微地震的线性方程定位求解及其病态处理

岩体破裂时会产生微地震现象,微地震的发生与岩体内部的能量释放以及进一步的裂纹演化、破裂有着密切的关系。所以,可以用微地震的时空分布来预测岩体的破裂。微地震定位是预测岩体破裂的基础。研究了微地震定位方程求解过程中不同情况下解的几种情况无穷解、唯一解和最小二乘解。由于定位问题属于反问题,因此,定位方程往往呈现病态,为此,进一步分析了病态方程的正则化处理方法。实际算例证明,用正则化方法求解定位方程具有计算简单、收敛速度快的优点,非常适合求解此类问题。     

地面阵列式微地震数据盲源分离去噪方法

由于地面噪声干扰多,原始微地震监测数据的信噪比相对较低,而数据品质决定了微地震事件的定位精度,因此,提高监测数据信噪比是微地震处理的关键环节。充分利用地面阵列式微地震数据监测台站数量多、间距近和分布广的优点,采用基于互相关的盲源分离去噪方法,进行随机噪声的压制。基于互相关盲源分离的阵列式微地震数据去噪方法,采用负熵作为目标函数,以粒子群优化方法进行高效求解,并通过互相关系数有效解决了盲源分离的不确定性问题,实现了地面阵列式微地震事件分量与噪声干扰分量的有效分离。通过正演模拟数据和实际微地震监测数据的去噪效果分析,证实了该方法的有效性和实用性。     

基于沉积模式的地震多属性量化沉积微相解释方法——以松辽盆地北部高台子地区泉头组三-四段为例

本文针对松辽盆地北部扶杨油层赋存的泉头组三.四段河道砂体地震识别问题开展了地震地质综合研究.以高分辨率层序地层学原理和沉积岩石学理论为指导,识别了沉积微相和河道砂体沉积特征,用钻井和地震联合分层对比的方法建立层序地层格架和区域沉积微相展布模式,确定了地震剖面上具有可对比追踪性的四级层序界面.通过地震多属性多元回归与聚类分析拟合含砂率,在沉积模式的指导下对含砂率平面图进行沉积微相解释,确定河道砂体的宅间展布和有利区,经钻探验证说明取得了较好的预测效果.     

微地震震源定位中目标函数的研究与应用

针对常规微地震震源定位中走时目标函数的多解性问题,基于三分量微地震数据,建立了联合走时和三分量微震数据方位信息的矢量目标函数,把矢量目标函数运用于Geiger定位方法中,得到了改进的Geiger定位法。模型数据测试表明:该方法对震源的方位信息敏感,定位精度更高。      

基于联合约束的压缩感知提高分辨率方法

针对复杂地区油气勘探地震数据分辨率低、成像精度差等问题,笔者提出一种基于联合约束的压缩感知提高分辨率方法。为兼顾纵向分辨率和横向连续性,引入L1范数实现压缩感知最优化求解,快速、稳定地获得地震子波和反射系数;引入全变差约束,解决地震数据传统单道反演存在的同相轴抖动、横向连续性差问题,通过联合约束,提高了地震数据分辨率。经理论模型和实际地震数据处理应用,结果表明该方法拓宽了地震数据频带,频带展宽10 Hz以上,有效提升了数据分辨率和成像精度。     

Hankel矩阵滤波在微地震数据处理中的应用

针对微地震信号能量弱、信噪比偏低的问题,将基于Hankel矩阵的滤波算法引入微地震信号处理中,用于衰减微地震信号中的随机噪音,提高微地震事件波至时间的拾取精度;采用Akaike信息准则(AIC)自动选取信号特征值,能适用于微地震事件的实时自动处理。与常规滤波方法相比,该方法在压制噪音的同时保护了微地震信号,其有效性和实用性在模型数据和实际微地震数据测试中得到了验证。      

基于STA/LTA方法的微地震事件自动识别技术

快速准确地从微震监测数据中提取微地震事件是微地震监测技术的关键。采用理论模拟数据分析了STA/LTA方法的可行性,选择了更能反映微地震信号变化的特征函数代替原始信号,结合实际数据对时窗长度、长短时窗比、阈值等重要参数进行了对比分析。研究结果表明,STA/LTA方法能够从海量微地震监测数据中快速准确地自动识别微地震有效信号,去除冗余信息,大幅减少微地震监测数据的传输量,从而为微地震监测数据的无线实时传输提供了可能,同时也减少了数据存储所需要的磁盘空间,取得了较好的应用效果。      

基于时窗能量比和AIC的两步法微震初至自动拾取

传统的微地震数据震源定位算法依赖于波至时间的拾取.由于微地震数据量较大且信噪比较低,手动拾取纵波和横波的波至时间很耗时,且引入的人为误差不易控制.笔者在分析已有方法特点的基础上,给出一种较快捷、准确的两步法微地震初至自动拾取方法.该方法首先使用时窗能量比法识别微震事件并大致确定波至时间,然后使用局部AIC精确拾取波至时间.与常规时窗能量比法相比,该方法减弱了时窗大小对拾取精度的影响;与常规的AIC法相比,由于只在局部使用AIC,避免了在低信噪比情况下AIC会出现多个局部极小从而难以准确拾取的问题,同时也提高了拾取效率.最后通过野外实际微地震数据进行了测试,分析了该方法的性能,验证了该方法的有效性和实用性.     

结合曲波变换的焦点变换在地震数据去噪和插值中的应用

为了更好地衰减地震数据中的随机噪声,以及更加精确地对缺失地震数据进行重构,在自由表面多次波的反馈迭代方法中,用多维加权互相关替换多维加权褶积,即焦点变换方法.该方法为全数据驱动过程,不需要任何地下信息,尤其当地下地质体比较复杂并且需要考虑的各种信息较多时.为了改善传统基于最小平方计算的焦点变换有效信号聚焦不够集中地效果,笔者提出将三维曲波变换与焦点变换结合,并采用L1范数最优化求解.模型及实测资料试验证明,联合三维曲波变换与焦点变换在地震数据随机噪声衰减中聚焦点有效信号更加集中,切除噪声后有效信号保存更完整;对缺失地震数据的重构更加完整和精细,并且有效保存了高频信息.     

振幅叠加的井地联合微地震监测技术研究

微地震地面监测主要缺陷在于垂向定位分辨率不足,而井下监测则存在横向定位分辨率较低问题。针对这些问题,通过井中-地面联合监测的方法提高微地震定位可信度,并结合振幅叠加方法对地面噪声进行压制。模拟三维地震数据的反演实验证明该方法的可行性,反演得到的震源位置与模拟震源点位置一致。以山西宁武盆地一次水力压裂监测为例,证明笔者所提出的方法在实际应用中具有可行性。     

煤矿井下微震监测系统及应用

介绍了微地震监测系统原理、方法,分析了微地震监测仪器结构、性能及施工措施,并结合微地震监测技术在煤矿井下监测中所遇到的问题,提出了一些具体的技术措施。      

L1-L2范数联合约束稀疏脉冲反演的应用

稀疏脉冲反演实际上就是利用反褶积原理, 从带有噪声的地震道中计算出具有稀疏分布特征的反射系数的振幅和时间.稀疏脉冲反演是非线性优化问题, 通常都是把非线性优化问题转化为线性优化问题, 然后用线性优化算法求解.以范数约束为基础, 提出L1-L2范数联合约束求解的方法.该算法采用了目前国际流行的内点算法, 与传统的优化算法相比, 这种算法具有精度高, 速度快的优点.通过研究人工模型和南海某油田实际数据, 表明该算法的计算结果和测井记录吻合好, 提高了地震分辨率, 目的层段分辨率优于8m.利用反射系数剖面预测的储层厚度和开发井吻合很好, 大大地降低了资源量计算的风险和油田开发的不确定性.      

微地震台阵网天然地震层析成像技术在油田深层构造解析中的应用

天然地震层析成像相对于传统的反射地震方法而言是一种新的经济的勘探方法.这是由于天然地震层析成像所需的观测值直接来自于研究区下方发生的天然微地震,而反射地震却需要在研究区表面进行人工放炮.因此本工作是将天然地震层析成像方法应用于柴达木盆地西部某油田约100km2地区的深层构造的尝试性研究.626个地震事件的3289个P波到时的初步结果与研究区已知的大的构造吻合较好.该模型中非常显著的特征就是观测到一个北西向的背斜.此外,微地震的分布也与研究区中活动断裂带的位置基本一致.     

微地震台阵网天然地震层析成像技术在油田深层构造解析中的应用

天然地震层析成像相对于传统的反射地震方法而言是一种新的经济的勘探方法.这是由于天然地震层析成像所需的观测值直接来自于研究区下方发生的天然微地震,而反射地震却需要在研究区表面进行人工放炮.因此本工作是将天然地震层析成像方法应用于柴达木盆地西部某油田约100km2地区的深层构造的尝试性研究.626个地震事件的3289个P波到时的初步结果与研究区已知的大的构造吻合较好.该模型中非常显著的特征就是观测到一个北西向的背斜.此外,微地震的分布也与研究区中活动断裂带的位置基本一致.     

地面地震层析成像和高分辨率地震联合勘探技术

由于金属矿区地质构造的复杂性,地震反射方法在金属矿区的应用效果一般较差.为解决金属矿勘查中的方法技术问题,开展了地面地震层析成像和高分辨率地震联合勘探的方法技术研究.试验研究结果表明,地震层析成像技术不但可弥补反射地震资料在探测浅表层方面的不足,而且还可为反射地震资料的静校正和偏移处理提供有用的速度信息,从而提高反射地震资料的处理效果;该联合勘探技术可解决从地表至数千米深度范围内的地质构造问题.     

利用偏振约束的能量比微地震自动识别方法

微地震监测是分析水力压裂注水前缘或对油藏进行动态监测的一种有效方法.由于持续监测数据量大,而且有效微地震事件的出现时间无法判定,人工拾取需要耗费大量人力与时间,需要利用计算机对有效事件进行自动拾取.笔者分析了井中微地震监测背景噪声以及某些相关噪声特点,以长短时窗能量比法为基础,结合偏振分析,设计利用偏振一能量比综合的方法来识别微地震有效事件,经实际资料验证该方法具有一定的可靠性.根据实际有效信号与噪声在多级检波器之间的出现规律利用多级间时差对识别结果进行约束来排除某些特殊噪声的影响.将这种方法应用于整套水力压裂微地震监测资料中,能够快速稳定的识别出大量微地震有效事件,有比较好的应用效果.     

三维井地联合Walkaway VSP技术及其在泌阳凹陷的应用

介绍了一种新的地震勘探技术--三维井地联合Walkaway VSP技术,该技术将三维地震勘探技术和VSP技术有机结合,实现了地面三维地震采集和井下VSP技术联合同步采集,发挥了两种技术的优势,弥补了各自的不足,可应用于油气藏的精细勘探和开发.简述了三维井地联合Walkaway VSP技术野外资料的联合采集,分析对比了Walkaway VSP技术与常规VSP技术、地面三维地震的特点,探讨了利用三维井地联合Walkaway VSP技术进行资料处理、联合精细解释的方法,并以泌阳凹陷赵51井区为例对取得的资料进行了精细的联合解释.该方法可提高地震剖面的分辨率、解释精度和标定精度,为落实构造、发现新的圈闭和确定油藏类型以及进行油藏描述、油气勘探开发评价等提供可靠的依据.     

神经网络微地震相分析方法及应用

传统地震相分析满足不了目前油田勘探开发的需要.神经网络微地震相分析将神经网络应用于高质量地震三维数据体中,可对单一反射同相轴进行波形信号分析和训练,建立模型地震道,并以之对实际地震道进行分类,产生在平面和剖面上精度较高的微地震相分布.新场气田和塔河油田的实际应用表明,神经网络微地震相分析是可靠的和有效的.     

地震资料在扶余油层储层描述中的应用

本文主要描述了大庆探区扶余油层储层描述的方法,重点突出了扶余油层沉积微相研究、河道砂体的识别与刻划,以及在反演的基础上,进行储层定量预测。形成以河道砂体识别为核心,沉积微相划分、地震属性分析、分频体显示、反演处理为主要手段,多种技术与信息联合应用的储层预测技术,从而形成大庆探区扶余油层地震解释的成熟模式。     

微地震数据去噪方法综述

随着常规油气藏资源不断枯竭,非常规油气藏的勘探开发已逐渐成为一种必然趋势,从而使得微地震监测技术快速发展。微地震事件的发生持续时间短、声波频率高,使得实际采集到的微地震数据信噪比较低。本文首先简要介绍了微地震监测技术能够在非常规油气藏开发中保证高效的增产,以及微地震噪声压制在微地震监测技术数据处理流程中是关键一步,直接影响着后续微地震研究的准确性和可靠性;并对地面微地震监测数据中的噪声源进行分析,归纳了地面微地震监测中常见噪声：强脉冲干扰、工业交流电干扰、钻井干扰、声波干扰、规则干扰等,分析了其各自的基本特点。然后,概述了地面微地震数据去噪方法已取得的成果,按频率、传播方向、空间分布区域等特性进行分类,分析各种去噪方法在实际应用过程中针对的噪声类型,以及在去噪过程中对有效信号造成的影响等。最后,基于深度学习具有更强的复杂函数表征能力,分析了3种典型深度学习模型的结构及特点;结合在其他相关领域数据去噪问题的成功应用,深度学习可以解决目前微地震数据噪声压制存在的问题,可以作为微地震数据去噪的一种新方法;考虑到目前微地震数据样本数量可能影响深度学习在微地震监测中大规模的应用,本文提出用生成式对抗网络来构建微地震数据样本库以解决该问题,并将其用于后续深度学习过程中的模型训练。