论文部分内容阅读
水力压裂微地震监测是在地下岩石断裂或地层错动而产生的声发射现象的基础上建立的一门学科。随着微地震定位算法的不断提出与改进,微地震监测技术得以快速发展、成熟。目前微地震监测与定位已被广泛应用于低渗油气藏开发中,为分析裂缝延伸方式、评估水力压裂作业效果提供直观且可靠的依据。目前关于水力压裂微地震定位方法的研究往往关注于地层速度模型校正、初至拾取以及震源识别等方面,对检波器布阵分析以及权重因素对微地震定位影响的研究尚不多见,针对这一现状,本文在经典的基于网格搜索振幅叠加微地震定位技术的基础上,首先,对地面检波器视角对微震定位的影响进行分析;其次,在压裂区域上方的地面布置检波器进行压裂监测条件下,通过分析影响检波器拾取微地震数据的几种影响因素,提出了一种基于检波器权重因子约束的微地震定位算法;最后,通过实验室合成数据测试以及野外实际数据处理验证该算法的有效性和准确性。本文具体的研究内容主要有:在地面监测条件下,采用经典Fracstar阵列排布模式,对检波器放置视角对定位精度的影响进行了系统的分析,为后续检波器权重修正算法提供了基础。由于微地震监测施工的特殊性,在监测过程中常常会遇到某些阵列或相邻多道检波器受到较大的噪声污染,如果单纯去掉这些阵列,则会导致检波器视角覆盖不全;如果不去掉这些阵列,则会引入较大噪声误差。为降低上述问题对微地震定位精度的影响,本文通过对检波器拾取波形的振幅衰减,震中距,信噪比等参数进行分析,提出了基于各道检波器波形信噪比和震中距双因子加权的微地震定位修正算法。合成数据与野外实际实验表明:采用本文所提定位算法,能够有效降低上述问题对震源定位的影响。同时为了方便加权定位算法的使用,本文将Qt,MySQL,MATLAB嵌入Visual Studio 2010平台,使用C++语言编写了微地震数据传输、波形显示以及检波器加权定位算法三个模块。微地震数据传输模块能够实时的获取到需要处理的微地震数据,然后交给加权定位算法模块进行微地震事件定位;波形显示模块能够将采集到微地震数据的波形实时或选择性的显示出来,可作为加权定位算法结果的佐证。最后利用上述加权算法将处理后的定位结果借助吉林大学仪电学院开发的微地震事件显示程序呈现出来。通过一次野外水力压裂微地震监测实验,对比采用原微地震不加权定位方法与本文所提微地震加权定位算法,对定位结果进行了分析,并给出最终压裂结果,验证了本文所提基于检波器权重因子约束的微地震定位算法的有效性。