水力压裂井间微地震震源定位方法研究

摘要

微地震监测技术是油气藏勘探开发过程中实现储层压裂监测最精确、最及时、信息最丰富的监测手段。在微地震资料信号分析、事件识别的基础上,对微地震震源进行定位、高可信度提取含油(气)储层裂缝属性参数,获得储层产能评价和指导油气藏探采工程迫切需要的地球物理资料信息,这是微地震数据处理的基本框架。鉴此,本论文主要就微地震震源定位反演方法技术及其实用软件开发实施了研究工作。　　基于微地震反演方法研究技术路线及地震数据资料需求,论文中首先运用射线追踪方法,编程实现均匀介质和层状介质下的常规微地震数据采集模式下的微地震数据正演程序。其中正演包括:模拟刻画裂缝的微地震事件在特定空间及时间区域内的复杂分布;平界面条件下的三维层状介质射线追踪,为使较大范围内的射线追踪成功率更高,论文中提出了变步长高精度的射线追踪处理方法;实现了多事件三分量微地震记录合成。其正演分析软件可适用于检波器置于单竖井,单斜井及多井三种情况。　　论文实现了两种微地震震源定位(反演)方法。第一种方法是同型波走时反演,此方法基于微地震事件已被有效识别基础上,依托测井数据或射孔记录建立初始速度模型,采用LM(Levenberg-Marquardt)反演算法,对所识别的每个微地震事件(同相轴),利用网格搜索法在监测区域内进行速度反演。在简单微地震数据采集模型中,为削弱反演结果多解性问题,分别采用矢端曲线法和协方差矩阵法计算偏振角,用偏振角对初次反演结果进行二次定位。第二种反演方法是基于波形的震源扫描算法(Source-ScanningAlgorithm--SSA),理论上该算法无需事件拾取,但为了提高震源扫描的效率,在震源扫描之前用能量比法对所有记录上存在微地震事件的片段进行拾取;速度模型的处理与第一种反演方法相同;为了降低反演结果的多解性提高程序的抗噪能力,利用三分量记录合成跟踪分量,并通过希尔伯特变化对跟踪分量求包络,以此包络作为震源扫描的基准;此外,为了使得扫描结果既有较高精度,又尽量减少扫描工作,在扫描过程中先采用大网格扫描大范围确定事件范围,再用小网格扫描确定的范围,确定裂缝具体属性参数。最后通过多组模型数据测试,验证了这两种反演方法的可靠性和有效性。

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第1章 引言

1.1论文选题背景及意义

1.2 微地震监测方法技术概要

1.3微地震事件震源定位方法及技术现状

1.4论文工作和主要研究内容

第2章 裂缝事件微地震正演数值模拟

2.1微地震事件震源参数的形成

2.2 裂缝微地震事件分析模型构建

2.3射线追踪方法原理

2.4 三维三分量微地震记录生成

2.5小结

第3章 裂缝微地震事件分析

3.1 微地震事件识别方法原理及技术要点

3.2 微地震三分量记录偏振角参数计算

3.3 微地震记录P、S波识别

第4章 同型波信号走时反演方法及其测试分析

4.1 走时反演原理及实施技术方案

4.2 均匀介质模型数据反演测试与分析

4.3 层状介质模型数据反演测试与分析

4.4 实测微地震数据反演测试与分析

4.5小结

第5章 裂缝事件震源扫描方法及其测试分析

5.1震源扫描方法原理及实施技术方案

5.2 均匀介质模型数据反演测试与分析

5.3 层状介质模型数据反演测试与分析

5.4 实测微地震数据反演处理测试

5.4 小结

第6章 结论与认识

参考文献

致谢