微地震波形初至自动拾取和震源定位效果分析

发布时间：2017-09-23 11:33

  本文关键词：微地震波形初至自动拾取和震源定位效果分析

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【摘要】：微地震(micro-seismic)是一种微小的地震,当地下岩层应力场变化时岩石发生破裂引起的地震。微地震监测技术是一项以声发射学原理及地震学原理为基础的地球物理技术,其在矿山、油田、水坝,尤其是低渗透油气田以及油页岩开采中发挥着重要作用。在非常规油气勘探蓬勃发展的背景下,水力压裂技术愈加完善,微地震监测逐渐成为评价水力压裂效果以及矿山安全监测最为倚重的手段。在微地震监测技术中,初至时间的拾取是基础而又重要的环节,由于微地震数据信噪比较低,准确性却对震源定位结果影响巨大,所以高效准确的初至时间拾取是微地震监测技术的关键。基于以上情况,本文从微地震数据处理等重要环节的几个方面进行了如下研究:本文首先简单介绍了微地震监测的发展历程以及基本理论,然后针对微地震初至时间自动拾取技术进行了深入研究,详细介绍了偏振分析法和能量比法的优劣,通过原理分析以及实际资料验证,认为偏振分析法中以往研究普遍认可的偏振度最大值点为初至波触发点是一种近似的拾取原则,并提出一种新的初至波自动拾取方法。将极小时窗的协方差矩阵特征值作为特征函数引入到STA/LTA能量比法中准确拾取初至波的起跳点。随后针对其中几项重要参数进行研究,在时窗长度、特征函数、自适应阀值选取等问题上,提出了全新的观点和方法,与前人做法进行对比,通过实际资料的处理验证了本文方法的优越性。传统的人工微地震数据处理技术耗时长,效率低,人为误差较大,为此本文设计完成一套微地震自动定位方法。首先,将微地震数据进行预处理,利用广义S变换结合带通滤波提高微地震信号的信噪比,利用初至自动拾取技术,结合数据重构方法,通过P波时差法与牛顿迭代算法,实现自动微地震震源定位,大大提高工作效率。通过三维三分量模型正演数值模拟以及实际资料的处理,可以验证本文设计的微地震初至时间自动拾取及震源自动定位方法的可靠性与正确性。
【关键词】：水力压裂 偏振分析 能量比 自适应阀值 自动拾取
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357.1;P315.6
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究目的及意义11
• 1.2 国内外发展现状11-15
• 1.2.1 微地震监测技术的发展11-12
• 1.2.2 微地震初至拾取技术的发展12-14
• 1.2.3 微地震定位技术的发展14-15
• 1.3 论文研究主要内容及成果15-16
• 1.4 本文各章节主要内容安排16-18
• 第二章 微地震信号及其基本原理18-23
• 2.1 射孔信号18-19
• 2.2 微地震信号19-20
• 2.3 声发射学20-21
• 2.4 摩尔库伦理论21
• 2.5 断裂力学准则21-23
• 第三章 微地震初至时间的自动拾取23-45
• 3.1 偏振分析法23-27
• 3.1.1 偏振分析法原理23-25
• 3.1.2 偏振分析法初至位置分析25-27
• 3.2 能量比法27-32
• 3.2.1 能量比法基本原理27-29
• 3.2.2 特征函数29-32
• 3.3 改进的STA/LTA能量比法32-34
• 3.4 时窗长度选取34-40
• 3.5 自适应阀值选取40-44
• 3.6 小结44-45
• 第四章 微地震数据处理的基本流程45-54
• 4.1 微地震数据采集45
• 4.2 微地震数据预处理45-47
• 4.3 速度模型建立47-48
• 4.4 自动定位流程48-53
• 4.4.1 初至拾取48
• 4.4.2 互相关数据重构48-50
• 4.4.3 震源定位50-53
• 4.5 小结53-54
• 第五章 微地震正演数值模拟54-61
• 5.1 基本原理54-55
• 5.2 模型试算55-57
• 5.3 定位结果分析57-60
• 5.4 小结60-61
• 第六章 实际资料处理61-69
• 6.1 微地震监测目的61
• 6.2 前期准备61-62
• 6.3 速度模型建立62-64
• 6.4 微地震数据预处理64-66
• 6.5 微地震震源定位66-68
• 6.6 小结68-69
• 第七章 结论与建议69-71
• 7.1 主要结论69-70
• 7.2 存在的问题及建议70-71
• 参考文献71-78
• 作者简介及科研成果78-79
• 致谢79

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本文编号：905033