[发明专利]基于分布式光纤声波传感的人工岛礁微地震监测方法、设备和介质

说明书

本发明涉及人工岛礁微地震监测领域，公开了基于分布式光纤声波传感的人工岛礁微地震监测方法、设备和介质，该方法包括：在岛礁陆地和其周围的浅水、深水区域环绕布设分布式光纤声波传感监测设备，设备中的光缆与水底泥、砂基质进行耦合；对地层中的微地震信号进行米级空间精度连续观测；基于长短时窗比法拾取微地震信号，运用互相关方法拾取DAS地震信号的相对到时，构建到时差矩阵；利用测量手段建立人工岛礁三维初始速度模型；将研究区域划分为粗网格，利用网格搜寻法获得微地震信号初始位置；采用模拟退火法对初始速度模型和微地震事件初始位置进行联合更新，获得最优的速度模型和微地震事件位置。

技术领域

本发明涉及人工岛礁微地震监测领域，具体涉及一种基于分布式光纤声波传感的人工岛礁微地震监测方法、设备和介质。

背景技术

运用地质资料和地球物理资料可获得人工岛礁研究区的地质概况。例如对人工岛礁表层的岩石、泥沙、钻井岩芯等资料进行原位测量或实验室测量，可获得人工岛地层排序及内部裂缝发育情况。但受限于技术及成本，目前该方法获得的岛礁资料较少，只可对部分点位进行描述。传统海洋地震勘探方法，例如海底电缆(OBC)或海底地震仪(OBS)也可进行海洋地层成像。OBS方法为成百上千个检波器连接在海底电缆上，海底电缆的一端连接到固定的仪器船上，由另一条震源船按照设计路线放炮进行地震作业，海底电缆接收海洋底部地层的反射波信号。OBS为在深海放置地震仪，监测海底地震信号。但是，一方面岛礁水位较浅，影响实际项目的实施。另一方面，OBC和OBS成本较高，传统方法的缺陷是制约我国进行岛礁安全评测的主要困难之一。

光纤微地震监测技术为岛礁安全评估带来曙光。分布式光纤声波传感技术(DAS)可以探测微小地震波引起的形变，同样可以反映地下地层结构特征改变。同时DAS地震数据具有采集成本低、频谱宽、地层分辨率高、布设方便、可进行实时传输等优势。这些优点具有替代传统海洋地震仪的潜力。目前，DAS技术还未见在人工岛礁微地震监测领域的实际应用，数据采集、处理、成像算法和设备均存在发展空间。

因此，本研究提出基于DAS的人工岛礁微地震监测新方法。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种基于分布式光纤声波传感的人工岛礁微地震监测方法、设备和介质，旨在解决海洋岛礁地震灾害的实时监测和定量评估。

为实现上述目的，本发明可以采用以下技术方案进行：

第一方面，本发明提供一种人工岛礁微地震监测方法，其包括以下步骤：

在岛礁陆地和其周围的浅水、深水区域环绕布设分布式光纤声波传感监测设备，设备中的光缆与水底泥、砂基质进行耦合，通过GPS和主动源信号推算光缆的具体位置；

对地层中的微地震信号进行米级空间精度连续观测；基于长短时窗比法拾取微地震信号，运用互相关方法拾取DAS地震信号的相对到时，构建到时差矩阵；

利用测量手段建立人工岛礁三维初始速度模型；

将研究区域划分为粗网格，利用网格搜寻法获得微地震信号初始位置；

采用模拟退火法对初始速度模型和微地震事件初始位置进行联合更新，获得最优的速度模型和微地震事件位置；

综合DAS微地震信号采集、处理和反演手段，测定人工岛礁微地震的准确位置。

第二方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行，以实现如上所述的人工岛礁微地震监测方法。