CN104749627B - 基于相似性的微地震信号凸显方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于相似性的微地震信号凸显方法,包括:(A)确定针对预定压裂段记录的微地震事件中的主地震事件；(B)针对一个道，获取主地震事件在所述道的第一波形，并获取除主地震事件之外的每个微地震事件在所述道的第二波形；(C)获取第一波形与所述每个微地震事件的第二波形的互相关函数值；(D)根据获取的互相关函数值调整所述每个微地震事件的第二波形。

Description

基于相似性的微地震信号凸显方法
技术领域
本发明涉及对地震信号进行处理的领域，更具体地讲，涉及一种基于相似性的微地震信号凸显方法。
背景技术
微地震压裂检测技术作为一项重要的非常规油气藏勘探技术，在油气藏勘探开发(主要包括：储层压裂检测、油藏动态检测等)方面具有广泛的应用，是储层压裂检测、油藏动态检测过程中最精确、最及时、信息最丰富的检测手段。而在利用微地震压裂检测技术进行油气藏勘探开发时，对记录的微地震事件的信号(地震信号和噪声信号)进行处理的处理精度，直接影响油气藏勘探开发的准确度。
微地震事件的震源与常规地震的震源不同，其能量比较弱，约相当于几克到几十克炸药的能量。因此，通常地面监测到的微地震事件的信噪比很低，因而，凸显记录的微地震事件的微地震信号(即，提高信噪比)是对记录的微地震事件的信号进行处理的关键。
目前，在对记录的微地震事件的信号进行处理时，通常通过压制噪声(即，降低噪声波的幅度)来增大信噪比。然而，由于记录的微地震事件的信号强度很弱，在对噪声进行压制的过程中，能量很弱的微地震信号也可能会被压制，从而导致处理后的信号的精确度不高(即，不能准确凸显地震信号)而影响储层检测、油藏动态检测的准确度。
因此，现有的对记录的微地震事件的信号进行处理的方法不能获得精度较高的微地震信号。
发明内容
本发明的示例性实施例在于提供一种基于相似性的微地震信号凸显方法。所述方法能够克服现有技术中对记录的微地震事件的信号进行处理时处理精度不高的缺陷。
根据本发明示例性实施例，提供一种基于相似性的微地震信号凸显方法，包括:(A)确定针对预定压裂段记录的微地震事件中的主地震事件；(B)针对一个道，获取主地震事件在所述道的第一波形，并获取除主地震事件之外的每个微地震事件在所述道的第二波形；(C)获取第一波形与所述每个微地震事件的第二波形的互相关函数值；(D)根据获取的互相关函数值调整所述每个微地震事件的第二波形。
可选地，步骤(C)包括：(C1)根据第一波形的持续时间长度，将所述每个微地震事件的第二波形划分为一个或多个子波；(C2)将第一波形的波函数与所述每个微地震事件的第二波形的每个子波的波函数进行互相关，以获取第一波形与所述每个子波的互相关函数值。
可选地，步骤(C)还包括：(C3)将第一波形的波函数进行自相关，获得自相关函数值；(C4)利用所述自相关函数值，将获取的互相关函数值进行归一化。
可选地，步骤(D)包括：根据与每个微地震事件的第二波形的每个子波对应的归一化的互相关函数值调整每个微地震事件的第二波形的每个子波的幅度。
可选地，步骤(D)包括：互相关函数值越大，对与所述互相关函数值对应的子波的调整程度越大。
可选地，步骤(D)包括：通过下面的等式来调整所述每个微地震事件的第二波形的每个子波的每个点的幅度：
D(tj,i)＝d(tj,i)(1+Corj,i)2
其中，d(tj,i)为除主地震事件之外的微地震事件之中的第j微地震事件的第i个子波的与时间tj,i对应的一个点的幅度，Corj,i为与第j微地震事件的第i个子波相对应的归一化的互相关函数值，D(tj,i)为所述点的调整后的幅度，其中，i和j均为大于等于1的整数。
可选地，步骤(A)包括：(A1)确定针对预定压裂断记录的所有微地震事件之中波形中的地震信号与噪声的信噪比最高的预定个微地震事件；(A2)将所述预定个微地震事件中的地震信号能量最高的微地震事件确定为主地震事件。
可选地，第一波形为所述主地震事件的初至波的波形。
可选地，所述方法还包括：针对所述一个道之外的其它至少一个道中的每个道执行步骤(B)至步骤(D)。
在根据本发明示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法中，可利用预定压裂段内记录的各微地震事件的波形之间的相似性，通过主地震事件的波形来凸显除主地震事件之外的微地震事件的微地震信号的强度，从而提高对记录的微地震事件的信号进行处理的处理精度。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本发明示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法的流程图。
图2示出根据本发明示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法中获取互相关函数值步骤的流程图。
图3示出根据本发明另一示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法中获取互相关函数值步骤的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图更充分地描述本发明的示例性实施例，示例性实施例在附图中示出。然而，可以以许多不同的形式实施示例性实施例，并且不应被解释为局限于在此阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例从而本公开将会彻底和完整，并将完全地将示例性实施例的范围传达给本领域的技术人员。
根据本发明的示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法可以由相应的电子设备来实施，也可通过计算机程序来实施。例如，所述方法可通过用于执行对微地震信号进行凸显的专用设备或专用程序来执行。
图1示出根据本发明示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法的流程图。
如图1所示，在步骤S100，确定针对预定压裂段记录的微地震事件中的主地震事件。
在任一检测点(任一道)记录的任一微地震事件的波形可用下面的等式来表示：
其中，d(t)表示记录的微地震事件的波函数(即，记录的微地震事件的信号)，S(t)表示微地震事件的震源函数，G(t)为格林函数，表示微地震的震源点与接收点(例如，检波器)之间的介质结构，R(t)为接收函数，表示接收点(例如，检波器)所处位置的介质结构，t表示时间。
对于同一压裂段，当发生微地震时，岩石以相同的方式破裂，因此，所述预定压裂段内发生的各微地震事件的震源函数(即，S(t))相似；而对于同一检测点，检测点与位于同一压裂段的各震源点之间的地质结构是相似的，因此，对于所述预定压裂段内发生的各微地震事件，G(t)和R(t)均相似，因此，根据等式(1)，所述预定压裂段内发生的各微地震事件的微地震记录d(t)相似，即，波形相似。从而，可在所述预定压裂段的所有微地震事件中选择一个微地震事件作为主地震事件，进而利用记录的主地震事件的波函数(主地震事件的d(t))与发生在相同压裂段内的其它微地震事件(除主地震事件之外的微地震事件)的波函数(其它微地震事件的d(t))的相似性，来对记录的其它微地震事件的波形进行处理。
在一实施例中，在步骤S100，可先确定针对预定压裂断记录的所有微地震事件之中波形中的地震信号与噪声的信噪比最高的预定个微地震事件。这里，根据实际需要的不同，所述预定个微地震事件可以是多个微地震事件，也可以是一个微地震事件。
然后，可将所述预定个微地震事件中的地震信号能量最高的微地震事件确定为主地震事件。这里，当确定的所述预定个微地震事件为一个微地震事件时，可直接将该微地震事件确定为主地震事件。
在步骤S200，针对一个道，获取主地震事件在所述道的波形(以下，称为：第一波形)，并获取除主地震事件之外的每个微地震事件在所述道的波形(以下，称为：第二波形)。这里，根据等式(1)，同一道记录的所有微地震事件的波形(即，等式(1)中的d(t))具有相似性，因此，为了使用在步骤S100确定的主地震事件的波形来对其它微地震事件的波形进行处理，需要获取针对一个道的第一波形和所述每个微地震事件的第二波形。
在步骤S300，获取第一波形与所述每个微地震事件的第二波形的互相关函数值。
作为示例，第一波形可为所述主地震事件的初至波的波形。这里，可将主地震事件的初至波分别与所述每个微地震事件的第二波形进行互相关，以获取主地震事件的初至波与每个第二波形的互相关函数值。
图2示出根据本发明示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法中获取互相关函数值步骤S300的流程图。
参照图2，在步骤S310，根据第一波形的持续时间长度，将所述每个微地震事件的第二波形划分为一个或多个子波。
这里，可根据第一波形的持续时间长度，按照时间的先后顺序，将所述每个微地震事件的第二波形划分为一个或多个子波。作为示例，当第一波形的持续时间长度为n秒时，可以以n秒为单位，将第二波形按照时间的先后顺序划分为一个或多个子波，这里，按时间顺序划分的第二波形的最后一个子波的时间长度可小于n秒，n为正数。例如，当第一波形的持续时间长度为1秒，第二波形的持续事件长度为3秒时，可将第二波形的前1秒内的波形划分为第1个子波，将第二波形的第1秒至第2秒内的波形划分为第2个子波，将第二波形的第2秒至第3秒内的波形划分为第3个子波，即，按照时间的先后顺序，将该第二波形划分为3个子波。
在步骤S320，将第一波形的波函数与所述每个微地震事件的第二波形的每个子波的波函数进行互相关，以获取第一波形与所述每个子波的互相关函数值。
这里，可将主地震事件的初至波(第一波形)的波函数与划分的每个微地震事件的第二波形的每个子波的波函数进行互相关，以获取初至波与每个子波的互相关函数。这里，由于根据等式(1)可知同一压裂段内记录的微地震事件的波函数具有相似性，因此，如果划分的子波的波函数(划分的子波的d(t))与初至波的波函数(初至波的d(t))的相似度越高，则说明该子波越接近地震信号，因此，当初至波与该子波进行互相关后，得到的互相关函数值就越高，反之亦然。
图3示出根据本发明另一示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法中获取互相关函数值步骤S300的流程图。
如图3所示，除了图2所示的步骤S310与S320之外，步骤S300还可包括：
在步骤S330，将第一波形的波函数进行自相关，获得自相关函数值。
在步骤S340，利用所述自相关函数值，将获取的互相关函数值进行归一化。
这里，为了后续计算的方便，可以以第一波形的自相关函数值为单位，将获取的所有的互相关函数值进行归一化。
再次参照图1，在步骤S400，根据获取的互相关函数值调整所述每个微地震事件的第二波形。
这里，可根据获取的互相关函数值调整所述每个微地震事件的第二波形的幅度。
作为示例，可根据与每个微地震事件的第二波形的每个子波对应的归一化的互相关函数值调整每个微地震事件的第二波形的每个子波的幅度。
这里，由于当子波与主地震事件的初至波的越接近(子波越接近地震信号)时，所述子波对应的互相关函数值越大，从而所述子波对应的归一化的互相关函数值越大；而当子波与主地震事件的初至波之间的差异越大(子波越接近噪声)时，所述子波对应的互相关函数值越小，从而所述子波对应的归一化的互相关函数值越小，因此，可根据与每个子波对应的根据归一化的互相关函数值来调整每个微地震事件的第二波形的每个子波的幅度。
作为示例，如果互相关函数值越大，则对与所述互相关函数值对应的子波的调整程度越大。优选地，如果互相关函数值越大，则可对与所述互相关函数值对应的子波的幅度的凸显程度越大。从而可对更接近地震信号的子波的幅度进行较大幅度的凸显，而对更接近噪声的子波的幅度进行较小幅度的凸显，从而可准确、有效地凸显地震信号。
作为示例，可通过下面的等式来调整所述每个微地震事件的第二波形的每个子波的每个点的幅度：
D(tj,i)＝d(tj,i)(1+Corj,i)2 (2)
其中，d(tj,i)为除主地震事件之外的微地震事件之中的第j微地震事件的第i个子波的与时间tj,i对应的一个点的幅度，Corj,i为与第j微地震事件的第i个子波相对应的归一化的互相关函数值，D(tj,i)为所述点的调整后的幅度，其中，i和j均为大于等于1的整数。
通过上述步骤S100至S400，可对一个道的除主地震事件之外的每个微地震事件的微地震信号的进行凸显，而为了对其它道的除主地震事件之外的每个微地震事件的微地震信号进行凸显，可针对所述一个道之外的其它至少一个道中的每个道执行步骤S100至步骤S400。
在根据本发明示例性实施例的基于相似性的微地震信号凸显方法中，可利用预定压裂段内记录的各微地震事件的波形之间的相似性，通过主地震事件的波形来凸显除主地震事件之外的微地震事件的微地震信号的强度，从而提高对记录的微地震事件的信号进行处理的处理精度。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (9)

1.一种基于相似性的微地震信号凸显方法,包括:
(A)确定针对预定压裂段记录的微地震事件中的主地震事件；
(B)针对一个道，获取主地震事件在所述道的第一波形，并获取除主地震事件之外的每个微地震事件在所述道的第二波形；
(C)获取第一波形与所述每个微地震事件的第二波形的互相关函数值；
(D)根据获取的互相关函数值调整所述每个微地震事件的第二波形。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(C)包括：
(C1)根据第一波形的持续时间长度，将所述每个微地震事件的第二波形划分为一个或多个子波；
(C2)将第一波形的波函数与所述每个微地震事件的第二波形的每个子波的波函数进行互相关，以获取第一波形与所述每个子波的互相关函数值。
3.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(C)还包括：
(C3)将第一波形的波函数进行自相关，获得自相关函数值；
(C4)利用所述自相关函数值，将获取的互相关函数值进行归一化。
4.如权利要求3所述的方法，其中，步骤(D)包括：根据与每个微地震事件的第二波形的每个子波对应的归一化的互相关函数值调整每个微地震事件的第二波形的每个子波的幅度。
5.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(D)包括：互相关函数值越大，对与所述互相关函数值对应的子波的调整程度越大。
6.如权利要求5所述的方法，其中，步骤(D)包括：通过下面的等式来调整所述每个微地震事件的第二波形的每个子波的每个点的幅度：
D(tj,i)＝d(tj,i)(1+Corj,i)2
其中，d(tj,i)为除主地震事件之外的微地震事件之中的第j微地震事件的第i个子波的与时间tj,i对应的一个点的幅度，Corj,i为与第j微地震事件的第i个子波相对应的归一化的互相关函数值，D(tj,i)为所述点的调整后的幅度，其中，i和j均为大于等于1的整数。
7.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(A)包括：
(A1)确定针对预定压裂段记录的所有微地震事件之中波形中的微地震信号与噪声的信噪比最高的预定个微地震事件；
(A2)将所述预定个微地震事件中的微地震信号能量最高的微地震事件确定为主地震事件。
8.如权利要求1所述的方法，其中，第一波形为所述主地震事件的初至波的波形。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：针对所述一个道之外的其它至少一个道中的每个道执行步骤(B)至步骤(D)。
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