[发明专利]一种微地震监测初至的拾取方法

说明书

本发明提供了一种微地震监测初至的拾取方法。所述拾取方法将微地震数据的初至趋势线性分解为多段呈直线或近直线的初至拾取区间，在每个初至拾取区间内拾取每道微地震数据的波峰初至、波谷初至或跳变点初至。和手动拾取相比，本发明的方法大大降低了所用的时间，提高了数据处理的效率。

技术领域

本发明属于非常规油气开发的微地震监测技术，更加具体地讲，涉及一种利用地表记录提取相关信息，使用算法进行初至拾取的方法。

背景技术

初至拾取在微地震记录中一直都是一个基础而又十分重要的问题。初至拾取在VSP解析、浅层折射波勘测、层析成像勘测以及折射波形校正中都扮演了重要的角色。初至拾取的结果影响到后续的步骤对这部分数据处理的准确性。而且对于庞大的微地震数据，初至拾取的工作量是十分巨大的，能否快速的进行微地震数据的初至拾取，是影响数据处理效率的关键。

目前为止，通过观察地震剖面图并记录初至的手动拾取方法有很多种：相关法、分形维法、能量比法、最大振幅法及神经网络法等。他们各自存在优缺点。

(1)能量比方法

初至时间在剖面图中是一个非常特殊的点，在这个点指点的有效信号为零，存在的只是噪声；相反，在该点之后则是非常重要的地震信号。根据这个特性，我们可以设计一个时窗，将该时窗放在初始时间之前，则能量比较少；但是将该时窗放在初始点时则是有非常大的能量，因此前后两个时刻的时窗中的能量是存在非常大的差异的，所以，可以根据时窗能量之比来判断初至时间。

用如下的等式来表示时窗前后能量比的特性：

上式中，x(t)表示地震数据幅度值；T₁表示时窗起点；T₀为时窗中点；T₂为时窗终点。利用该方法时，在初始设定时窗长度时，可以根据自己的需要来设定，但是在用户设定初始值后，时窗的长度不能进行改变。但是该方法存在如下问题：当初至落在某个时窗内时，该时窗的能量和与前一个时窗的能量和之比很有可能小于该时窗内的能量和之后一个时窗的能量和之比。这样按照能量比方法，我们就要确定该时窗之后的时窗中的最大振幅点，但是初至却是不再这个时窗内的，进而产生了初至拾取错误的情况。

(2)振幅比方法

该方法与上述的能量比方法相似，在方法的初始阶段要设立时窗，该方法的原理如下：因为在初至到来的前后，地震波形有很大的起伏，在初至时间之前波形几乎为零，那么相应的这个时窗内的振幅值应该普遍比较小；而对于初至时间所在的时窗内，波形会变得特别大，那么相应的振幅值应该也普遍比较大，因此我们也可以用曲线长度比值的大小来判断初至时间，初至时间所在的那个时窗的曲线长度值将是最大的；

用如下等式来表示时窗前后振幅比的特性：

上式中，x(t)表示地震数据幅度值；T₁表示时窗起点；T₀为时窗中点；T₂为时窗终点。

(3)曲线长度比方法

该方法与能量比方法类似，但是在能量比方法中用到地震数据的性质是能量，而在该方法中用到的特征是曲线长度。通过计算时窗内的曲线长度来区分该时窗中是否有初至时间点落在其中。

(4)分形维数方法