微地震有效信號數(shù)字化判識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水力壓裂微地震監(jiān)測領(lǐng)域，特別是涉及微地震有效信號數(shù)字化判識方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水力壓裂技術(shù)是提高頁巖油氣等非常規(guī)油氣儲層采收率的主要途徑，微地震監(jiān)測是是通過采集水力壓裂致巖石破碎產(chǎn)生的信號，對破裂位置進(jìn)行定位，從而指導(dǎo)壓裂施工并對壓裂結(jié)果進(jìn)行評價。由于巖石破裂產(chǎn)生的信號極其微弱，加之實(shí)際記錄的數(shù)據(jù)中存在各種環(huán)境噪聲，如何識別出有效的微地震信號對于微地震監(jiān)測結(jié)果至關(guān)重要。
[0003]在現(xiàn)有的微地震有效信號識別方法中大多基于信號分析理論，根據(jù)有效信號和噪音的某種差異加以自動識別。如基于能量的長短時窗能量比法、基于統(tǒng)計信息的高階累積量法、基于相關(guān)性的特征值分析法等。這些方法基本不需要人工干預(yù)，能自動識別出有效的微地震信號，但同時也存在以下問題:一是識別結(jié)果對參數(shù)的選取較為敏感，需要操作人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)；二是只基于信號本身特征，沒有考慮信號的時距關(guān)系特征，因此有可能出現(xiàn)漏拾和錯拾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種方便、可靠的微地震有效信號識別方法。
[0005]本發(fā)明可通過如下方法措施來實(shí)現(xiàn)。
[0006]微地震有效信號數(shù)字化判識方法，包括下列步驟。
[0007]步驟1:對原始記錄進(jìn)行去噪處理，提高記錄的信噪比。
[0008]步驟2:獲取觀測站點(diǎn)和可能的信號源坐標(biāo)。
[0009]步驟3:獲取地表至可能的信號源之間的地層平均速度。
[0010]步驟4:利用觀測站點(diǎn)和可能的信號源坐標(biāo)及地表至可能的信號源之間的地層平均速度計算可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間。
[0011]步驟5:將步驟4中的可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間換算成相對旅行時間。
[0012]步驟6:將步驟5中的相對旅行時間除以微地震記錄的采樣間隔換算成采樣點(diǎn)數(shù)。
[0013]步驟7:分別以站點(diǎn)序號和步驟5中的采樣點(diǎn)數(shù)為橫、縱坐標(biāo)繪制出散點(diǎn)圖。
[0014]步驟8:有效的微地震信號判斷，其判斷方法為:當(dāng)某個信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間與步驟6中的散點(diǎn)圖分布整體近似時，即可判斷該信號為有效的微地震信號。
[0015]進(jìn)一步，所述步驟I中，通過去直流、去異常值、帶通濾波去噪處理方法，對原始微地震記錄進(jìn)行去噪處理。
[0016]進(jìn)一步，所述步驟2中，所述獲取可能的信號源坐標(biāo)包括獲取當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段的射孔點(diǎn)坐標(biāo)。
[0017]進(jìn)一步，所述步驟3中，地表至可能的信號源之間的地層平均速度是根據(jù)工區(qū)相應(yīng)深度的地震疊加速度得到的。
[0018]進(jìn)一步，所述步驟5中，相對時間的換算方法為:可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的真實(shí)旅行時間減去其中的最短旅行時間。
[0019]進(jìn)一步，在步驟8進(jìn)行有效的微地震信號判斷時，還包括步驟7中的散點(diǎn)圖以相同顯示比例投影到微地震記錄上并整體移動，判斷散點(diǎn)與信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間是否一致的步驟。當(dāng)散點(diǎn)與信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間相一致時，可判斷該信號為微地震有效信號。否則，該信號為干擾信號。
[0020]進(jìn)一步，所述步驟8中判斷信號是否為有效信號的依據(jù)是:壓裂產(chǎn)生的破裂點(diǎn)偏出射孔點(diǎn)不會太遠(yuǎn)，這種偏差對信號初至?xí)r間分布形態(tài)影響不大。
[0021]本發(fā)明中的微地震有效信號識別方法與常規(guī)的微地震有效事件識別方法相比，由于依據(jù)壓裂產(chǎn)生的破裂點(diǎn)不會偏出射孔點(diǎn)太遠(yuǎn)，這種偏差對信號初至?xí)r間分布形態(tài)影響不大，因此具有操作方便、準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]
【附圖說明】
圖1為當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段射孔點(diǎn)到各觀測站點(diǎn)的旅行時間散點(diǎn)圖。
[0023]圖2為微地震有效信號及當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段射孔點(diǎn)到各觀測站點(diǎn)的旅行時間量板(白線)同比例顯示對比。
[0024]圖3為微地震信干擾號及當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段射孔點(diǎn)到各觀測站點(diǎn)的旅行時間量板同比例顯示對比(白線)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0026]實(shí)施例1。微地震有效信號數(shù)字化判識方法，包括:
步驟1:對原始記錄進(jìn)行去噪處理，提高記錄的信噪比。
[0027]步驟2:獲取觀測站點(diǎn)和可能的信號源坐標(biāo)。
[0028]步驟3:獲取地表至可能的信號源之間的地層平均速度。
[0029]步驟4:利用觀測站點(diǎn)和可能的信號源坐標(biāo)及地表至可能的信號源之間的地層平均速度計算可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間。
[0030]步驟5:將步驟4中的可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間換算成相對旅行時間。
[0031]步驟6:將步驟5中的相對旅行時間除以微地震記錄的采樣間隔換算成采樣點(diǎn)數(shù)。
[0032]步驟7:分別以站點(diǎn)序號和步驟5中的采樣點(diǎn)數(shù)為橫、縱坐標(biāo)繪制出散點(diǎn)圖。
[0033]步驟8:當(dāng)某個信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間與步驟6中的散點(diǎn)圖分布整體近似時，即可判斷該信號為有效的微地震信號。
[0034]所述步驟2中，可能的信號源選擇的是當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段的射孔點(diǎn)。
[0035]所述步驟3中，地表至可能的信號源之間的地層平均速度是根據(jù)工區(qū)地震相應(yīng)深度的地震疊加速度得到的。
[0036]所述步驟5中，相對時間的換算方法為:可能的信號源到各站點(diǎn)的真實(shí)旅行時間減去其中的最短旅行時間。
[0037]所述步驟7中的散點(diǎn)圖可以以相同顯示比例投影到微地震記錄上，并能隨著鼠標(biāo)上下整體移動，即當(dāng)需要去判識某個信號是否為有效信號時，可以將鼠標(biāo)移向該信號，步驟7中的散點(diǎn)圖將會整體移向該信號以方便對比。
[0038]所述步驟8中判斷信號是否為有效信號的依據(jù)是:壓裂產(chǎn)生的破裂點(diǎn)不會偏出射孔點(diǎn)太遠(yuǎn)，一般在200m的范圍內(nèi)，因此這種偏差對信號初至?xí)r間分布形態(tài)影響不大。
[0039]本發(fā)明微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其方案是首先對原始觀測記錄進(jìn)行去噪處理，提高記錄的信噪比，然后獲取各觀測站點(diǎn)坐標(biāo)及可能的信號源坐標(biāo)，利用地表到可能的信號源之間的地層平均速度計算出可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間，并換算成信號源到各觀測站點(diǎn)的相對旅行時間，再將相對旅行時間除以微地震記錄的采樣間隔換算成采樣點(diǎn)數(shù)，分別以站點(diǎn)序號和采樣點(diǎn)數(shù)為橫、縱坐標(biāo)繪制出散點(diǎn)圖，通過比較散點(diǎn)分布與各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間整體上是否近似，可判斷出該信號是否為可能的信號源發(fā)射出的信號，即微地震有效信號。優(yōu)點(diǎn)是對于識別微地震有效信號方便、直觀、可靠。
[0040]實(shí)施例2。微地震有效信號數(shù)字化判識方法，包括下列步驟。
[0041](I)獲取原始微地震記錄，及觀測站點(diǎn)坐標(biāo)、井身軌跡、壓裂的射孔點(diǎn)坐標(biāo)。
[0042](2)對原始微地震記錄進(jìn)行去直流、去異常值、帶通濾波等幾種常規(guī)的去噪處理，得到圖2所示的記錄。
[0043](3)獲取觀測站點(diǎn)坐標(biāo)及當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段的射孔點(diǎn)坐標(biāo)。
[0044](4)根據(jù)該工區(qū)地震勘探的認(rèn)識，取地表至當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段射孔點(diǎn)之間的地層平均速度為2700。
[0045](5)利用步驟3中的坐標(biāo)信息及步驟4中的地層平均速度計算當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段射孔點(diǎn)到各觀測站點(diǎn)的旅行時間。
[0046](6)將步驟5中的當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段射孔點(diǎn)到各觀測站點(diǎn)的旅行時間減去其中的最短旅行時間換算成相對旅行時間。
[0047](7)將步驟6中的相對旅行時間除以微地震記錄的采樣間隔Ims換算成采樣點(diǎn)數(shù)。
[0048](8)分別以站點(diǎn)序號和步驟5中的采樣點(diǎn)數(shù)為橫、縱坐標(biāo)繪制出如圖3所示的散點(diǎn)圖。
[0049](9)將步驟8中的散點(diǎn)圖以相同比例投影到去噪后的微地震記錄上，上下移動鼠標(biāo)，當(dāng)信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間與圖1中的散點(diǎn)圖分布整體相一致時，可判斷該信號為微地震有效信號，如圖2所示；否則該信號為干擾信號，如圖3所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其特征在于:包括下列步驟: 步驟1:對原始記錄進(jìn)行去噪處理，提高記錄的信噪比； 步驟2:獲取觀測站點(diǎn)和可能的信號源坐標(biāo)； 步驟3:獲取地表至可能的信號源之間的地層平均速度； 步驟4:利用觀測站點(diǎn)和可能的信號源坐標(biāo)及地表至可能的信號源之間的地層平均速度計算可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間； 步驟5:將步驟4中的可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間換算成相對旅行時間； 步驟6:將步驟5中的相對旅行時間除以微地震記錄的采樣間隔換算成采樣點(diǎn)數(shù)； 步驟7:分別以站點(diǎn)序號和步驟5中的采樣點(diǎn)數(shù)為橫、縱坐標(biāo)繪制出散點(diǎn)圖； 步驟8:有效的微地震信號判斷，其判斷方法為:當(dāng)某個信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間與步驟6中的散點(diǎn)圖分布整體近似時，即可判斷該信號為有效的微地震信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其特征在于:步驟I中，通過去直流、去異常值、帶通濾波去噪處理方法，對原始微地震記錄進(jìn)行去噪處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其特征在于:所述步驟2中，所述獲取可能的信號源坐標(biāo)包括獲取當(dāng)前記錄對應(yīng)的油井壓裂段的射孔點(diǎn)坐標(biāo)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其特征在于:所述步驟3中，地表至可能的信號源之間的地層平均速度是根據(jù)工區(qū)相應(yīng)深度的地震疊加速度得到的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其特征在于:所述步驟5中，相對時間的換算方法為:可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的真實(shí)旅行時間減去其中的最短旅行時間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其特征在于:在步驟8進(jìn)行有效的微地震信號判斷時，還包括步驟7中的散點(diǎn)圖以相同顯示比例投影到微地震記錄上并整體移動，判斷散點(diǎn)與信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間是否一致的步驟； 當(dāng)散點(diǎn)與信號在各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間相一致時，可判斷該信號為微地震有效信號；否則，該信號為干擾信號。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微地震有效信號數(shù)字化判識方法，其特征在于:所述步驟8中判斷信號是否為有效信號的依據(jù)是:壓裂產(chǎn)生的破裂點(diǎn)不會偏出射孔點(diǎn)太遠(yuǎn)，這種偏差對信號初至?xí)r間分布形態(tài)影響不大。
【專利摘要】本發(fā)明公開了微地震有效信號數(shù)字化判識方法，首先對原始觀測記錄進(jìn)行去噪處理，提高記錄的信噪比，然后獲取各觀測站點(diǎn)坐標(biāo)及可能的信號源坐標(biāo)，利用地表到可能的信號源之間的地層平均速度計算出可能的信號源到各觀測站點(diǎn)的旅行時間，并換算成信號源到各觀測站點(diǎn)的相對旅行時間，再將相對旅行時間除以微地震記錄的采樣間隔換算成采樣點(diǎn)數(shù)，分別以站點(diǎn)序號和采樣點(diǎn)數(shù)為橫、縱坐標(biāo)繪制出散點(diǎn)圖，通過比較散點(diǎn)分布與各觀測站點(diǎn)記錄上的初至?xí)r間整體上是否近似，可判斷出該信號是否為可能的信號源發(fā)射出的信號，即微地震有效信號。優(yōu)點(diǎn)是對于識別微地震有效信號方便、直觀、可靠。
【IPC分類】G01V1/28
【公開號】CN105093276
【申請?zhí)枴緾N201410202521
【發(fā)明人】崔慶輝, 單聯(lián)瑜, 王延光, 王興謀, 尚新民, 刁瑞, 左建軍, 畢麗飛
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月14日