一种基于多射孔双差的纵横波联合定位方法技术

公开了一种基于多射孔双差的纵横波联合定位方法。该方法包括以下步骤：1)利用拾取的射孔微地震信号纵横波走时作为观测值，建立射孔信号相对走时目标方程进行反演，获得各向异性速度模型；2)利用微地震事件纵横波走时作为观测值，根据微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程，输入所述初始定位速度模型，开展微地震事件空间位置的反演；3)再次反演微地震事件空间位置，得到再定位的微地震事件空间位置以及对应的修正后的速度模型。根据本发明专利技术的基于多射孔双差的纵横波联合定位方法，使得微地震事件径向、深度整体误差进一步减小，提高了微地震事件定位的精度。

A joint location method of P-wave and S-wave based on multi-perforation and double-difference

A combined P-wave and S-wave positioning method based on multi-perforation double-difference is disclosed. The method includes the following steps: 1) using the traveltime of longitudinal and shear waves of the collected perforated microseismic signal as the observation value, establishing the target equation of relative traveltime of perforated signal for inversion and obtaining the anisotropic velocity model; 2) using the traveltime of longitudinal and shear waves of microseismic events as the observation value, and jointly locating the target equation according to the anisotropic longitudinal and shear waves of microseismic events, inputting the initial positioning velocity model. (3) Retrieving the spatial location of microseismic events again to obtain the relocated spatial location of microseismic events and the corresponding revised velocity model. According to the present invention, the combined P-S wave location method based on multiple perforations and double difference can further reduce the overall errors of radial and depth of microseismic events and improve the accuracy of microseismic event location.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多射孔双差的纵横波联合定位方法
本专利技术涉及井中微地震信号处理领域，更具体地，涉及一种基于多射孔双差的纵横波联合定位方法。
技术介绍
井中微地震监测是微地震观测方式之一，特点是井下三分量检波器接收微地震全波场信号，相对于地面微地震监测，井中接收到的数据信噪比较高、微地震事件个数与类型较丰富，但是缺点是井下检波器方位未知，导致检波器X分量、Y分量微地震数据杂乱无序，影响后续定位处理。同时，由于井中微地震观测距离较短(一般在200～1000米范围左右)且检波器个数有限(一般12～32级三分量井中检波器)，也就是说，信号接收范围过窄，导致一些井中微地震定位容易出现不稳定、精度不高等现象。目前，井中微地震定位技术主要有两种思路：一是基于P波、S波事件旅行时正演，代表算法有网络搜索法、模拟退火法、geiger法等，优点是容易实现，缺点是由于初至相位信号弱导致P波、S波事件旅行时难以准确拾取，影响定位结果；第二种定位思路是基于波动方程褶积，代表算法有干涉法、逆时偏移法、被动源成像法，优点是不需要拾取事件初至，缺点是对资料信噪比、速度模型要求高，计算成本高、检波器个数多且计算成本高。以上方法适用于基于各向同性均匀介质，但是在非常规致密砂岩气、页岩气藏储层压裂微地震开发中，地层存在非均质性，属于各向异性介质，微地震纵横波走时及传播路径不同于各向同性，导致目前定位方法导致微地震事件定位不准。为了解决该难题，本专利技术提出一种基于多射孔双差的纵横波联合定位方法。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
根据煤层气、页岩气等非常规微地震监测需要，井中微地震定位方法须考虑地层各向异性对纵横波走时影响，消除或减少微地震事件定位不稳定性、不准确。而双差定位方法是目前常用方法之一，本专利技术将多射孔、各向异性介质概念引入双差方法，提供了一种新的定位方法，尽可能地消除井中微地震由于检波器个数少、反演速度单一、射孔单一而产生定位误差。与传统方法类似，首先对多个射孔开展各向异性定位分析，获得一组符合的多个射孔定位整体误差最小的各向异性速度模型作为地层初始参数模型；然后利用本专利技术定位方法对微地震事件直接定位处理，获得微地震事件初始空间位置；再利用层析思路，考虑地层非均值性，开展再定位，即：不断地修正各向异性速度模型，同时反演微地震事件空间位置，直至走时误差最小，直到最终获得精度更高的微地震事件定位结果。根据本专利技术的基于多射孔双差的纵横波联合定位方法可以包括以下步骤：1)利用拾取的射孔微地震信号纵波走时Tshoot,P、横波走时Tshoot,S作为观测值，建立基于射孔定位分析的纵横波联合定位目标方程OPJshoot，基于已知射孔空间位置的各向异性参数值和垂向纵横波速度值进行反演，获得初始定位速度模型Vmodel＝{ε,δ,VP0,VS0}；2)利用微地震事件纵波走时Tevent,P、横波走时Tevent,S作为观测值，建立微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程OPJevent，输入所述初始定位速度模型Vmodel，开展微地震事件空间位置RTevent＝{Levent,Zevent}的反演，其中，Levent为微地震事件水平距离，Zevent为微地震事件深度距离；3)以所述微地震事件空间位置RTevent为定位中心，在设定范围内对所述初始定位速度模型Vmodel修正各向异性参数，同时再次反演微地震事件空间位置，得到再定位的微地震事件空间位置RT*event＝{L*event,Z*event}以及对应的修正后的速度模型V*model＝{ε*,δ*,VP0,VS0}，其中，纵横波联合定位目标方程OPJshoot为：OPJshoot＝OPJshoot,P+OPJshoot,PS+OPJshoot,S(1)，微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程OPJevent为：OPJevent＝OPJevent,shoot,P+OPJevent,shoot,PS+OPJevent,shoot,S(2)公式(1)由三部分组成，分别是射孔纵波走时定位目标方程OPJshoot,P、射孔纵横波走时时差定位目标方程OPJshoot,PS以及射孔横波走时定位目标方程OPJshoot,S；公式(2)同样由三部分组成，分别是微地震事件基于多射孔双差纵波走时定位目标方程OPJevent,shoot,P、微地震事件基于多射孔双差纵横波走时时差定位目标方程OPJevent,shoot,PS以及为微地震事件基于多射孔双差横波走时定位目标方程OPJevent,shoot,S。优选地，在纵横波联合定位目标方程OPJshoot中：其中，分别为拾取的射孔微地震信号纵波走时、横波走时，Tshoot,P、Tshoot,S分别为反演的射孔微地震信号纵波走时、横波走时，i为检波器序号，j为射孔序号。优选地，所述步骤1)包括同时求解以下四个方程，计算各向异性速度模型Vmodel＝{ε,δ,VP0,VS0}：优选地，通过最小二乘法求解方程(6)～(9)。优选地，在所述微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程OPJevent中：其中,分别为第i个检波器微地震事件拾取的纵波走时真实值、横波走时真实值，Tevent,P,i、Tevent,S,i分别为第i个检波器微地震事件纵波走时反演值、横波走时反演值，分别为第j个射孔信号第i个检波器拾取的纵波走时真实值、横波走时真实值，分别为第j个射孔信号第i个检波器计算出的纵波走时反演值、横波走时反演值。优选地，所述步骤2)包括同时求解以下两个方程，计算微地震事件空间位置RTevent＝{Levent,Zevent}：优选地，通过网格搜索法来求解方程(13)～(14)：基于射孔定位速度模型Vmodel建立网格，将每个网格位置作为微地震事件可能位置，利用射线追踪计算出每个网格点处微地震事件纵横波初至走时Tevent,Pi、Tevent,Si，统计与微地震事件观测真实值之间误差，误差最小对应的网格位置即为所述微地震事件空间位置RTevent＝{Levent,Zevent}。优选地，所述步骤3)包括同时求解以下四个方程，得到再定位的微地震事件空间位置RT*event＝{L*event,Z*event}以及对应的修正后的速度模型V*model＝{ε*,δ*,VP0,VS0}：优选地，通用网格搜索法来求解方程(15)～(18)：以所述微地震事件空间位置为中心建立网格，在射孔定位各向异性速度模型Vmodel基础上，在设定范围内针对所有各向异性参数可能值反演对应的微地震事件空间位置，相应地射线追踪出纵横波初至走时，并与真实观测走时值比较以计算走时误差，将可能走时误差最小值对应的微地震事件空间位置与各向异性参数确定为再定位的微地震事件空间位置RT*event＝{L*event,Z*event}与对应的修正后的速度模型V*model＝{ε*,δ*,VP0,VS0}。根据本专利技术的基于多射孔双差的纵横波联合定位方法，使得微地震事件径向、深度整体误差进一步减小，提高了微地震事件定位的精度。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多射孔双差的纵横波联合定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)利用拾取的射孔微地震信号纵波走时Tshoot,P、横波走时Tshoot,S作为观测值，建立基于射孔定位分析的纵横波联合定位目标方程OPJshoot，基于已知射孔空间位置的各向异性参数值和垂向纵横波速度值进行反演，获得初始定位速度模型Vmodel＝{ε,δ,VP0,VS0}；2)利用微地震事件纵波走时Tevent,P、横波走时Tevent,S作为观测值，建立微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程OPJevent，输入所述初始定位速度模型Vmodel，开展微地震事件空间位置RTevent＝{Levent,Zevent}的反演，其中，Levent为微地震事件水平距离，Zevent为微地震事件深度距离；3)以所述微地震事件空间位置RTevent为定位中心，在设定范围内对所述初始定位速度模型Vmodel修正各向异性参数，同时再次反演微地震事件空间位置，得到再定位的微地震事件空间位置RT*event＝{L*event,Z*event}以及对应的修正后的速度模型V*model＝{ε*,δ*,VP0,VS0}，其中，纵横波联合定位目标方程OPJshoot为：OPJshoot＝OPJshoot,P+OPJshoot,PS+OPJshoot,S  (1)，微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程OPJevent为：OPJevent＝OPJevent,shoot,P+OPJevent,shoot,PS+OPJevent,shoot,S  (2)公式(1)由三部分组成，分别是射孔纵波走时定位目标方程OPJshoot,P、射孔纵横波走时时差定位目标方程OPJshoot,PS以及射孔横波走时定位目标方程OPJshoot,S；公式(2)同样由三部分组成，分别是微地震事件基于多射孔双差纵波走时定位目标方程OPJevent,shoot,P、微地震事件基于多射孔双差纵横波走时时差定位目标方程OPJevent,shoot,PS以及为微地震事件基于多射孔双差横波走时定位目标方程OPJevent,shoot,S。...

【技术特征摘要】
1.一种基于多射孔双差的纵横波联合定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)利用拾取的射孔微地震信号纵波走时Tshoot,P、横波走时Tshoot,S作为观测值，建立基于射孔定位分析的纵横波联合定位目标方程OPJshoot，基于已知射孔空间位置的各向异性参数值和垂向纵横波速度值进行反演，获得初始定位速度模型Vmodel＝{ε,δ,VP0,VS0}；2)利用微地震事件纵波走时Tevent,P、横波走时Tevent,S作为观测值，建立微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程OPJevent，输入所述初始定位速度模型Vmodel，开展微地震事件空间位置RTevent＝{Levent,Zevent}的反演，其中，Levent为微地震事件水平距离，Zevent为微地震事件深度距离；3)以所述微地震事件空间位置RTevent为定位中心，在设定范围内对所述初始定位速度模型Vmodel修正各向异性参数，同时再次反演微地震事件空间位置，得到再定位的微地震事件空间位置RT*event＝{L*event,Z*event}以及对应的修正后的速度模型V*model＝{ε*,δ*,VP0,VS0}，其中，纵横波联合定位目标方程OPJshoot为：OPJshoot＝OPJshoot,P+OPJshoot,PS+OPJshoot,S(1)，微地震事件各向异性纵横波联合定位目标方程OPJevent为：OPJevent＝OPJevent,shoot,P+OPJevent,shoot,PS+OPJevent,shoot,S(2)公式(1)由三部分组成，分别是射孔纵波走时定位目标方程OPJshoot,P、射孔纵横波走时时差定位目标方程OPJshoot,PS以及射孔横波走时定位目标方程OPJshoot,S；公式(2)同样由三部分组成，分别是微地震事件基于多射孔双差纵波走时定位目标方程OPJevent,shoot,P、微地震事件基于多射孔双差纵横波走时时差定位目标方程OPJevent,shoot,PS以及为微地震事件基于多射孔双差横波走时定位目标方程OPJevent,shoot,S。2.根据权利要求1所述的基于多射孔双差的纵横波联合定位方法，其特征在于，在基于射孔定位分析的纵横波联合定位目标方程OPJshoot中：其中，分别为拾取的射孔微地震信号纵波走时、横波走时，Tshoot,P、Tshoot,S分别为反演的射孔微地震信号纵波走时、横波走时，i为检波器序号，j为射孔序号。3.根据权利要求2所述的基于多射孔双差的纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：余波，
申请(专利权)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石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11