子波振幅絕對值或子波能量，記為;
[0019] S4sto二者一致表明地下微地震事件定位準確，反之說明定位精度較 差。
[0020] 優(yōu)選地，為了使得質(zhì)量控制結(jié)果更可靠，本發(fā)明所述微地震定位精度的質(zhì)量控制 方法步驟一中所述時間段至少涵蓋一個完整的微地震事件。
[0021] 作為優(yōu)選的實施方法，本發(fā)明步驟四中對微地震監(jiān)測信號數(shù)據(jù)進行NMO處理可以 通過以下方式實現(xiàn)：
[0022] A、將各監(jiān)測點的微地震事件子波初Ttai至減去其對應(yīng)走時T ，獲得各監(jiān)測點 各自對應(yīng)的新初至T新初至i，即T新初至i = T走時i -T走時i，其中i為監(jiān)測點數(shù)目；
[0023] B、將各監(jiān)測點微地震事件的子波迀移到其各自對應(yīng)的新初至位置，得到校正后的 微地震道集排列。
[0024] 作為優(yōu)選的實施方法，本發(fā)明步驟五通可以通過以下方式實現(xiàn)：
[0025] 測定各微地震道子波振幅或能暈的平均值 通過
[0026] U
SlRIJ''T
[0027] 其中N為道數(shù)，M為時間樣點數(shù)；
[0028] 優(yōu)選地，本發(fā)明步驟六包括：
[0029] 應(yīng)用如下公式將各地震道數(shù)據(jù)疊如
，獲得單道時間序列St;搜尋子 波極值絕對值獲得;
[0030] 或應(yīng)用如下公式
，其中M為子波長度時間樣點數(shù)，獲得S4st 均0
[0031] 優(yōu)選地，本發(fā)明步驟七包括：
[0032] 應(yīng)用質(zhì)量控制因子Qc
S定本微震數(shù)據(jù)位置反演的質(zhì)量，即微地震 定位精度質(zhì)量；根據(jù)實測定位精度需要，可將低于質(zhì)量控制因子預(yù)設(shè)值的反演結(jié)果剔除。
[0033] 優(yōu)選地，本發(fā)明步驟三中計算子波從震源位置到各監(jiān)測點的走時Iswi采用射線 追蹤方法或在可以滿足精度情況下應(yīng)用均勻介質(zhì)假定，即采用均勻速度和直線距離計算 法。
[0034] 質(zhì)量控制因子的大小直接反映了微地震定位的精度，每個微地震事件都具有自己 的質(zhì)量控制因子，當該因子較小時，可以認為微地震數(shù)據(jù)處理質(zhì)量較差，從而從結(jié)果中剔除 該定位結(jié)果，達到對微地震數(shù)據(jù)定位或稱反演的質(zhì)量控制目的。
[0035] 本發(fā)明技術(shù)方案定量地解決了微地震定位精度的質(zhì)量控制問題。
【附圖說明】
[0036] 圖1為獲取的水力壓裂微地震事件Z分量地震數(shù)據(jù)圖；
[0037] 圖中記錄了應(yīng)用了 37個地面監(jiān)測臺站（或稱監(jiān)測點，如無特殊說明，本發(fā)明中監(jiān) 測點、監(jiān)測臺站，站臺具有同一含義）和5個井下監(jiān)測臺站。
[0038] 圖2為圖1所述數(shù)據(jù)經(jīng)過本發(fā)明所述方法進行質(zhì)量控制后的示意圖；
[0039] 圖中子波對齊程度反映微地震定位精度。此圖數(shù)據(jù)的Qc = 0. 68。
[0040] 圖3為華北某地壓裂監(jiān)測獲得射孔微地震時間記錄圖；
[0041] 圖中橫軸為檢波器編號，縱軸為時間（單位毫秒）。
[0042] 圖4為對圖3數(shù)據(jù)定位反演結(jié)果經(jīng)過本發(fā)明所述方法進行質(zhì)量控制后的示意圖；
[0043] 圖中可見子波基本對齊，Qc = 0· 8988。
[0044] 圖5為應(yīng)用快速逆時疊加算法得到的微地震定位反演成果圖。
[0045] 圖6為對圖5中數(shù)據(jù)采用本發(fā)明所述質(zhì)量控制方法后獲得的微地震定位反演成 果；
[0046] 其中，質(zhì)量控制因子，Qc = 0. 7。
【具體實施方式】
[0047] 為了使本發(fā)明技術(shù)方案更容易理解，現(xiàn)結(jié)合附圖采用具體實施例的方式，對本發(fā) 明的技術(shù)方案進行清晰、完整的描述。應(yīng)當注意，在此所述的實施例僅為本發(fā)明的部分實施 例，而非本發(fā)明的全部實現(xiàn)方式，所述實施例只有示例性，其作用只在于為審查員及公眾提 供理解本
【發(fā)明內(nèi)容】
更為直觀明了的方式，而不是對本發(fā)明所述技術(shù)方案的限制。在不脫離 本發(fā)明構(gòu)思的前提下，所有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員沒有做出創(chuàng)造性勞動就能想到的其它實施 方式，及其它對本發(fā)明技術(shù)方案的簡單替換和各種變化，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0048] 數(shù)據(jù)準備：
[0049] 1)微地震記錄數(shù)據(jù)；
[0050] 2)定位成果數(shù)據(jù)，即震源位置X、Y、Z和事件發(fā)生的大致時間；
[0051] 3)反演工作中應(yīng)用的速度資料；
[0052] 4)記錄各臺站的幾何測量坐標數(shù)據(jù)；
[0053] 5)正演計算走時所需的其它資料，如地質(zhì)和地形的資料等。
[0054] 上述數(shù)據(jù)可以為各種微地震定位方法獲得的數(shù)據(jù)。
[0055] 工作流程：
[0056] 1、按照反演所給出的各監(jiān)測點微地震事件時間段數(shù)據(jù)，輸入一定窗口長度的微地 震記錄數(shù)據(jù)，時間窗長度要足以涵蓋事件經(jīng)歷的