四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法和系統(tǒng)，其裂縫形態(tài)處理方法包括：A、選定需監(jiān)測計算的空間三維地質體范圍；B、按照預設分辨率將所述空間三維地質體劃分為多個體積單元；C、建立施工區(qū)域地層的速度波模型，根據速度波模型進行射線追蹤，計算各體積單元與檢波器的信號傳播時間和路徑衰減；D、對目標數(shù)據體中的每個體積單元，根據檢波器的接收信號恢復原始信號；E計算各體積單元的能量，形成四維成像結果并輸出。本發(fā)明大大提高了裂縫形態(tài)描述的準確性，還能反映出各個時刻裂縫的變化過程。
【專利說明】四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微地震監(jiān)測技術，特別涉及一種四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]微地震監(jiān)測技術是一種裂縫監(jiān)測方法，目前普遍應用于國內各大油氣田的開發(fā)、規(guī)劃。微地震事件發(fā)生在裂隙之類的斷面上，地層內地應力呈各向異性分布。隨著外力影響，原有裂縫會變形、擴展，從而使應力松弛，儲藏能量的一部分以彈性波的形式釋放出來產生小的地震，即微地震。微地震事件一般表現(xiàn)為清晰的脈沖。越弱的微地震事件，其頻率越高，能量越小，破裂長度越短。在傳播過程中，由于地層結構復雜，巖石介質吸收以及不同地質環(huán)境，都會影響微地震信號的能量。
[0003]現(xiàn)有的微地震監(jiān)測解釋技術默認探區(qū)地層是均勻地層，地下微震波是以直線方式傳播至地表被檢波器接收到的，在對微地震事件進行反演計算定位時存在較大誤差，導致對微地震震源的定位不準確。由于地下裂縫形態(tài)是根據微地震事件反映出來的，所以對于最終的裂縫形態(tài)的描述也會存在較大誤差。
[0004]因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。
【發(fā)明內容】
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術對裂縫形態(tài)的描述存在較大誤差的問題。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案:
一種四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法，其包括:
A、選定需監(jiān)測計算的空間三維地質體范圍；
B、按照預設分辨率將所述空間三維地質體劃分為多個體積單元；
C、建立施工區(qū)域地層的速度波模型，根據速度波模型進行射線追蹤，計算各體積單元與檢波器的信號傳播時間和路徑衰減；
D、對目標數(shù)據體中的每個體積單元，根據檢波器的接收信號恢復原始信號；
E、計算各體積單元的能量，形成四維成像結果并輸出。
[0007]所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法中，在所述步驟D中，還包括:計算微震波震源座標；當有6個接收站接收到同一震源處的微震信號時，地面各接收站的P波到時時間與發(fā)震時刻的關系如下:
【權利要求】
1.一種四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法，其特征在于，包括: A、選定需監(jiān)測計算的空間三維地質體范圍； B、按照預設分辨率將所述空間三維地質體劃分為多個體積單元； C、建立施工區(qū)域地層的速度波模型，根據速度波模型進行射線追蹤，計算各體積單元與檢波器的信號傳播時間和路徑衰減； D、對目標數(shù)據體中的每個體積單元，根據檢波器的接收信號恢復原始信號； E、計算各體積單元的能量，形成四維成像結果并輸出。
2.根據權利要求1所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法，其特征在于，在所述步驟D中，還包括:計算微震波震源座標；當有6個接收站接收到同一震源處的微震信號時，地面各接收站的P波到時時間與發(fā)震時刻的關系如下:
對公式(I)進行推導可得到公式(2):
其中，Tf Τ6表示任意六個接收站的P波到時，TO是發(fā)震時刻；(XI，Yl, Zl)…(Χ6，Υ6，Ζ6)是各接收站的坐標，Ζ Ζ6的值默認為O ;VP是P波速度，(X0，Y0, Z0)是微震震源的空間坐標；Τ0，Χ0, Υ0, ZO是待求的未知數(shù)。
3.根據權利要求2所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法，其特征在于，所述公式(2)采用矩陣方式求解，將公式(2)按照[Α] = [Κ] [B]方式矩陣化，其中，矩陣[Α]為:
矩陣[B]為:
4.根據權利要求3所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法，其特征在于，從目的層某點到地面的高度ZO的公式如下:
微震波震源的空間位置為(Τ0，Χ0, Υ0, Ζ0)。
5.根據權利要求1所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法，其特征在于，在所述步驟E中，地震波震源處破裂能量的計算公式:
其中，k是被掃描的目標體積中第k個震源點，M是最大檢波器數(shù)量，w是設定的時間窗P^fij是矢量迭加K點到所有采集站記錄的信號振幅的平方，F(xiàn)是歸一化因子。
6.一種用于實現(xiàn)權利要求1所述四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 掃描模塊，用于選定需監(jiān)測計算的空間三維地質體范圍，按照預設分辨率將所述空間三維地質體劃分為多個體積單元； 計算模塊，用于建立施工區(qū)域地層的速度模型，根據速度模型進行射線追蹤，計算各體積單元與檢波器的信號傳播時間和路徑衰減； 恢復模塊，對目標數(shù)據體中的每個體積單元，根據檢波器的接收信號恢復原始信號； 能量圖像模塊，用于計算各體積單元的能量，形成四維成像結果并輸出。
7.根據權利要求6所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法的系統(tǒng)，其特征在于，所述恢復模塊還用于計算微震波震源座標；當有6個接收站接收到同一震源處的微震信號時，地面各接收站的P波到時時間與發(fā)震時刻的關系如下:
對公式(I)進行推導可得到公式(2):
其中，Tf T6表示任意六個接收站的P波到時，TO是發(fā)震時刻；(XI，Yl, Zl)…(X6，Y6，Z6)是各接收站的坐標，Ζ1~Ζ6的值默認為O ;VP是P波速度，(X0，Y0, Z0)是微震震源的空間坐標；Τ0，Χ0, Υ0, ZO是待求的未知數(shù)。
8.根據權利要求7所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法的系統(tǒng)，其特征在于，所述恢復模塊對所述公式(2)采用矩陣方式求解，將公式(2)按照[Α] = [Κ] [B]方式矩陣化，其中，矩陣[Α]為:
矩陣[Bi為:
9.根據權利要求8所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法的系統(tǒng)，其特征在于，從目的層某點到地面的高度ZO的公式如下:
微震波震源的空間位置為(T0，XO, YO, zo)。
10.根據權利要求7所述的四維微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量圖像模塊計算地震波震源處破裂能量采用的計算公式為:
其中，k是被掃描的目標體積中第k個震源點，M是最大檢波器數(shù)量，W是設定的時間窗口，是矢量迭加K點到所有采集站記錄的信號振幅的平方，F(xiàn)是歸一化因子。
【文檔編號】G01V1/28GK104166159SQ201410335280
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權日:2014年7月15日
【發(fā)明者】劉改成 申請人:劉改成