CN109655892A - 各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法及系统。该方法包括：建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演射孔的各向异性参数；基于射孔的各向异性参数，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；基于微地震事件的定位方程，输出微地震事件的初始定位结果；基于微地震事件的初始定位结果，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的微地震事件的定位结果及微地震事件修正后的各向异性参数。其优点在于：定位过程简单、计算稳定、定位精度高，有较强实用性。

Description

各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法及系统

技术领域

本发明涉及井中微地震信号处理领域，更具体地，涉及一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法及系统。

背景技术

微地震压裂监测技术现在已成为致密储层油气田开发中一项常用的监测技术。微地震技术早在20世纪七、八十年代它就已成为矿山灾害监测、地热开发等领域内的一种常用方法。进入21世纪以来，由于非常规油气，尤其是页岩气开发的快速发展，微地震技术在优化压裂方案和开发井网部署方面起到重要作用，使油气田开发中的微地震监测技术得以快速发展。

微地震压裂监测技术是非常规致密砂岩气、页岩气藏储层油气田开发中一项关键技术之一，根据反演定位出的震源信息，可以获得裂缝属性(主应力走向、裂缝宽度、密度等)，用来评价压裂效果，分析裂缝诱发规律，优化布井等。因此，在微地震信号处理中，最终目的是震源定位，亦称为微地震信号处理最核心技术。

井中微地震监测是微地震观测方式之一，特点是井下三分量检波器接收微地震全波场信号，相对于地面微地震监测，井中接收到的数据信噪比较高、微地震事件个数与类型较丰富。但是，由于井中微地震检波器个数有限(一般12～32级三分量井中检波器)，不同于地面成百上千个检波器网状监测，井中微地震检波器放于垂直井段且检波器之间间距为10米，也就是说，井中微地震监测微地震事件视角范围非常小，用常规定位方法容易出现不稳定、精度不高等微地震定位结果。为了解决这一难点，需开发定位精度较高的新方法。

目前，井中微地震定位方法主要有两种思路：一是基于P波、S波事件旅行时正演，代表算法有网络搜索法、模拟退火法、geiger法等，优点是容易实现，缺点是由于初至相位信号弱导致P波、S波事件旅行时难以准确拾取，影响定位结果；第二种定位思路是基于波动方程褶积，代表算法有干涉法、逆时偏移法、被动源成像法，优点是不需要拾取事件初至，缺点是对资料信噪比、速度模型要求高、检波器个数要求较多数量，计算成本高。

以上方法中，基于走时定位方法简单、实用且基于各向同性均匀介质假设，常用于实际井中微地震事件定位处理。但是随着非常规致密砂岩气、页岩气藏储层压裂微地震开发，地层具有各向异性非均质性，微地震纵横波走时及传播路径不同于以往各向同性，用目前定位方法无法满足定位精度要求。

因此，有必要开发一种定位过程简单、计算稳定、定位精度高，有较强实用性的各向异性介质纵横波走时三元多项式组合定位方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法及系统，其能够通过充分利用不同纵横波走时定位方法具有不同反演敏感性与稳定性，实现获得更稳定的定位结果的目的。

根据本发明的一方面，提出了一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，所述方法包括：

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；

利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演已知空间位置的所述射孔的各向异性参数；

基于所述射孔的各向异性参数，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；

基于所述微地震事件的定位方程，输出所述微地震事件的初始定位结果；

基于所述微地震事件的初始定位结果，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的所述微地震事件的定位结果及所述微地震事件修正后的各向异性参数。

优选地，所述纵横波走时三元多项式组合目标方程为：

OPJ＝OPJ_PS ³+OPJ_P ²+OPJ_S

OPJ_P＝|T_P-T_Pi|

OPJ_S＝|T_S-T_Si|

OPJ_PS＝|(T_P-T_S)-(T_Pi-T_Si)|

式中，OPJ_P为各向异性纵波走时目标方程；

OPJ_S为各向异性横波走时目标方程；

OPJ_PS为各向异性纵横波走时时差目标方程；

T_P、T_S分别为拾取的射孔或微地震事件纵横波实际走时；

T_pi、T_Si分别为反演出的射孔或微地震事件纵横波走时。

优选地，所述射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程为：

OPJ_shoot＝OPJ³ _shoot,PS+OPJ² _shoot,P+OPJ_shoot,S

式中，OPJ_shoot,PS为射孔的各向异性纵横波走时时差定位方程；

OPJ_shoot,P为射孔的各向异性纵波走时定位方程；

OPJ_shoot,P为射孔的各向异性横波走时定位方程；

其中，

OPJ_shoot,P＝|T_shoot,P-T_shoot,Pi|

OPJ_shoot,S＝|T_shoot,S-T_shoot,Si|

OPJ_shoot,PS＝|(T_shoot,P-T_shoot,S)-(T_shoot,Pi-T_shoot,Si)|

式中，T_shoot,P为拾取的射孔纵波实际走时；

T_shoot,Pi为反演出的射孔纵波走时；

T_shoot,S为拾取的射孔横波实际走时；

T_shoot,Si为反演出的射孔横波走时。

优选地，反演获取已知空间位置的所述射孔的各向异性参数，令获取各向异性参数ε，δ，

式中，OPJ_shoot为射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程；

ε、δ为射孔位置所在地层各向异性参数。

优选地，所述微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程为：

OPJ_event＝OPJ³ _event,PS+OPJ² _event,P+OPJ_event,S

式中，OPJ_event,PS为微地震事件的各向异性纵横波走时时差定位方程；

OPJ_event,P为微地震事件的各向异性纵波走时定位方程；

OPJ_event,P为微地震事件的各向异性横波走时定位方程；

其中，

OPJ_event,P＝|T_event,P-T_event,Pi|

OPJ_event,S＝|T_event,S-T_event,Si|

OPJ_event,PS＝|(T_event,P-T_event,S)-(T_event,Pi-T_event,Si)|

式中，T_event,P为拾取的射孔纵波实际走时；

T_event,Pi为反演出的射孔纵波走时；

T_event,S为拾取的射孔横波实际走时；

T_event,Si为反演出的射孔横波走时。

优选地，利用反演出的所述射孔各向异性作为微地震事件各向异性初始值，反演获取所述微地震事件的空间位置：

式中，L_event为微地震事件的初始径向距离；

Z_event为微地震事件的初始深度距离。

优选地，通过最小二乘法或网络搜法求解上式，当反演出的所述微地震事件的纵横波走时与观测值之间误差最小时，获取对应的所述微地震事件的空间位置RT_event＝{L_event,Z_event}。

优选地，基于所述微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程，对所述微地震事件进行层析定位处理：

优选地，以反演出的所述射孔的各向异性参数和反演出的微地震事件初始径向距离、初始深度距离为中心，给定扰动范围，利用上式直至反演出的所述微地震事件纵横波走时与观测值误差的绝对值缩小至最小值，获得所述微地震事件的层析定位结果及所述微地震事件修正后的各向异性参数。

根据本发明的另一方面，提出了一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位系统，所述系统包括：

存储器，存储有计算机可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；

利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演已知空间位置的所述射孔的各向异性参数；

基于所述射孔的各向异性参数，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；

基于所述微地震事件的定位方程，输出所述微地震事件的初始定位结果；

基于所述微地震事件的初始定位结果，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的所述微地震事件的定位结果及所述微地震事件修正后的各向异性参数。

根据本发明的一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法及系统，其优点在于：充分利用不同纵横波走时定位方法具有不同反演敏感性与稳定性，通过三个纵横波定位方程组合成三元多项式形式，开展射孔定位分析，获得射孔各向异性参数，然后对微地震事件初步定位位置，最后利用非均匀介质层析思路，对微地震事件进一步再定位处理，以此获得精度更高的微地震事件定位结果，同时也反演出了微地震事件对应的各向异性参数，本发明定位过程简单、计算稳定、定位精度高，有较强实用性。

本发明的方法及系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法的步骤的流程图。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的井中微地震观测系统侧视图。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的基于射孔反演各向异性参数的微地震事件本发明直接定位处理结果示意图。

图4示出了根据本发明图3的定位结果与微地震事件真实空间位置误差统计的示意图。

图5示出了根据本发明图3为初始结果，利用本发明对微地震事件作层析再定位结果的示意图。

图6根据本发明的一个示例性实施例的层析再定位与微地震真实空间位置误差统计的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，该方法包括：

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；

利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演已知空间位置的射孔的各向异性参数；

基于射孔的各向异性参数，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；

基于微地震事件的定位方程，输出微地震事件的初始定位结果；

基于微地震事件的初始定位结果，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的微地震事件的定位结果及微地震事件修正后的各向异性参数。

根据煤层气、页岩气等非常规微地震监测需要，井中微地震定位方法须考虑地层各向异性对纵横波走时影响，消除或减少微地震事件定位不稳定性、不准确。因此，本方法提供的是一种基于各向异性介质井中微地震定位方法，不同于以往简单相加组合，本方法是将纵波走时定位方程、横波定位方程、纵横波走时差值定位方程三者采用三元多项式组合，建立新的定位方法；然后利用新定位方法，开展射孔定位分析，获得射孔各向异性参数，同时利用该参数，对微地震事件作初步定位处理，获得微地震事件初始空间位置；最后，再利本方法，进一步对微地震事件作层析定位处理，不断地修正各向异性参数，反演出精度更高的微地震事件定位结果。

充分利用不同纵横波走时定位方法具有不同反演敏感性与稳定性，通过三个纵横波定位方程组合成三元多项式形式，开展射孔定位分析，获得射孔各向异性参数，然后对微地震事件初步定位位置，最后利用非均匀介质层析思路，对微地震事件进一步再定位处理，以此获得精度更高的微地震事件定位结果，同时也反演出了微地震事件对应的各向异性参数。

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程OPJ，即：充分利用纵横波走时定位不同精度感敏性，将单个各向异性纵波走时定位方程OPJ_P、各向异性纵横波走时时差定位方程OPJ_PS、各向异性横波走时定位方程OPJ_S组成三元多项式形式；利用纵横波走时三元多项式组合目标方程OPJ，开展射孔定位分析，反演已知空间位置的射孔的各向异性参数ε、δ；将反演的射孔的各向异性参数代替所有微地震事件各向异性参数值，利用元多项式组合目标定位方程OPJ，开展定位处理，反演出微地震事件的初始定位结果RT_event＝{L_event,Z_event}，再以微地震事件初始定位结果和射孔各向异性参数为中心，在设定范围内，再次利用三元多项式组合目标定位方程OPJ，开展微地震事件层析定位，反演微地震事件空间位置同时，不断地修正各向异性参数ε^*、δ^*，直至反演出的纵横波走时无限接近拾取的观测真实值，最后输出微地震事件精度更高的空间位置RT^* _event＝{L^* _event,Z^* _event}。

作为优选方案，纵横波走时三元多项式组合目标方程为：

OPJ＝OPJ_PS ³+OPJ_P ²+OPJ_S (1)

OPJ_P＝|T_P-T_Pi| (2)

OPJ_S＝|T_S-T_Si| (3)

OPJ_PS＝|(T_P-T_S)-(T_Pi-T_Si)| (4)

式中，OPJ_P为各向异性纵波走时目标方程；

OPJ_S为各向异性横波走时目标方程；

OPJ_PS为各向异性纵横波走时时差目标方程；

T_P、T_S分别为拾取的射孔或微地震事件纵横波实际走时；

T_pi、T_Si分别为反演出的射孔或微地震事件纵横波走时。

其中，目标方程OPJ是与射孔或微地震事件的空间位置(径向L、深度Z)，各向异性参数(ε、δ)，纵横波速度(V_P0、V_S0)相关的函数，即有6个自变量。

作为优选方案，射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程为：

OPJ_shoot＝OPJ³ _shoot,PS+OPJ² _shoot,P+OPJ_shoot,S (5)

式中，OPJ_shoot,PS为射孔的各向异性纵横波走时时差定位方程；

OPJ_shoot,P为射孔的各向异性纵波走时定位方程；

OPJ_shoot,P为射孔的各向异性横波走时定位方程；

其中，

OPJ_shoot,P＝|T_shoot,P-T_shoot,Pi| (6)

OPJ_shoot,S＝|T_shoot,S-T_shoot,Si| (7)

OPJ_shoot,PS＝|(T_shoot,P-T_shoot,S)-(T_shoot,Pi-T_shoot,Si)| (8)

式中，T_shoot,P为拾取的射孔纵波实际走时；

T_shoot,Pi为反演出的射孔纵波走时；

T_shoot,S为拾取的射孔横波实际走时；

T_shoot,Si为反演出的射孔横波走时。

利用目标方程OPJ(式(1)-(4))，输入射孔的信息，开展射孔的各向异性参数的反演，将失去的射孔总横波走时T_shoot,P、T_shoot,S作为实际观测值，利用已知声波测井纵横速度和已知射孔的空间位置代入目标方程OPJ中，获得射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程。

仅反演各向异性参数：

式中，OPJ_shoot为射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程；

ε、δ为射孔位置所在地层各向异性参数。

通常用最小二乘法或网格搜索法求解式(9)，寻找一组各向异性参数Δ＝{ε,δ}，使得反演出的射孔纵横波走时无限接近实际观测值。

作为优选方案，微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程为：

OPJ_event＝OPJ³ _event,PS+OPJ² _event,P+OPJ_event,S (10)

式中，OPJ_event,PS为微地震事件的各向异性纵横波走时时差定位方程；

OPJ_event,P为微地震事件的各向异性纵波走时定位方程；

OPJ_event,P为微地震事件的各向异性横波走时定位方程；

其中，

OPJ_event,P＝|T_event,P-T_event,Pi| (11)

OPJ_event,S＝|T_event,S-T_event,Si| (12)

OPJ_event,PS＝|(T_event,P-T_event,S)-(T_event,Pi-T_event,Si)| (13)

式中，T_event,P为拾取的射孔纵波实际走时；

T_event,Pi为反演出的射孔纵波走时；

T_event,S为拾取的射孔横波实际走时；

T_event,Si为反演出的射孔横波走时。

再次利用目标方程OPJ(式(1)-(4))，输入射孔的各向异性参数Δ＝{ε,δ}，开展微地震事件定位处理。将失去的微地震事件纵横波走时T_event,P、T_event,S作为实际观测值，结合已知胜博警纵横速度，输入反演出的射孔的各向异性参数Δ＝{ε,δ}，代入目标方程OPJ(式(1)-(4))中，获得微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程(式(10)-(13))。

此时，利用反演出的所述射孔各向异性作为微地震事件各向异性初始值，式(13)仅是微地震事件径向、深度函数，实现微地震事件的空间位置反演：

式中，L_event为微地震事件的初始径向距离；

Z_event为微地震事件的初始深度距离。

同样用最小二乘法或网格搜索法求解式(14)，当反演出的微地震事件纵横波走时与观测值之间误差最小时，输出对应的微地震事件空间位置RT_event＝{L_event,Z_event}。

作为优选方案，以反演出的所述射孔的各向异性参数和反演出的微地震事件初始径向距离、初始深度距离为中心，给定扰动范围，再次利用目标方程OPJ(式(1)-(4))，对微地震事件作进一步层析定位处理，依次获得精度更高的微地震事件的定位结果RT^* _event＝{L^* _event,Z^* _event}和修正后的各向异性参数Δ^*＝{ε^*,δ^*}。

由于微地震事件所在位置各向异性参数与射孔所在位置存在细微差异，这种差异导致用射孔各向异性参数进行微地震事件定位，其结果可能会存在较大误差。为了解决这种问题，利用层析思路，求解本发明微地震事件具体表达式OP_Jevent。

不同的是，除了反演微地震事件空间位置径向L、深度Z之外，同时反演微地震事件各向异性参数ε、δ，也就是说，此时公式(13)不仅是微地震事件径向、深度函数，还是微地震事件各向异性参数函数，实现层析反演：

同样用最小二乘法或网格搜索法来求解上述四组偏导方程，具体过程为：以微地震事件定位初始位置RT_event＝{L_event,Z_event}为中心，根据精度要求，针对每个事件，建立微地震事件空间网格[L_event-ΔL,L_event+ΔL]、[Z_event-ΔZ,Z_event+ΔZ]，同样以射孔各向异性参Δ＝{ε,δ}为中心，建立微地震事件各向异性参数网格[ε-Δε,ε+Δε]、[δ-Δδ,δ+Δδ]；针对微地震事件，每个各向异性参数范围内所有可能值，反演对应的微地震事件空间位置径向、深度，相应地射线追踪正演出纵横波初至走时，带入式(10)，计算走时误差；寻找所有可能误差中的最小值，此时对应的微地震事件空间位置与各向异性参数，即为最终反演出的微地震事件层析定位结果RT^* _event＝{L^* _event,Z^* _event}与其修正后的各向异性参数Δ^*＝{ε^*,δ^*}。

本方法定位过程简单、计算稳定、定位精度高，有较强实用性。

本发明还提出了一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位系统，该系统包括：

存储器，存储有计算机可执行指令；

处理器，处理器运行存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；

利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演射孔的各向异性参数；

基于射孔的各向异性参数，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；

基于微地震事件的定位方程，输出微地震事件的初始定位结果；

基于微地震事件的初始定位结果，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的微地震事件的定位结果及微地震事件修正后的各向异性参数。

实施例

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法的步骤的流程图。

如图1所示，本实施例提供了一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，包括：

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；

利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演已知空间位置的射孔的各向异性参数；

基于射孔的各向异性参数，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；

基于微地震事件的定位方程，输出微地震事件的初始定位结果；

基于微地震事件的初始定位结果，利用纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的微地震事件的定位结果及微地震事件修正后的各向异性参数。

本实施例利用井中微地震模型数据来验证本方法微地震事件定位准确性。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的井中微地震观测系统侧视图。

其中，三角形表示射孔，菱形表示检波器，圆形表示微地震事件。

本次井中微地震观测例子为14级井下检波器监测微地震信号、1个已知射孔信号与21个事件信号，其观测系统径向、深度坐标几何关系如图2所示，其中表1为不同震源点位置对应的各向异性参数ε、δ。先利用已有高精度射线追踪算法，根据图2观测方式与各向异性参数表1正演出每个震源点达到检波器的纵横波走时，作为已知观测值来开展本发明反演输入走时真实值。(注：本发明不考虑横向变化速度影响，即VTI介质，另外，声波测井提供纵横波垂向速度作为已知输入)

表1井中微地震模型事件空间坐标、各向异性参数列表

首先根据本方法的事(1)-(4)，开展已知射孔位置，本方法中射孔的纵横波三元多项式组合定位分析(如公式(5)-(8))，反演出各项异性参数。具体操作时，各向异性参数ε范围选取[0,0.7]且精度要求是0.003，各向异性参数δ范围选取[-0.1,0.1]且精度要求是0.001，通过式(9)求解，各向异性参数反演结果如表2所示。可以看出，反演值与真实值之间误差非常小，有利于下一步微地震事件定位处理。

表2本方法射孔各向异性参数反演值与真实值对比

射孔	各向异性参数ε	各向异性参数δ
			真实值	0.255	-0.05
本发明反演值	0.254	-0.051

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的基于射孔反演各向异性参数的微地震事件本发明直接定位处理结果示意图。

其中，三角形表示射孔，菱形表示微地震事件初步定位的空间位置，圆形表示微地震事件。

然后，将射孔定位反演出的各向异性作为输入，以微地震事件纵横波真实走时为观测对象，直接对微地震事件进行本方法微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位处理(式(10)～(13))。通过求解方程公式(14)，寻找事件最佳空间位置，使得对应的纵横波走时最接近真实值，将此时最佳位置作为微地震事件初始定位结果。如图3所示，基于射孔定位分析出的各向异性对微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位结果，存在一定的误差。

图4示出了根据本发明图3的定位结果与微地震事件真实空间位置误差统计的示意图。

如图4所示，为反演值与表1真实值对比，其中对应绝对值dL_deta为径向误差，dZ_deta为深度误差，说明不同位置各向异性差异性，会引起一定程度定位误差，特别是径向上。

图5示出了根据本发明图3为初始结果，利用本发明对微地震事件作层析再定位结果的示意图。

其中，三角形表示射孔，菱形表示最终微地震事件定位出的空间位置，圆形表示微地震事件。

最后，为了进一步提高定位精度，在上一步获得的初步定位结果基础上，再次利用微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程，式(10)～(13)，采用层析思路，求解公式(15)，即以初始结果为中心，给径向+/-25米范围、深度+/-10米范围且精度为1米，给各向异性参数ε+/-0.3范围，各向异性参数δ+/-0.05为范围且精度为0.001，同时反演微地震事件空间位置与各向异性参数，直至纵横波走时误差进一步减小且无限接近观测真实值，从而最终实现微地震事件精确定位，如图5所示。

图6根据本发明的一个示例性实施例的层析再定位与微地震真实空间位置误差统计的示意图。

如图6所示，为用本发明层析再定位误差统计结果，对比图4，可以看出，径向、深度定位误差进一步减少了，验证了本发明可以实现各向异性介质微地震定位处理获得更高精度事件径向、深度分布。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。

Claims (10)

1.一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其特征在于，所述方法包括：

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；

利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演已知空间位置的所述射孔的各向异性参数；

基于所述射孔的各向异性参数，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；

基于所述微地震事件的定位方程，输出所述微地震事件的初始定位结果；

基于所述微地震事件的初始定位结果，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的所述微地震事件的定位结果及所述微地震事件修正后的各向异性参数。

2.根据权利要求1所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，所述纵横波走时三元多项式组合目标方程为：

OPJ_P＝|T_P-T_Pi|

OPJ_S＝|T_S-T_Si|

OPJ_PS＝|(T_P-T_S)-(T_Pi-T_Si)|

式中，OPJ_P为各向异性纵波走时目标方程；

OPJ_S为各向异性横波走时目标方程；

OPJ_PS为各向异性纵横波走时时差目标方程；

T_P、T_S分别为拾取的射孔或微地震事件纵横波实际走时；

T_pi、T_Si分别为反演出的射孔或微地震事件纵横波走时。

3.根据权利要求2所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，所述射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程为：

OPJ_shoot＝OPJ³ _shoot,PS+OPJ² _shoot,P+OPJ_shoot,S

式中，OPJ_shoot,PS为射孔的各向异性纵横波走时时差定位方程；

OPJ_shoot,P为射孔的各向异性纵波走时定位方程；

OPJ_shoot,P为射孔的各向异性横波走时定位方程；

其中，

OPJ_shoot,P＝|T_shoot,P-T_shoot,Pi|

OPJ_shoot,S＝|T_shoot,S-T_shoot,Si|

OPJ_shoot,PS＝|(T_shoot,P-T_shoot,S)-(T_shoot,Pi-T_shoot,Si)|

式中，T_shoot,P为拾取的射孔纵波实际走时；

T_shoot,Pi为反演出的射孔纵波走时；

T_shoot,S为拾取的射孔横波实际走时；

T_shoot,Si为反演出的射孔横波走时。

4.根据权利要求3所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，反演获取已知空间位置的所述射孔的各向异性参数，令获取各向异性参数ε，δ，

式中，OPJ_shoot为射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程；

ε、δ为射孔位置所在地层各向异性参数。

5.根据权利要求4所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，所述微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程为：

OPJ_event＝OPJ³ _event,PS+OPJ² _event,P+OPJ_event,S

式中，OPJ_event,PS为微地震事件的各向异性纵横波走时时差定位方程；

OPJ_event,P为微地震事件的各向异性纵波走时定位方程；

OPJ_event,P为微地震事件的各向异性横波走时定位方程；

其中，

OPJ_event,P＝|T_event,P-T_event,Pi|

OPJ_event,S＝|T_event,S-T_event,Si|

OPJ_event,PS＝|(T_event,P-T_event,S)-(T_event,Pi-T_event,Si)|

式中，T_event,P为拾取的射孔纵波实际走时；

T_event,Pi为反演出的射孔纵波走时；

T_event,S为拾取的射孔横波实际走时；

T_event,Si为反演出的射孔横波走时。

6.根据权利要求5所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，利用反演出的所述射孔各向异性作为微地震事件各向异性初始值，反演获取所述微地震事件的初始空间位置：

式中，L_event为微地震事件的初始径向距离；

Z_event为微地震事件的初始深度距离。

7.根据权利要求6所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，通过最小二乘法或网络搜法求解上式，当反演出的所述微地震事件的纵横波走时与观测值之间误差最小时，获取对应的所述微地震事件的空间位置RT_event＝{L_event,Z_event}。

8.根据权利要求7所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，基于所述微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程，对所述微地震事件进行层析定位处理：

9.根据权利要求8所述的各向异性纵横波走时三元多项式组合定位方法，其中，以反演出的所述射孔的各向异性参数和反演出的微地震事件初始径向距离、初始深度距离为中心，给定扰动范围，利用上式直至反演出的所述微地震事件纵横波走时与观测值误差的绝对值缩小至最小值，获得所述微地震事件的层析定位结果及所述微地震事件修正后的各向异性参数。

10.一种各向异性纵横波走时三元多项式组合定位系统，其特征在于，所述系统包括：

存储器，存储有计算机可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：

建立纵横波走时三元多项式组合目标方程；

利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取射孔的纵横波走时三元多项式组合目标方程，反演已知空间位置的所述射孔的各向异性参数；

基于所述射孔的各向异性参数，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取微地震事件的纵横波走时三元多项式组合定位方程；

基于所述微地震事件的定位方程，输出所述微地震事件的初始定位结果；

基于所述微地震事件的初始定位结果，利用所述纵横波走时三元多项式组合目标方程，获取更高精度的所述微地震事件的定位结果及所述微地震事件修正后的各向异性参数。