【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气开采领域，更具体地，涉及一种微地震直达纵波记录合成方法、装置、电子设备及介质。
技术介绍
1、在油气开采领域，微地震监测技术的应用主要是通过采集水力压裂过程中产生的微震信号，用以监测压裂过程，评价压裂效果。常规的井中微地震监测使用井中专用三分量检波器进行微地震信号采集，并通过滤波、震相识别和震源定位等方法完成微地震信号的处理。然而，受可布设检波器数量和检波器耐温性能等因素的限制，常规井中微地震监测方式在有效监测距离和震源定位精度等方面存在能力上限。
2、分布式光纤声学传感技术(下称“das”)以光时域反射原理(otdr)为基础，通过高功率的激光发射器向所连接的探测光缆发送激光脉冲，同时对后向散射光中的瑞利(rayleigh)散射光进行采集、分析，从而实现对振动信号的分布式感知。基于das的井中微地震监测不但具有耐高温、耐高压、抗腐蚀的优势，还可以在全井段实现对振动信号的高空间密度采样，是一种新型的压裂微地震监测技术手段。
3、das微地震震相识别和震源定位等处理方法的研究和测试依赖于可靠的das微地震记录的获取。由于目前实际采集的das微地震记录信噪比仍较低，正演模拟成为获取高精度das微地震记录的重要手段。不同于常规的地震波正演模拟方法，das具有对沿光纤轴向的振动响应明显，对垂直光纤轴向方向振动响应不明显的特征，且由于微地震震源具有剪切破裂的特征，使得das微地震信号的振幅和相位特征不仅仅受地震波传播扩散和地层反、透射效应的影响，而且表现出更加复杂的响应特征。
4、因此，
5、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
1、本专利技术提出了一种微地震直达纵波记录合成方法、装置、电子设备及介质，能够准确地反映光纤微地震信号的振幅和极性特征。
2、第一方面，本公开实施例提供了一种微地震直达纵波记录合成方法，包括：步骤1：计算在层状介质中由微地震震源位置传播至光纤传感位置的直达纵波射线路径和旅行时；
3、步骤2：基于所述直达纵波射线路径计算直达纵波振幅的球面扩散衰减因子和透射损失因子；
4、步骤3：利用震源处直达纵波出射方向和光纤处直达纵波的入射方向分别计算震源辐射因子和光纤方向响应因子；
5、步骤4：基于所述球面扩散衰减因子、透射损失因子、震源辐射因子和光纤方向响应因子获得光纤各个传感点处直达纵波的振幅响应；
6、步骤5：基于获得所述旅行时和所述振幅响应，给定地震子波，合成直达纵波记录。
7、可选方案中，所述步骤1中，在das井中微地震采集中，光纤长度上的任意点被定义为传感点，基于给定的地层速度模型，通过射线追踪获得震源s至第i个传感点的射线路径为li＝[li1,li2,…]，同时获得该传感点处直达纵波旅行时为ti。
8、可选方案中，所述步骤2中，通过以下公式计算所述球面扩散衰减因子，
9、
10、其中，表示球面扩散衰减因子，length(li)表示对路径li求路径长度的计算。
11、可选方案中，所述步骤2中，通过以下公式计算所述透射损失因子，
12、
13、表示透射损失因子，代表将透射系数中所有元素相乘的运算，透射系数的计算方法为：基于所述射线路径li＝[li1,li2,…]，得到p波在各个速度界面的入射角，基于地层速度模型，利用zoeppritz方程计算得到p波传播路径上各速度界面的透射系数
14、可选方案中，所述步骤3中，根据以下公式计算所述震源辐射因子，
15、
16、其中为震源辐射因子，为微地震震源破裂面的方位角，λ为破裂面的滑动角，δ为破裂面的倾角；为光纤第i个传感点所在空间方位与北向的夹角；εi为光纤第i个传感点处接收的直达纵波在震源位置的出射方向与垂向的夹角。
17、可选方案中，所述步骤3中，根据以下公式计算所述光纤方向响应因子，
18、
19、其中为光纤第i个传感点处的光纤方向响应因子，θi为该传感点处纵波入射方向与光纤轴向之间的夹角。
20、可选方案中，所述步骤5中，根据以下公式合成直达纵波记录，
21、
22、其中，s(i)为直达纵波记录，ai为光纤第i个传感点处所述球面扩散衰减因子、透射损失因子、震源辐射因子和光纤方向响应因子的乘积；时间采样间隔为dt，采样点数为nt，w为地震子波，r长度为nt，其表达式为：
23、
24、ti为步骤1计算得到的直达纵波旅行时，round代表四舍五入运算。
25、第二方面，本公开实施例还提供了一种微地震直达纵波记录合成装置，包括：射线路径和旅行时模块，用于计算在层状介质中由微地震震源位置传播至光纤传感位置的直达纵波射线路径和旅行时；
26、第一因子模块，用于基于所述直达纵波射线路径计算直达纵波振幅的球面扩散衰减因子和透射损失因子；
27、第二因子模块，用于利用震源处直达纵波出射方向和光纤处直达纵波的入射方向分别计算震源辐射因子和光纤方向响应因子；
28、振幅响应模块，用于基于所述球面扩散衰减因子、透射损失因子、震源辐射因子和光纤方向响应因子获得光纤各个传感点处直达纵波的振幅响应；
29、合成模块，用于基于获得所述旅行时和所述振幅响应，给定地震子波，合成直达纵波记录。
30、第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
31、存储器，存储有可执行指令；
32、处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的微地震直达纵波记录合成方法。
33、第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的微地震直达纵波记录合成方法。
34、其有益效果在于：
35、本专利技术相对于已有技术在于进行微地震直达纵波合成记录计算时考虑了水力压裂微地震震源的剪切破裂特征和分布式光纤的方向响应特征对直达纵波振幅的影响，能够更加准确地反映光纤微地震信号的振幅和极性特征，且计算过程简明、高效。本专利技术可为光纤微地震震相识别、震源定位等相关方法研究提供更接近实际情况的模型数据。
36、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随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
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1.一种微地震直达纵波记录合成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤1中，在DAS井中微地震采集中，光纤长度上的任意点被定义为传感点，基于给定的地层速度模型，通过射线追踪获得震源s至第i个传感点的射线路径为Li＝[li1,li2,…]，同时获得该传感点处直达纵波旅行时为ti。
3.根据权利要求2所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤2中，通过以下公式计算所述球面扩散衰减因子，
4.根据权利要求2所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤2中，通过以下公式计算所述透射损失因子，
5.根据权利要求1所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤3中，根据以下公式计算所述震源辐射因子，
6.根据权利要求1所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤3中，根据以下公式计算所述光纤方向响应因子，
7.根据权利要求1所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤5中，根据以下公式合成直达纵波记录，
8.一种微地震直达纵波记录合成装置
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的微地震直达纵波记录合成方法。
...【技术特征摘要】
1.一种微地震直达纵波记录合成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤1中，在das井中微地震采集中，光纤长度上的任意点被定义为传感点，基于给定的地层速度模型，通过射线追踪获得震源s至第i个传感点的射线路径为li＝[li1,li2,…]，同时获得该传感点处直达纵波旅行时为ti。
3.根据权利要求2所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤2中，通过以下公式计算所述球面扩散衰减因子，
4.根据权利要求2所述的微地震直达纵波记录合成方法，其中，所述步骤2中，通过以下公式计算所述透射损失因子，
5.根据权利要求1所述的微地...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨心超，陈占国，杨小慧，董健，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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