水力压裂微地震反演定位研究

发布时间：2020-08-28 05:36

【摘要】：微地震监测技术作为一项新技术在近几十年来关注度越来越高,它能广泛的应用于非常规油气藏的开采、矿山压力监测和地质灾害监测等工程领域,微地震监测技术与常规地震勘探技术有所不同,主要在于震源的个数、震源发生的时刻以及震源发生位置的未知。反演定位和裂缝属性分析是微地震监测技术的重点,而正演作为反演的基础,微地震正演数值模拟在微地震监测技术中同样有着重要的意义,由于微地震数据信噪比比较低,在进行后续工作之前要对微地震记录进行处理来提高数据的信噪比,而论文采用的反演方法的目标函数是基于走时差建立的,因此微地震记录的初至拾取也是一个研究的重点,所以论文主要研究的主要内容为微地震数值正演模拟、提高信噪比、初至拾取以及反演定位。论文采用三维逐段迭代法射线追踪进行正演数值模拟。在微地震正演模拟中微地震震源的模拟是其中的关键部分,论文通过编程实现了对微地震震源的模拟,通过设定压裂点的坐标以及裂缝发育的方位角、倾角和发育速度等一系列参数来模拟震源的分布,从而生成的微地震震源在个数、震源发震时刻以及震源的空间位置上符合微地震震源的分布特性,同时还编程实现了建模,最后论文对三维逐段迭代法射线追踪进行了程序编写并在层状介质模型中实现了射线追踪正演模拟,得到了各震源与检波器之间的射线参数,并且运用参数合成了三维三分量微地震记录。由于微地震能量比较弱,同时又有噪声的干扰,导致了微地震数据信噪比比较低,在进行后续处理前需要对微地震记录进行处理来提高信噪比,本文运用在FastICA的基础上改进的算法进行处理。在同一位置(相近位置)放置两个检波器,两组检波器接收微地震信号,从而得到两组微地震记录,运用这两组数据进行测试,结果表明此方法能够有效的滤除微地震记录中的噪声,提高了微地震数据的信噪比;反演定位是微地震监测的重点,在反演定位进行前对正演得到的三分量记录运用长短时窗能量比值法实现了初至时间的自动拾取,为反演定位工作提供了数据。网格搜索法是以走时差为目标函数进行反演定位,在搜索区域内按照一定步长大小把模型划分网格形式,计算网格点上所对应的目标函数值,先用大网格在范围内搜索来确定微地震事件的周围区域,得到一个比较小的搜索范围,然后在小范围内用小网格进行搜索,若目标函数值达到最小值时,表明此点为震源点。在运用网格搜索法进行反演测试前先讨论观测系统对反演结果的精度的影响,在三维均匀介质模型中对不同的观测系统进行反演定位,得到的反演结果表明当采用地面-井中系统进行接收时,反演定位精度比较高。随后在三维层状介质模型和三维倾斜界面模型中运用地面-井中观测系统进行反演处理,得到的反演结果表明网格搜索法精度比较高,符合反演定位的要求,同时也证明了地面-井中观测系统的优越性和三维逐段法的正确性。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE357.1;P631.4
【图文】：

图 2.4 正演模型与震源分布的地层模型为三层，有两个水平界面，第一个水平界面的 z 方向上的第二个水平界面的 z 方向上的坐标为-450 m 。第一层介质的纵波传播，横波传播速度为 1500 m / s；第二层介质的纵波传播速度为 3000 为 2000 ；第三层介质的纵波传播速度为 3400 ，横波传播。微地震事件数目众多，并且监测时间比较长，在 61 个微地震事件中生中选出部分微地震记录进行分析，下图中的为四个微地震事件，通过三每个震源点与检波器之间的射线参数，故在此只展示有关上述四9)(33,27,-442)和(40,31,-435)、(46,34,-430)与检波器之间的射线路径的参

11 1486.66 1571.02 直达波12 1488.58 1573.98 直达波图2.5为上述四个微地震事件根据得到的各射线参数与地震子波通过褶积合成的纵波、横波在 X、Y 和 Z 方向上的微地震三分量记录：

第一组微地震记录

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本文编号：2807177