低信噪比的微地震定位研究

发布时间：2020-09-19 11:05

　　 微地震监测在页岩气开发中的注水压裂过程中扮演了一个关键的角色。然而,在微地震监测中,微地震定位的不确定性则成为一个绕不过去的话题。与地面监测手段相比,井中观测系统记录到的数据质量虽然较高,但是井中狭窄的入射角范围使得微地震事件定位对走时的噪音非常敏感。本文研究主要集中在两个方面：井中观测数据的噪音对事件定位的影响分析和如何处理实际数据的中的极微弱地震记录。结合现有研究和对实际数据特征分析,我们发现可以使用几类不同到时组合的信息来定位微地震事件。如单波到时曲线的形状信息和S-P到时差信息,还有交叉S-P到时差的信息。一般地,综合不同信息进行定位会更具有优势。人们通过采用不同权重相加的方法将这几类不同的信息进行综合。在本文,我们采用相乘的方式将这几项不同的信息综合起来。根据本文的理论数据分析,我们可以看到这样综合的方法要稍稍优于现有的定位方法。我们将此方法应用到实际微地震监测数据之中,得到的定位结果也相对合理。该方法为实际数据的处理提供了一个新的思路。对于能量较小的实际微地震而言,P波记录信号强度有时会非常微弱,S波记录信号相对较强可用于拾取。然而理论数据表明仅仅采用S波到时来定位微地震的效果是无法被信赖的。在本文的研究中,我们进行了更为广泛的定位测试,伴随着噪音的影响,并且使用了全局网格搜索方法匹配检波器队列记录的到时。我们发现拟合S波到时数据和至少一个P波到时能够极大地提升定位准确性。此外,和至少一个P波到时数据参与计算得到结果相比,继续增加P波到时的数量得到的定位效果并未显著提升。在实际数据中,拾取所有的S波到时和至少一个P波到时数据对于大多数低信噪比的微地震事件都是易于做到的。我们证明了采用S波到时和至少一个P波到时进行综合定位的结果是相对可靠的,这可以帮助增加可准确定位的低信噪比微地震事件的数量,并且有助于刻画注水破裂发展过程的细节。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TE357.6;P315.6

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