11974.微地震數(shù)值模擬及震源定位方法研究

1、NumericalSimulationofMicroseismicStudyonSourceLocationMethodDissertationSubmittedtoXi’anUniversityofScienceTechnologyInPartialFulfillmentoftheRequirementFtheDegreeofDoctofEngineeringBy:ZhangHuanlanCollegeofGeology&Enviro

2、nmentDissertationDirectedby:ProfessZhuGuangmingJune，2014論文題目：微地震數(shù)值模擬及震源定位方法研究專業(yè)：地質工程博士生：張喚蘭（簽名）指導教師：朱光明（簽名）摘要近年來，微地震監(jiān)測技術越來越受到重視，被廣泛應用于很多領域：如在油田開發(fā)中，水力壓裂微地震監(jiān)測技術可以對裂縫性低滲透油氣藏進行裂縫動態(tài)成像及流體驅動監(jiān)測，從而可以優(yōu)化水力壓裂設計和井網(wǎng)布置，提高采收率；在礦山開采中，微地震

3、監(jiān)測技術可以監(jiān)測礦井突水、沖擊地壓等，從而對礦井災害起到防治作用。微地震數(shù)據(jù)的采集和實時、自動、高精度處理技術是微地震監(jiān)測技術的核心內容，因此本文從微地震數(shù)據(jù)正演、預處理、微地震事件的自動識別與波至時間的拾取、高精度震源定位和測網(wǎng)性能評價和優(yōu)化布置等方面進行了詳細研究，具體內容如下：（1）微地震波場正演數(shù)值模擬。分別采用逐段迭代射線追蹤方法和高階交錯網(wǎng)格有限差分技術對微地震震源激發(fā)的地震波場進行了三維三分量彈性波數(shù)值模擬。在射線追蹤方法

4、中考慮了粘彈介質的地震波傳播，引入單程波波場延拓理論計算粘彈介質中的合成記錄；在微地震震源分布方面，根據(jù)巖石破裂物理模型試驗的一種結果，即水力壓裂產生的裂縫具有呈細長橢圓形狀的自相似擴展特征，建立了微地震震源分布的數(shù)學模型，通過調節(jié)模型參數(shù)可模擬符合裂縫發(fā)育特征的不同微地震震源分布形態(tài)。（2）微地震數(shù)據(jù)濾波方法研究。微地震數(shù)據(jù)道數(shù)少，常用的基于多道相干性準則的濾波方法難以適用，因此本文將基于單道信號的Hankel矩陣濾波方法用于微地震數(shù)

5、據(jù)，提出了微地震數(shù)據(jù)的自適應Hankel矩陣濾波。該方法具有自適應性，能有效提高信噪比且?guī)缀醪粋坝行盘?，比較適合于微地震數(shù)據(jù)的自動實時處理。（3）微地震事件的識別和波至時間的自動拾取。研究了前人已有的6種微地震信號自動識別和拾取的方法，分析對比了它們的適應性條件，在此基礎上提出了基于時窗能量比和Akaike信息準則的兩步法，模型和實際數(shù)據(jù)測試結果表明兩步法分別繼承了時窗能量比法對微地震事件的有效識別和Akaike信息準則對波至時間的