[发明专利]一种各向异性纵横波走时高次幂线性组合定位方法

说明书

本发明提供一种各向异性纵横波走时高次幂线性组合定位方法。该方法利用每个纵横波走时的定位特点，将纵波走时定位方程、横波走时定位方程、纵横波走时差值定位方程三者按照定位贡献的高低进行高次幂线性组合，建立目标方程；然后利用目标方程，开展射孔定位分析，获得射孔各向异性参数；然后利用射孔各向异性参数，对微地震事件做初步定位分析，获得微地震事件初始定位结果；最后，再利用目标方程，在微地震事件初始定位结果的基础上做进一步的层析定位分析，通过不断地修正各向异性参数，反演出定位精度更高的微地震事件定位结果。

技术领域

本发明属于井中微地震监测信号处理技术领域，尤其涉及一种各向异性纵横波走时高次幂线性组合定位方法。

背景技术

微地震压裂监测技术是非常规致密砂岩气、页岩气藏储层油气田开发中一项关键技术之一，根据反演定位出的震源信息，可以获得裂缝属性(主应力走向、裂缝宽度、密度等)，用来评价压裂效果，分析裂缝诱发规律，优化布井等。因此，在微地震信号处理中，最终目的是震源定位，亦称为微地震信号处理最核心技术。

井中微地震监测是微地震观测方式之一，其特点是利用井下三分量检波器来接收微地震全波场信号。相对于地面微地震监测，井中接收到的数据信噪比较高、微地震事件个数与类型较丰富。但是，与地面成百上千个检波器网状监测不同，由于井中微地震检波器个数有限(一般12至32级三分量井中检波器)，通常井中微地震检波器放于垂直井段且检波器之间的间距一般为10米。也就是说，井中微地震监测微地震事件视角范围非常小，利用常规定位方法容易出现不稳定、精度不高的微地震定位结果。为了解决这一技术问题，需开发定位精度更高的新的定位方法。

目前，井中微地震定位方法主要有两种思路：一是基于P波、S波事件旅行时正演，代表算法有网络搜索法、模拟退火法、geiger法等，其优点是容易实现，其缺点是由于初至相位信号弱导致P波、S波事件旅行时难以准确拾取，影响定位结果；二是基于波动方程褶积，代表算法有干涉法、逆时偏移法、被动源成像法，其优点是不需要拾取事件初至，其缺点是对资料信噪比、速度模型要求高、检波器个数要求较多数量，计算成本高。

以上方法中，基于走时定位方法简单、实用且基于各向同性均匀介质假设，常用于实际井中微地震事件定位处理。但是随着非常规致密砂岩气、页岩气藏储层压裂微地震开发，地层具有各向异性非均质性，微地震纵横波走时及传播路径不同于以往各向同性，使用现有的定位方法不能满足其定位精度的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种新的各向异性介质纵横波走时高次幂线性组合定位方法，考虑地层各向异性对纵横波走时影响，由此消除或减少微地震事件定位的不稳定性、不准确性，以满足煤层气、页岩气等非常规微地震监测需要。该方法主要包括以下步骤：

S1：将各向异性纵波走时定位方程OPJ_P、各向异性横波走时定位方程OPJ_S和各向异性纵横波走时时差定位方程OPJ_PS按照定位贡献的高低进行高次幂线性组合，建立目标方程OPJ；

S2：拾取射孔的纵横波走时T_shoot,P、T_shoot,S作为观测值，结合已知的射孔空间位置和声波测井纵横波速度，利用所述目标方程OPJ对射孔开展定位分析，反演出射孔各向异性参数Δ＝{ε,δ}，其中ε、δ为描述射孔各向异性的两个参数；

S3：拾取微地震事件纵横波走时T_event,P、T_event,S作为观测值，将反演出的射孔各向异性参数Δ＝{ε,δ}作为微地震事件初始各向异性参数，结合已知的声波测井纵横波速度，利用所述目标方程OPJ对微地震事件开展定位分析，获得微地震事件初始定位结果RT_event＝{L_event,Z_event}，其中L_event、Z_event为描述微地震事件空间位置的径向坐标、深度坐标；