一种用于微地震定位的网格逐次剖分方法技术

本发明专利技术涉及一种用于微地震定位的网格逐次剖分方法，该方法在现有的网格搜索振幅叠加算法的基础上，对目标区域首次剖分后，在最大能量聚焦的网格中心点附近进行进一步的细分搜索，寻找全局最大能量聚焦值，避免了为了提高定位精度而进行的全局化细分，以较小的计算代价获得了更高的定位精度。经试验证明，本发明专利技术采用网格逐次剖分的射孔定位方法有效的解决了现有方法效率和计算精度难以平衡的问题。能以较小的计算代价，获得更高的微震定位精度。避免了全局细分，减小了工作量，在保证定位精度的前提下提升了定位效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油田压裂微地震定位方法，具体来说就是通过微地震的监测资料，在网格搜索振幅叠加方法的基础上，采用网格逐次剖分算法，从而提高微地震定位的效率和精度。技术背景在对非常规矿产资源(如煤层气，致密油、页岩油等)的开发已成为我国以及国际油气藏工业的新兴热点。通过水力压裂手段提高油气藏渗透率已获得国内外普遍认可。而微地震监测是水力压裂过程中一项重要环节，通过对液压致裂诱发的微地震事件进行准确定位，人们可对地下诱发及原生裂缝属性(几何特性，密度，与维度等)进行分析刻画，并为后期油气藏开发提供指导。因此，微地震事件准确定位，可为下一步油气藏开发方案及部署提供可靠依据。现有的微地震定位算法往往需要从地震记录中拾取准确的纵横波走时信息，此类方法的优势在于定位过程中不受震源频率，各道波形不一致的影响，并且处理灵活，震源位置甚至会存在解析解。此类方法更适合用于井下观测。而对于地面观测来讲，其观测数据普遍具有低信噪比的特征，其数据量巨大，在一定程度上制约了现有定位方法的发展。为解决以上问题，学者们一方面尝试将地震数据提高信噪比后获得走时信息，并采用传统方法进行定位，另一方面借鉴地震勘探中偏移成像原理开发出了适用于低信噪比数据的偏移类振幅叠加类定位方法，此类方法无需对各道地震记录进行纵横波初至拾取，并且利用整个网络的数据信息作为输入对噪声进行抑制并增强有效信号强度。王晨龙等”地面与井中观测条件下的微地震干涉逆时定位算法”<地球物理学报>2013年(第56卷第9期,3184-3196页)提出将波动方程逆时聚焦定位原理与干涉成像原理相结合原理对微地震定位，吉林大学2012年博士论文公开了”基于油田压裂微地震监测的震相识别与震源定位方法研究”提出基于逆时偏移法在地下绕射点的呈现原理，对各道波形偏移叠加的方法进行定位。Rentsch等利用高斯射线束对微震事件进行能量聚焦定位方法<Geophysics>2007年，(第72卷第1期,S33-S40页)Zhebel,Anikiev等基于射线理论对绕射波场进行叠加对微地震进行定位，吕昊提出基于逆时偏移法在地下绕射点的呈现原理，对各道波形偏移叠加的方法进行定位。尽管偏移类微地震定位算法能够克服传统算法的缺点，但仍存在许多技术难点，如基于射线理论的逆时偏移叠加方法无法求得震源位置的解析解，需要对地下进行网格剖分，当网格密度很高时，才能实现对微地震事件的精确定位。但是在提高网格密度的同时，计算时间会大大增加，制约了该方法的实用性。因此，在利用振幅偏移叠加方法进行射孔定位时，定位精度越高，则网格剖分尺寸越小，密度越高，这就大大增加了计算量，导致计算时间很长，降低定位效率。所以，在实际射孔定位中，如何在提高定位精度的同时保证定位效率，是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的问题，在逆时偏移震幅叠加法的基础上，采用网格逐次剖分方法，有效的提高了微地震定位的效率和精度。本专利技术在常规的振幅偏移叠加方法的基础上，对网格剖分部分进行改进。现有的方法主要是针对目标区域进行全局剖分，通过计算找到能量聚焦最大值点。本专利技术的网格逐次剖分方法是根据实际地质条件，确定首次网格剖分尺寸(一般会为原算法网格尺寸的几倍)，寻找能量聚焦最大值点，在能量聚焦最大值点附近进行细化剖分，进一步精确能量最大值点的坐标。避免了全局细分，减小了工作量，在保证定位精度的前提下提升了定位精度。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于微地震定位的网格逐次剖分方法，包括以下步骤：A、以射孔点为中心建立三维目标区域，选择参考通道M；B、确定首次网格剖分的网格尺寸L0，最小尺寸差Lmin；C、建立初始速度模型，定义E(V)＝0，停滞时间为Tmax；D、读取射孔数据；E、遍历所有的网格，计算各道相对于参考道的时间差；F、将各道数据平移叠加，得到现有速度模型下的能量最大值E及其坐标；G、将E的值赋给E(V)，更新最大能量点坐标；H、E(V)的坐标停滞时间达到Tmax；I、结束。步骤H所述的E(V)的坐标停滞时间达到Tmax结束，若未达到Tmax网格尺寸差小于预定尺寸Tmax，则进行逐次网格剖分，包括以下步骤：a、以原区域半径的一半作为新的剖分区域半径；b、遍历所有网格，能量最大值点作为新的网格剖分中心；c、遍历新目标区域所有网格，在新的中心周围进行剖分，逐次网格剖分达到网格尺寸减去上一次网格尺寸小于特定值Lmin为止。有益效果：本专利技术采用的网格逐次剖分方法，有效的解决了微地震定位过程中定位精度和效率难以平衡的问题。假设一次剖分所需计算次数为(Nx×Ny×Nz)，在经n次剖分后如达到相同的精度，现有技术需要消耗的计算次数为8n-1(Nx×Ny×Nz)，本专利技术的计算次数为n(Nx×Ny×Nz),因此，本专利技术的方法能够以较小的计算代价，获得更高的微震定位精度。避免了全局细分，减小了工作量，在保证定位精度的前提下提升了定位精度。附图说明：图1一种用于微地震定位的网格逐次剖分方法流程图图2振幅叠加原理图；图3网格逐次剖分法定位微地震事件演示图(a)网格逐次剖分法一次剖分图；(b)二次剖分图；图4检波器布阵及射孔点正演模拟示意图；图5信噪比S/N＝0.3时96道合成数据结果；图6原算法与改进后算法对比图(a)现有方法精度与耗时图；(b)本专利技术方法精度与耗时图。具体实施方式：下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明：一种用于微地震定位的网格逐次剖分方法，包括以下步骤：A、以射孔点为中心建立三维目标区域，选择参考通道M；B、确定首次网格剖分的网格尺寸L0，最小尺寸差Lmin；C、建立初始速度模型，定义E(V)＝0，停滞时间为Tmax；D、读取射孔数据；E、遍历所有的网格，计算各道相对于参考道的时间差；F、将各道数据平移叠加，得到现有速度模型下的能量最大值E及其坐标；G、将E的值赋给E(V)，更新最大能量点坐标；H、E(V)的坐标停滞时间达到Tmax；I、结束。步骤H所述的E(V)的坐标停滞时间达到Tmax结束，若未达到Tmax网格尺寸差小于预定尺寸Tmax，则进行逐次网格剖分，包括以下步骤：a、以原区域半径的一半作为新的剖分区域半径；b、遍历所有网格，能量最大值点作为新的网格剖分中心；c、遍历新目标区域所有网格，在新的中心周围进行剖分，逐次网格剖分达到网格尺寸减去上一次网格尺寸小于特定值Lmin为止。实施例1：采用原算法单一尺寸网格对目标区域进行单次全局剖分。利用计算机模拟一个5层的地层模型，其中1～5层的速度值依次为：800m/s,1000m/s,1700m/s,2200m/s,2700m/s，射孔位置为(225，-147，-962)，模拟地震波形采用50Hz的地震子波进行描述。A、在射孔附近定义一个三维目标区域，即该区域有可能发生微震事件。在本实施例中，以射孔坐标为基准，选定目标区域。选定的目标区域的三维坐标为X∈[-300,300]，Y∈[-300,300],Z∈[-1000,-800]。微地震地面检波器成星型形
状排列，共6条测线，每条测线16个检波器(96道)，如图4所示。选取一道作为参考道M，要求该道具有相对较清晰的初至同相轴，及较高信噪比。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微地震定位的网格逐次剖分方法，其特征在于，包括以下步骤：A、以射孔点为中心建立三维目标区域，选择参考通道M；B、确定首次网格剖分的网格尺寸L0，最小尺寸差Lmin；C、建立初始速度模型，定义E(V)＝0，停滞时间为Tmax；D、读取射孔数据；E、遍历所有的网格，计算各道相对于参考道的时间差；F、将各道数据平移叠加，得到现有速度模型下的能量最大值E及其坐标；G、将E的值赋给E(V)，更新最大能量点坐标；H、E(V)的坐标停滞时间达到Tmax或网格尺寸差达到Lmin为止；I、结束。

【技术特征摘要】
1.一种用于微地震定位的网格逐次剖分方法，其特征在于，包括以下步骤：A、以射孔点为中心建立三维目标区域，选择参考通道M；B、确定首次网格剖分的网格尺寸L0，最小尺寸差Lmin；C、建立初始速度模型，定义E(V)＝0，停滞时间为Tmax；D、读取射孔数据；E、遍历所有的网格，计算各道相对于参考道的时间差；F、将各道数据平移叠加，得到现有速度模型下的能量最大值E及其坐标；G、将E的值赋给E(V)，更新最大能量点坐标；H、E(V)的坐标停滞时间达到Tmax或网格...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祖斌，江海宇，王金磊，王洪超，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22