微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法和计算机存储介质技术

本发明专利技术公开了一种微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法和计算机存储介质。该方法通过两两分量偏振分析与旋转处理，从原始微地震三分量矢量波场中分离出P波数据和S波数据以及S波剩余分量T；然后，利用长短时窗能量比、改进能量比，构建P波初至拾取非线性特征曲线，设定门槛值，自动搜索出P波初至时间；最后，利用S波数据与S波剩余分量T，构建S波协方差矩阵，计算最大特征值，形成以S波特征值为中心的各种能量比曲线，构建S波初至拾取非线性特征曲线，设置P波和相匹配的S波时间范围，自动搜索出区域峰值对应的时间，即为与P波相匹配的S波初至时间，从而实现微地震P&S波初至时间自动拾取。

【技术实现步骤摘要】
微地震P＆S波匹配事件初至自动拾取方法和计算机存储介质
本专利技术涉及微地震监测数据处理
，尤其涉及一种微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法和计算机存储介质。
技术介绍
微地震监测数据处理重点在于事件的准确定位，影响因素主要包括速度模型建立、反演算法的适用性、正演算法的精度、初至拾取等方面。其中，纵、横波初至准确拾取是震源精确定位首要条件之一。井中微地震初至拾取方法，一般采用常规地震直达波初至拾取方法，其原理主要是根据有效波与噪声在能量、偏振特性以及其他一些统计特性上存在区别，获得稳定可靠的初至时间，如能量分析法、自回归AR模型法、偏振分析法等等。每种类型方法都有各自算法特点，能量分析法是基于长短时窗能量比，当信号到达时,能量比变化快,相应的值会有一个明显的突跳，将该点时间定义为有效事件初至时间，但是信噪比较低情况容易出现误拾、漏拾；自回归AR模型法是基于信号与背景噪音属于不同AR模型，信号到达时AIC值极小值，但是不能直接判断是否是有效信号；偏振分析法是基于有效信号偏振度高、随机信号偏振度低，对应不同线性偏振系数曲线，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS100，针对微地震P波信号，从原始微地震三分量矢量波场中分解出沿波传播方向P波分量；/nS200，针对微地震S波信号，从原始微地震三分量矢量波场中分解出垂直传播方向S波分量和切向S波剩余分量T；/nS300，根据P波分量确定P波长短时窗能量比和改进能量比，进而确定P波能量比特征系数，根据P波长短时窗能量比和P波能量比特征系数构建P波初至拾取非线性特征曲线；/nS400，从P波初至拾取非线性特征曲线上搜索出大于给定的P波初至识别门槛值的峰值，拾取所述峰值对应的时间点作为P波初至时间；/nS500，根据S波数据...

【技术特征摘要】
20190610 CN 20191049843601.一种微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100，针对微地震P波信号，从原始微地震三分量矢量波场中分解出沿波传播方向P波分量；
S200，针对微地震S波信号，从原始微地震三分量矢量波场中分解出垂直传播方向S波分量和切向S波剩余分量T；
S300，根据P波分量确定P波长短时窗能量比和改进能量比，进而确定P波能量比特征系数，根据P波长短时窗能量比和P波能量比特征系数构建P波初至拾取非线性特征曲线；
S400，从P波初至拾取非线性特征曲线上搜索出大于给定的P波初至识别门槛值的峰值，拾取所述峰值对应的时间点作为P波初至时间；
S500，根据S波数据与S波剩余分量T构建S波协方差矩阵，计算其最大特征值，基于最大特征值计算S波特征值前后时窗能量比和改进能量比，进而确定S波能量比特征系数，根据S波特征值前后时窗能量比和S波能量比特征系数构建S波初至拾取非线性特征曲线；
S600，确定与P波初至时间相匹配的S波初至时间的可能的时间范围，在此时间范围内，自动搜索出S波初至拾取非线性特征曲线上的极值，拾取所述极值对应的时间点作为与P波初至时间相匹配的S波初至时间；
S700，输出P波初至时间和S波初至时间，从而完成微地震P&S波匹配事件初至自动拾取。


2.如权利要求1所述的微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法，其特征在于，所述步骤S100包括以下步骤：
S110，针对微地震P波信号，通过矢端曲线分析，对原始微地震三分量中的X分量和Y分量进行偏振分析与旋转处理，获得波传播径向分量R和切向分量T；
S120，再通过矢端曲线分析，对波传播径向分量R和原始微地震三分量中的Z分量进行偏振分析与旋转处理，获得沿波传播方向P波分量和垂直传播方向N分量。


3.如权利要求1所述的微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法，其特征在于，所述步骤S200包括以下步骤：
S210，针对微地震S波信号，通过矢端曲线分析，对原始微地震三分量中的X分量和Y分量进行偏振分析与旋转处理，获得波传播径向分量R和切向分量T；
S220，再通过矢端曲线分析，对波传播径向分量R和原始微地震三分量中的Z分量进行偏振分析与旋转处理，获得垂直传播方向S波分量和切向S波剩余分量T。


4.如权利要求1所述的微地震P&S波匹配事件初至自动拾取方法，其特征在于，所述步骤S300包括以下步骤：
S310，根据P波分量按照下式计算P波长短时窗能量比：



其中，ERPi为时间样点i对应的P波长短时窗能量比，Pi为时间样点i对应的P波分量，L1和L2分别为给定的长时窗和短时窗；
S320，根据P波长短时窗能量比ERPi，通过引入P波分量的振幅作为权重系数，按照下式计算一级改进能量比MER1Pi和二级改进能量比MER2Pi：
MER1Pi＝ERPi·|Pi|
MER2Pi＝ERPi2·|Pi|2
其中，|Pi|为时间样点i对应的P波分量的振幅；
S330，根据P波长短时窗能量比ERPi、一级改进能量比MER1Pi和二级改进能量比MER2Pi，按照下式计算P波能量比特征系数AAPi、BBPi、CCPi：









S340，根据所述P波长短时窗能量比ERPi和P波能量比特征系数AAPi、BBPi、CCPi，构建以下P波初至拾取特征曲线TERPi：
TERPi＝ERP...

【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