一种震源的定位方法及定位系统技术方案

本申请公开了一种震源的定位方法及定位系统，其中，所述震源的定位方法在震源定位过程中通过台站检测地震波的波形序列，无需人工手动拾取地震波走时，降低了震源的定位方法的人工成本，从而降低了震源的定位方法的整体成本；此外，所述震源的定位方法采用了全新的分组成像条件，该分组成像条件将传统成像条件中的相加变为分组相乘，并加入距离、质量因子控制提高每组成像质量，使得所述震源的定位方法有效地在空间上和时间上对震源进行成像，提高了震源的定位方法的分辨率，有助于计算储层体积，研究裂缝分布和评价压裂效果。

A method and system of source location

【技术实现步骤摘要】
一种震源的定位方法及定位系统
本申请涉及震源探测
，更具体地说，涉及一种震源的定位方法及定位系统。
技术介绍
微地震(MineTremororMicroSeismic)是一种小型的地震，多由于地下资源的开采过程诱发，多可定义为在开采坑道附近的岩体内因应力场变化导致岩石破坏而引起的那些地震事件。目前，微地震检测广泛应用于非常规油气田开采和地热资源开发过程。在这些过程中，微地震事件的定位可用于刻画断裂分布，估计储层容量，指导下级压裂以及识别活动断层。因此，微地震事件的检测和定位是微地震监测中十分重要的环节。传统的地震定位方法无法实时定位，并且无法适应数据量越来越大的趋势，另外由于微地震事件的信噪比低，传统的地震定位方法手动拾取地震波中的P波(PrimaryWave，纵波或称胀缩波)和S波(TransverseWaves，横波或称剪切波)到时的方法定位准确度低。因此基于偏移的定位方法应运而生。这类方法通常需要首先设置多个台站拾取地震波，然后根据不同台站拾取的地震波走时差校正波形，最后根据不同成像条件对震源进行定位，但现有技术中基于偏移的定位方法仍然存在分辨率较低的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供了一种震源的定位方法及定位系统，以实现在无需手动拾取地震波走时的前提下，提高震源的定位方法的分辨率的目的。为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：一种震源的定位方法，包括：将多个台站进行分组，获得多组检测组合；获取每个所述台站检测的地震波的波形序列；计算每个所述波形序列的特征函数，所述特征函数包含所述波形序列的振幅信息和相位信息；将每组所述检测组合中的台站检测的波形序列的特征函数分别代入分组成像条件中，计算获得每组所述检测组合的叠加值；根据多组所述检测组合的叠加值，确定震源位置；所述分组成像条件为：其中，I(τ,s)表示所述检测组合的叠加值，m表示多组所述检测组合的个数，ls表示地震波中S波的叠加窗口长度，lp表示地震波中P波的叠加窗口长度，ES()表示所述特征函数中S波的波包，Ep()表示所述特征函数中P波的波包，ts表示地震波中S波从震源到台站的走时，tp表示地震波中P波从震源到台站的走时，W表示所述波形序列的质量因子，D表示台站的距离因子，α表示台站和该台站所在检测组合的几何中心的距离倒数的指数。可选的，所述将多个台站进行分组包括：按照相邻所述台站之间相距的距离，将多个台站进行分组。可选的，所述计算每个所述波形序列的特征函数包括：根据第一预设公式，计算每个所述波形序列的特征函数；所述第一预设公式为：其中，C(i)表示第i个波形序列的特征函数，x(i)表示第i个波形序列，x(i-1)表示第i-1个波形序列。可选的，所述根据多组所述检测组合的叠加值，确定震源位置包括：比较多组所述检测组合的叠加值，将多组所述叠加值中的最大值对应的检测组合的所在区域确定为震源位置。一种震源的定位系统，包括：台站分组模块，用于将多个台站进行分组，获得多组检测组合；波形获取模块，用于获取每个所述台站检测的地震波的波形序列；特征计算模块，用于计算每个所述波形序列的特征函数，所述特征函数包含所述波形序列的振幅信息和相位信息；叠加值计算模块，用于将每组所述检测组合中的台站检测的波形序列的特征函数分别代入分组成像条件中，计算获得每组所述检测组合的叠加值；震源定位模块，用于根据多组所述检测组合的叠加值，确定震源位置；所述分组成像条件为：其中，I(τ,s)表示所述检测组合的叠加值，m表示多组所述检测组合的个数，ls表示地震波中S波的叠加窗口长度，lp表示地震波中P波的叠加窗口长度，ES()表示所述特征函数中S波的波包，Ep()表示所述特征函数中P波的波包，ts表示地震波中S波从震源到台站的走时，tp表示地震波中P波从震源到台站的走时，W表示所述波形序列的质量因子，D表示台站的距离因子，α表示台站和该台站所在检测组合的几何中心的距离倒数的指数。可选的，所述台站分组模块具体用于，按照相邻所述台站之间相距的距离，将多个台站进行分组。可选的，所述特征计算模块具体用于，根据第一预设公式，计算每个所述波形序列的特征函数；所述第一预设公式为：其中，C(i)表示第i个波形序列的特征函数，x(i)表示第i个波形序列，x(i-1)表示第i-1个波形序列。可选的，所述震源定位模块具体用于，比较多组所述检测组合的叠加值，将多组所述叠加值中的最大值对应的检测组合的所在区域确定为震源位置。从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种震源的定位方法及定位系统，其中，所述震源的定位方法在震源定位过程中通过台站检测地震波的波形序列，无需人工手动拾取地震波走时，降低了震源的定位方法的人工成本，从而降低了震源的定位方法的整体成本；此外，所述震源的定位方法采用了全新的分组成像条件，该分组成像条件将传统成像条件中的相加变为分组相乘，并加入距离、质量因子控制提高每组成像质量，使得所述震源的定位方法有效地在空间上和时间上对震源进行成像，提高了震源的定位方法的分辨率，有助于计算储层体积，研究裂缝分布和评价压裂效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请的一个实施例提供的一种震源的定位方法的流程示意图；图2为本申请的另一个实施例提供的一种震源的定位方法的流程示意图；图3为本申请的又一个实施例提供的一种震源的定位方法的流程示意图；图4为合成测试观测系统的示意图；图5为合成测试中的P波、S波速度模型示意图；图6(a)-图6(c)为合成波形分别加上(a)10％噪声，(b)50％噪声，(c)200％噪声后的示意图；图7(a)-图7(c)为不同信噪比(SNR)下基于四种成像条件的震源成像结果示意图：(a)SNR＝10，(b)SNR＝2，(c)SNR＝0.5；图8(a)-图8(d)为不同信噪比(SNR)下基于四种成像条件的震源发震时刻反演结果示意图：(a)基于线性叠加成像条件，(b)基于波包叠加成像条件，(c)基于STA/LTA叠加成像条件，(d)基于本申请实施例提供的分组成像条件；图9为空间域分辨率测试定位结果示意图；图10为时间域分辨率测试发震时刻反演结果示意图；图11观测系统(三角)和检测出事件的位置分布(圆点)示意图；图12为一个典型事件的垂直分量波形，采样率为0.5ms；图13为四个成像条件采取的原始波形及其不同特征函数示意图；图14为基于四种成像条件的定位结果示意图；图15(a)-图15本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种震源的定位方法，其特征在于，包括：/n将多个台站进行分组，获得多组检测组合；/n获取每个所述台站检测的地震波的波形序列；/n计算每个所述波形序列的特征函数，所述特征函数包含所述波形序列的振幅信息和相位信息；/n将每组所述检测组合中的台站检测的波形序列的特征函数分别代入分组成像条件中，计算获得每组所述检测组合的叠加值；/n根据多组所述检测组合的叠加值，确定震源位置；/n所述分组成像条件为：

【技术特征摘要】
1.一种震源的定位方法，其特征在于，包括：
将多个台站进行分组，获得多组检测组合；
获取每个所述台站检测的地震波的波形序列；
计算每个所述波形序列的特征函数，所述特征函数包含所述波形序列的振幅信息和相位信息；
将每组所述检测组合中的台站检测的波形序列的特征函数分别代入分组成像条件中，计算获得每组所述检测组合的叠加值；
根据多组所述检测组合的叠加值，确定震源位置；
所述分组成像条件为：其中，I(τ,s)表示所述检测组合的叠加值，m表示多组所述检测组合的个数，ls表示地震波中S波的叠加窗口长度，lp表示地震波中P波的叠加窗口长度，表示所述特征函数中S波的波包，表示所述特征函数中P波的波包，ts表示地震波中S波从震源到台站的走时，tp表示地震波中P波从震源到台站的走时，W表示所述波形序列的质量因子，D表示台站的距离因子，α表示台站和该台站所在检测组合的几何中心的距离倒数的指数。


2.根据权利要求1所述的震源的定位方法，其特征在于，所述将多个台站进行分组包括：
按照相邻所述台站之间相距的距离，将多个台站进行分组。


3.根据权利要求1所述的震源的定位方法，其特征在于，所述计算每个所述波形序列的特征函数包括：
根据第一预设公式，计算每个所述波形序列的特征函数；
所述第一预设公式为：其中，C(i)表示第i个波形序列的特征函数，x(i)表示第i个波形序列，x(i-1)表示第i-1个波形序列。


4.根据权利要求1所述的震源的定位方法，其特征在于，所述根据多组所述检测组合的叠加值，确定震源位置包括：
比较多组所述检测组合的叠加值，将多组所述叠加值中的最大值对应的检测组合的所在区域确定为震源位置。


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【专利技术属性】
技术研发人员：缪思钰，张海江，巫芙蓉，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34