DE102014109280B4 - Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event - Google Patents

Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event Download PDF

Info

Publication number
DE102014109280B4
DE102014109280B4 DE102014109280.5A DE102014109280A DE102014109280B4 DE 102014109280 B4 DE102014109280 B4 DE 102014109280B4 DE 102014109280 A DE102014109280 A DE 102014109280A DE 102014109280 B4 DE102014109280 B4 DE 102014109280B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
data
inversion
microseismic
seconds
recorded data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102014109280.5A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102014109280A1 (en
Inventor
Daniel Fielitz
Ernst Richard Ulrich Wegler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Prasidenten Der Bundesanstalt fur Geowissenschaften U
Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Prasidenten Der Bundesanstalt fur Geowissenschaften und Rohstoffe
Original Assignee
Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Prasidenten Der Bundesanstalt fur Geowissenschaften U
Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Prasidenten Der Bundesanstalt fur Geowissenschaften und Rohstoffe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Prasidenten Der Bundesanstalt fur Geowissenschaften U, Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Prasidenten Der Bundesanstalt fur Geowissenschaften und Rohstoffe filed Critical Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Prasidenten Der Bundesanstalt fur Geowissenschaften U
Priority to DE102014109280.5A priority Critical patent/DE102014109280B4/en
Publication of DE102014109280A1 publication Critical patent/DE102014109280A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102014109280B4 publication Critical patent/DE102014109280B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/282Application of seismic models, synthetic seismograms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/30Analysis
    • G01V1/306Analysis for determining physical properties of the subsurface, e.g. impedance, porosity or attenuation profiles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/284Application of the shear wave component and/or several components of the seismic signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/10Aspects of acoustic signal generation or detection
    • G01V2210/12Signal generation
    • G01V2210/123Passive source, e.g. microseismics
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/60Analysis
    • G01V2210/67Wave propagation modeling
    • G01V2210/675Wave equation; Green's functions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung (Qi, Qs, Qt) basierend auf einem mikroseismischen Ereignis (SQ), indem eine Inversion unter Verwendung einer Vorwärtsrechnung auf mikroseismische aufgenommene Daten eines solchen mikroseismischen Ereignisses (SQ) angewendet wird (S4).A method for determining a seismic attenuation (Qi, Qs, Qt) based on a microseismic event (SQ) by applying an inversion using a forward calculation to microseismic recorded data of such a microseismic event (SQ) (S4).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung basierend auf einem mikroseismischen Ereignis Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung basierend auf einem mikroseismischen Ereignis.Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event The invention relates to a method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event.

US 2012/0116680 A1 beschreibt eine Lokalisierung von Quellen von mikroseismischen Ereignissen durch eine Berechnung der Green-Funktion. US 2005/0190649 A1 beschreibt ein mikroseismisches Verfahren, bei dem eine Wellenforminversion durchgeführt wird, um Parameter zu bestimmen, die eine Quellencharakteristik des seismischen Ereignisses repräsentieren. US 2012/0116680 A1 describes a localization of sources of microseismic events by calculating the Green function. US 2005/0190649 A1 describes a microseismic process in which waveform inversion is performed to determine parameters representing a source characteristic of the seismic event.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Bestimmung seismischer Dämpfung unter Verwendung mikroseismischer Daten, wie sie erhoben werden für eine Überwachung (engl. monitoring) hydraulischer Stimulationsmaßnahmen, z. B. eine Erschließung geothermischer Reservoire, untertägiger Gas- und CO2-Speicherung und Förderung von Öl, Gas und Kohle. Die seismische Dämpfung wird allgemein durch den sogenannten Q-Faktor beschrieben, welcher als Verhältnis aus gespeicherter zu dissipierter Energie definiert ist. Zur Gesamtdämpfung, auch als scheinbare Dämpfung Qt bezeichnet, tragen zwei Effekte entscheidend bei: Q –1 / t = Q –1 / i + Q –1 / s (1) More particularly, the invention relates to a method of determining seismic damping using microseismic data as collected for monitoring hydraulic stimulation measures, e.g. This includes, for example, the development of geothermal reservoirs, underground gas and CO 2 storage and the extraction of oil, gas and coal. Seismic damping is generally described by the so-called Q-factor, which is defined as the ratio of stored to dissipated energy. For total attenuation, also referred to as apparent attenuation Q t , two effects contribute decisively: Q -1 / t = Q -1 / i + Q -1 / s (1)

Dabei beschreibt eine Stärke einer intrinsischen Dämpfung Qt eine Umwandlung elastischer Energie in Wärme. Eine Streudämpfung Qs hingegen quantifiziert eine Umverteilung von Energie, insbesondere zu späteren Zeiten hin, aufgrund einer Interaktion einer seismischen Welle mit Heterogenitäten im Ausbreitungsmedium, also insbesondere einen Einfluss von Streuung (engl. scattering). Die verschiedenen Arten der Dämpfung sind abhängig von Eigenschaften wie Lithologie, Wassersättigung, Permeabilität und/oder Porosität. Damit eignet sich die Dämpfung, um spezifische Speichereigenschaften (Speicher, engl. reservoir) abzuleiten oder komplexere Untergrundmodelle zur Verwendung in der seismischen Inversion zu entwickeln.In this case, a strength of an intrinsic damping Q t describes a conversion of elastic energy into heat. By contrast, a scattering attenuation Q s quantifies a redistribution of energy, in particular at later times, due to an interaction of a seismic wave with heterogeneities in the propagation medium, that is to say in particular an influence of scattering (English: scattering). The different types of damping depend on properties such as lithology, water saturation, permeability and / or porosity. Thus, damping is useful to derive specific reservoir characteristics or to develop more complex subsurface models for use in seismic inversion.

Einsatz der Dämpfung bei mikroseismischen Überwachungen:
Im Zusammenhang mit einer mikroseismischen Überwachung wird die Dämpfung nur sehr selten bestimmt. Zu Modellierungszwecken wird meist ein mittlerer, insbesondere konstanter Wert für die Gesamtdämpfung bzw. scheinbare Dämpfung Qt verwendet, welcher zuvor aus externen Literaturstellen entnommen wurde. Zur Bestimmung der Dämpfung aus realen, mikroseismischen Daten wird eine Inversionsmethode verwendet, die auf einer Anpassung einer theoretischen Kurve an ein beobachtetes Amplitudenspektrum A(f, r) in Abhängigkeit von einer Frequenz f und einer hypozentralen Entfernung r beruht. Das Amplitudenspektrum A(f, r) wird als Fourier-Transformation eines kurzen Datenfensters der P-Phase oder S-Phase berechnet, wobei die P-Phase eine Phase einer primären Welle bzw. Druckwelle und die S-Phase eine Phase einer sekundären bzw. transversalen Welle ist, wobei jeweils insbesondere die Ersteinsätze betrachtet werden. Typische Fensterlängen sind dabei kleiner als 1 Sekunde, wobei unter der Fensterlänge eine dabei verwendete Dauer der Daten im Datenfenster verstanden wird. Das Spektrum des seismischen Signals wird folgendermaßen parametrisiert (Masuda and Suzuki, 1982):

Figure DE102014109280B4_0002
wobei v eine mittlere Wellengeschwindigkeit, D(r) eine geometrische Dämpfung, M(f) ein Quellspektrum und der Exponentialterm eine Amplitudenabnahme aufgrund der scheinbaren Dämpfung Qt beschreibt. Der Quellterm wird vollständig beschrieben durch ein seismisches Moment M0, eine Eckfrequenz fc, eine Abstrahlcharakteristik ψ und einen Abfall γ des Amplitudenspektrums A(f, r) bei hohen Frequenzen.Use of damping in microseismic monitoring:
In the context of microseismic monitoring, the attenuation is very rarely determined. For modeling purposes, a mean, in particular constant value for the total attenuation or apparent attenuation Q t is used, which was previously taken from external literature references. To determine the attenuation from real, microseismic data, an inversion method is used which is based on an adaptation of a theoretical curve to an observed amplitude spectrum A (f, r) as a function of a frequency f and a hypocentral distance r. The amplitude spectrum A (f, r) is calculated as a Fourier transform of a short data window of P-phase or S-phase, where the P-phase is a phase of a primary wave or pressure wave and the S-phase is a phase of a secondary or transversal wave, in each case in particular the first missions are considered. Typical window lengths are less than 1 second, whereby the duration of the data in the data window is understood as meaning the duration of the window. The spectrum of the seismic signal is parameterized as follows (Masuda and Suzuki, 1982):
Figure DE102014109280B4_0002
where v denotes a mean wave velocity, D (r) a geometric attenuation, M (f) a source spectrum, and the exponential term an amplitude decrease due to the apparent attenuation Q t . The source term is completely described by a seismic moment M 0 , a corner frequency f c , a radiation characteristic ψ and a drop γ of the amplitude spectrum A (f, r) at high frequencies.

Eine theoretische Kurve kann in diesem Zusammenhang entweder an das gesamte Spektrum insbesondere im Sinn einer Gesamtinversion oder an spektrale Verhältnisse insbesondere im Sinn einer Spektrendivision mit der Methode der kleinsten Quadrate (engl.: least-square minimization) angepasst werden. Die Gesamtinversion des Spektrums erfordert a priori Wissen bezüglich einiger Parameter, während bei der Spektrendivision die Anzahl freier Modellparameter deutlich reduziert wird. Hierbei kann entweder das Verhältnis von Spektren an verschiedenen Stationen mit Herdentfernung r und Frequenzen f (Jia, 1996) oder seismische Ereignisse (Ide et al., 2003) betrachtet werden. Jia (1996) beschreibt zwei Inversionsmethoden, basierend auf einer Inversion des Amplitudenspektrums A(f, r), die es dem Anwender ermöglichen, die scheinbare Dämpfung Qt frequenzabhängig zu bestimmen Qt(f) = Q0·fn. Die Inversionsergebnisse zeigen insbesondere bei der Bestimmung eines frequenzabhängigen Q-Modells starke Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Modellparametern. Die Inversion wird daher meist auf die Bestimmung einer frequenzunabhängigen scheinbaren Dämpfung Qt beschränkt. Darüber hinaus werden meist Annahmen zur Art des Quellspektrums, wie z. B. ein sogenanntes ω–2-Modell (Aki and Richards, 1980), direkt in den Inversionsalgorithmus integriert.In this context, a theoretical curve can be adapted either to the entire spectrum, in particular in the sense of a total inversion or to spectral ratios, in particular in the sense of spectral division using the least-squares method. The total inversion of the spectrum requires a priori knowledge of some parameters, while in spectral division the number of free model parameters is significantly reduced. Here, either the ratio of spectra at different stations with distance r and frequencies f (Jia, 1996) or seismic events (Ide et al., 2003) can be considered. Jia (1996) describes two inversion methods based on an inversion of the amplitude spectrum A (f, r), which allow the user to determine the apparent attenuation Q t in a frequency-dependent manner Q t (f) = Q 0 · f n . The inversion results show especially in the Determination of a frequency-dependent Q-model strong dependencies between the different model parameters. The inversion is therefore usually limited to the determination of a frequency-independent apparent attenuation Q t . In addition, most assumptions about the nature of the source spectrum, such. B. a so-called ω -2 model (Aki and Richards, 1980), integrated directly into the inversion algorithm.

Nachteilhaft ist bei solchen Verfahren der große Aufwand zur Bestimmung einer Dämpfung, insbesondere eine Gesamtinversion des Spektrums, aber auch eine Spektrendivision unter Verwendung verschiedener Frequenzen, Stationen und Ereignisse, wie z. B. einer Notwendigkeit des Auftretens ähnlicher Erdbeben.A disadvantage of such methods is the great effort to determine a damping, in particular a total inversion of the spectrum, but also a spectral division using different frequencies, stations and events such. B. a need for the occurrence of similar earthquakes.

Einsatz der Dämpfung bei seismologischen Überwachungen:
Bekannt ist im Bereich der Seismologie allgemein, anhand invertierter Dämpfungsparameter, einem Streukoeffizienten g* und einem Absorptionsparameter b, Werte für die Dämpfung insbesondere für die Q-Faktoren Qs und Qi abzuleiten. Bisherige Anwendungen dieses Verfahrens (Sens-Schönfelder & Wegler, 2006; Padhy et al., 2007; Przybilla et al., 2009) beschränken sich auf eine Analyse tektonischer Ereignisse mit Magnituden ML = 3.5–6.0, um die Dämpfungseigenschaften auf regionaler Ebene zu studieren.
Use of damping in seismological monitoring:
In the field of seismology in general it is known, with the aid of inverted damping parameters, a scattering coefficient g * and an absorption parameter b, to derive values for the damping, in particular for the Q factors Q s and Q i . Previous applications of this method (Sens-Schönfelder & Wegler, 2006; Padhy et al., 2007; Przybilla et al., 2009) are limited to an analysis of tectonic events with magnitudes M L = 3.5-6.0 in order to increase the attenuation properties at the regional level to study.

Insbesondere werden dabei eine Seismogrammdauer bzw. Fensterlängen von mindestens 100 s bis zu mehr als 500 s analysiert, um so neben einer direkten Welle auch Codawellen mit auszuwerten, d. h. Wellen, die an einem Hindernis längs des Laufwegs gestreut wurden und für die seismologische Analyse, insbesondere für eine Separation der verschiedenen Dämpfungsarten (Qs und Qi), erforderlich sind.In particular, a seismogram duration or window lengths of at least 100 s up to more than 500 s are analyzed in order to evaluate not only a direct wave but also code waves, ie waves scattered along an obstacle along the path and for the seismological analysis, in particular for a separation of the different types of attenuation (Q s and Q i ) are required.

Nachteilhafterweise haben mikroseismische Daten hingegen andere Charakteristika, wie z. B. einen höheren Frequenzgehalt und geringere mikroseismische Magnituden ML ≤ 1.0, insbesondere weniger freigesetzte Energie, insbesondere ein schlechteres Signal-Rausch-Verhältnis (SNR).Disadvantageously, however, microseismic data have other characteristics, such as. B. a higher frequency content and lower microseismic magnitudes M L ≤ 1.0, in particular less energy released, in particular a poorer signal-to-noise ratio (SNR).

Aus mikroseismischer Sicht gibt es aufgrund kurzer Laufwege keine oder nur wenige gestreute Wellen, die sich neben einem direkten Laufweg auch über indirekte Laufwege zwischen der mikroseismischen Quelle und einem Geophon oder Seismometer bzw. Hydrophon ausbreiten. Daraus ergibt sich eine insbesondere kürzere Signaldauer, weshalb die Anwendung der für sich genommen bekannten seismologischen Verfahrensweise nicht auf mikroseismische Daten übertragbar ist.From a microseismic point of view, there are no or only a few scattered waves due to short running distances, which, in addition to a direct route, also propagate via indirect pathways between the microseismic source and a geophone or seismometer or hydrophone. This results in a particularly shorter signal duration, which is why the application of the known seismological procedure is not transferable to microseismic data.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung basierend auf einem mikroseismischen Ereignis zu verbessern, insbesondere eine möglichst weitgehende Automatisierung zu ermöglichen.The object of the invention is to improve a method and an apparatus for determining a seismic damping based on a micro-seismic event, in particular to enable as extensive automation as possible.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.This object is achieved by the method having the features of patent claim 1 and the device having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments are the subject of dependent claims.

Bevorzugt wird demgemäß ein Verfahren zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung basierend auf einem mikroseismischen Ereignis, indem eine Inversion unter Verwendung einer Vorwärtsrechnung auf mikroseismische aufgenommene Daten eines solchen mikroseismischen Ereignisses angewendet wird.Accordingly, preferred is a method of determining seismic damping based on a microseismic event by applying an inversion using forward calculation to microseismic acquired data of such a microseismic event.

Ausgenutzt wird zur Bestimmung der Dämpfung somit eine Verfahrensweise, bei der ein für sich genommen bekanntes seismologisches Verfahren zur Analyse mikroseismischer Daten verwendbar ist. Unter den aufgenommenen Daten werden insbesondere auch bereits zu einem früheren Zeitpunkt und mit ggfs. einer anderen Anordnung aufgenommene bzw. registrierte Seismogrammdaten verstanden, welche für die Verfahrensdurchführung von einem Speichermedium ausgelesen werden.Thus, to determine the attenuation, a procedure is used in which a seismological method known per se can be used to analyze microseismic data. Amongst the recorded data, seismogram data recorded or registered or registered with a possibly different arrangement is understood in particular, which are read out from a storage medium for carrying out the method.

Eine Ausgestaltung ist, dass die Inversion über ein Inversionszeitfenster auf die aufgenommenen Daten angewendet wird, wobei die Dauer des Inversionszeitfensters kürzer als 150 Sekunden, insbesondere kürzer als 100 Sekunden, insbesondere kürzer als 75 Sekunden, bevorzugt kürzer als 50 Sekunden ist und insbesondere eine Dauer des Inversionszeitfensters länger als 8 Sekunden, insbesondere länger als 9 Sekunden, bevorzugt länger als 10 Sekunden ist.One embodiment is that the inversion is applied to the recorded data via an inversion time window, wherein the duration of the inversion time window is shorter than 150 seconds, in particular shorter than 100 seconds, in particular shorter than 75 seconds, preferably shorter than 50 seconds and in particular a duration of Inversion time window longer than 8 seconds, especially longer than 9 seconds, preferably longer than 10 seconds.

Damit ist die Dauer so lang, dass ausreichend Daten des insbesondere gesamten S-Wellenzugs, welcher insbesondere die direkte S-Welle und insbesondere die S-Coda des Wellenzugs enthält, bzw. einer Einhüllenden der aufgenommenen Daten in die Inversion eingehen. Eine Einhüllende ist insbesondere bestimmbar als quadrierte Seismogrammspur und insbesondere die Summe der Einhüllenden der aufgezeichneten Komponenten. Die Verwendung der Einhüllenden bedeutet insbesondere, dass ein schlechtes Amplituden-Signal-Rausch-Verhältnis einer einzelnen Seismogramm-Komponente nicht zwangsläufig ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis der Einhüllenden nach sich zieht. Z. B. wird die S-Welle vorrangig auf den Horizontal-Komponenten aufgezeichnet und die P-Welle auf der Vertikal-Komponente, jedoch nicht ausschließlich, weshalb die Summation vorteilhaft ist. Insbesondere ist diese Verfahrensweise für die seismologische Verfahrensweise vorteilhaft einsetzbar, da die hier bezeichnete Einhüllende linear proportional zur Energiedichteverteilung eines seismischen Ereignisses, insbesondere eines mikroseismischen Ereignisses SQ ist. Eine Startzeit des Inversionszeitfensters wird insbesondere durch die automatisch bestimmte Einsatzzeit der S-Phase festgelegt.Thus, the duration is so long that sufficient data of the particular entire S-wave train, which contains in particular the direct S-wave and in particular the S-coda of the wave train, or an envelope of the recorded data in the inversion. An envelope is in particular determinable as a squared seismogram track and in particular the sum of the envelopes of the recorded components. The use of the envelope means in particular that a poor amplitude Signal-to-noise ratio of a single seismogram component does not necessarily result in a poor signal-to-noise ratio of the envelope. For example, the S-wave is primarily recorded on the horizontal components and the P-wave on the vertical component, but not exclusively, which is why the summation is advantageous. In particular, this procedure can advantageously be used for the seismological procedure, since the envelope designated here is linearly proportional to the energy density distribution of a seismic event, in particular of a microseismic event SQ. A start time of the inversion time window is determined in particular by the automatically determined operating time of the S phase.

Eine Ausgestaltung ist, dass aus den aufgenommenen Daten ein Datenbereich verwendet wird, bei dem zumindest für einen Punkt der Einhüllenden ein Signal-Rausch-Verhältnis von 12, insbesondere von 14, bevorzugt von 16 überschritten wird.One embodiment is that from the recorded data, a data area is used in which a signal-to-noise ratio of 12, in particular 14, preferably 16, is exceeded for at least one point of the envelope.

Dadurch werden nur seismische Daten aufnehmende Stationen für die Inversion ausgewählt, deren Inversions-Zeitfenster bzw. deren aufgezeichneter S-Wellenzug eine deutlich ausgeprägte direkte S-Welle enthält. Insbesondere wird dadurch auch gewährleistet, dass die Einhüllende der direkten S-Welle und die Einhüllende der Coda des Wellenzugs bzw. der aufgenommenen Daten in ausreichend kontrastreichem Umfang in die Inversion eingehen.As a result, only seismic data receiving stations are selected for inversion whose inversion timeslot or their recorded S-wave train contains a distinct direct S-wave. In particular, this also ensures that the envelope of the direct S wave and the envelope of the coda of the wave train or of the recorded data are received in sufficiently high degree in the inversion.

Eine Ausgestaltung ist, dass aus den aufgenommenen Daten ein Datenbereich verwendet wird, in dem ein Signal-Rausch-Verhältnis der Einhüllenden von 4, insbesondere von 5, bevorzugt von 6 nicht unterschritten wird.One embodiment is that from the recorded data a data area is used in which a signal-to-noise ratio of the envelope of 4, in particular of 5, preferably of 6 is not fallen below.

Dadurch wird ein Datenbereich für das Inversionszeitfenster ausgewählt bzw. bestimmt, in dem ausreichend signifikante, insbesondere ausschließlich signifikante Anteile des insbesondere gesamten S-Wellenzugs in die Inversion eingehen. Eine Endzeit des Datenbereichs bzw. des Inversionszeitfensters wird gemäß einer Weiterbildung insbesondere auch dadurch festgelegt, dass über eine vorgebbare Zeitdauer von z. B. einigen wenigen Sekunden, insbesondere 1 Sekunde oder weniger bzw. über eine vorgebbare Anzahl von Abtastzeitpunkten dieses geforderte Signal-Rausch-Verhältnis unterschritten wird.As a result, a data range for the inversion time window is selected or determined in which sufficiently significant, in particular exclusively significant, portions of the particular entire S-wave train are included in the inversion. An end time of the data area or the inversion time window is determined according to a development in particular also by the fact that over a predetermined period of z. B. a few seconds, in particular 1 second or less or over a predetermined number of sampling times this required signal-to-noise ratio is exceeded.

Eine Ausgestaltung ist, dass zumindest eines von einer Startzeit oder einem Anfang und von einer Endzeit oder einem Ende des Inversions-Zeitfensters oder einer Coda der aufgenommenen Daten relativ zu einem Rauschpegel bestimmt wird, insbesondere relativ zu einem Rauschpegel vor einem Einsatz einer ersten primären Welle der aufgenommenen Daten des mikroseismischen Ereignisses bestimmt wird.An embodiment is that at least one of a start time or a start and an end time or an end of the inversion time window or a coda of the recorded data relative to a noise level is determined, particularly relative to a noise level before a first primary wave is used recorded data of the microseismic event is determined.

Eine Ausgestaltung ist, dass die Inversion individuell über zueinander verschiedene Frequenzbänder der aufgenommenen Daten durchgeführt wird, wobei die Frequenzbänder einander überlappend festgelegt werden, insbesondere zu 10- bis 30-prozentig, insbesondere zu 30- bis 50-prozentig, insbesondere zu 40- bis 60-prozentig, insbesondere zu 60- bis 80-prozentig überlappend festgelegt werden.One embodiment is that the inversion is carried out individually over mutually different frequency bands of the recorded data, wherein the frequency bands are defined overlapping each other, in particular at 10 to 30 percent, in particular 30 to 50 percent, in particular 40 to 60 percentage, in particular 60 to 80 percent overlapping.

Eine entsprechende Auswahl der Frequenzbänder und Filterung der aufgenommenen Daten bei der Bereitstellung der aufgenommenen Daten ermöglicht die individuelle Analyse verschiedener Frequenzbänder, was wiederum ermöglicht, die Frequenzabhängigkeit der Dämpfungsparameter genauer abzubilden. Bevorzugt wird somit erst eine Bestimmung der Dämpfungsparameter für die einzelnen Frequenzbänder durchgeführt, bevor eine Bestimmung der Frequenzabhängigkeit, insbesondere eine Anpassung einer Regressionsgeraden durchgeführt wird. Durch Berücksichtigung der Zeit- und Frequenzabhängigkeit (engl. time-frequency approach) in der Analyse der Energiedichteverteilung können zudem beide Dämpfungsmechanismen unabhängig voneinander quantifiziert werden.An appropriate selection of the frequency bands and filtering of the recorded data in the provision of the recorded data allows the individual analysis of different frequency bands, which in turn makes it possible to more accurately map the frequency dependence of the attenuation parameters. Thus, a determination of the attenuation parameters for the individual frequency bands is preferably first carried out before a determination of the frequency dependence, in particular an adaptation of a regression line, is carried out. By taking into account the time and frequency dependence (time-frequency approach) in the analysis of the energy density distribution, both damping mechanisms can be quantified independently of each other.

Eine Ausgestaltung ist, dass aus den aufgenommenen Daten nur Daten von Stationen verwendet werden, bei denen ein Stationsrauschpegel kleiner ist als ein Zweifaches eines mittleren Rauschpegels.One embodiment is that only data from stations in which a station noise level is less than twice an average noise level is used from the acquired data.

Eine Ausgestaltung ist, dass vor der Inversion eine Modellierung der aufgenommenen Daten mittels einer analytische Bestimmung einer Green'schen Funktion durchgeführt wird, insbesondere die Berechnung solcher Green'schen Funktionen für eine vorgebbare Schar von Streukoeffizienten durchgeführt wird.An embodiment is that prior to the inversion a modeling of the recorded data is carried out by means of an analytical determination of a Green's function, in particular the calculation of such Green's functions is carried out for a predeterminable set of scattering coefficients.

Eine Ausgestaltung ist, dass die Inversion auf einen S-Wellenzug der aufgenommenen Daten, insbesondere auf einen gesamten S-Wellenzug einschließlich einer direkten S-Welle und deren S-Coda der aufgenommenen Daten angewendet wird.One embodiment is that the inversion is applied to an S-wave train of the recorded data, in particular to an entire S-wave train including a direct S-wave and its S-coda of the recorded data.

Damit kommt in der Inversion nur ein Datenbereich bzw. ein Inversionszeitfenster zum Einsatz, in dem insbesondere alle für die Inversion relevanten und zur Bestimmung der Dämpfung notwendigen Informationen enthalten sind. Thus, only one data area or one inversion time window is used in the inversion, in which in particular all information relevant for the inversion and necessary for determining the attenuation is contained.

Bevorzugt wird demgemäß auch eine Vorrichtung zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung basierend auf einem mikroseismischen Ereignis mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Bereitstellen mikroseismischer Daten und mit einer Steuereinrichtung, die ausgelegt und/oder programmiert ist, ein solches Verfahren auf bereitgestellte mikroseismische Daten anzuwenden zum Bestimmen einer seismischen Dämpfung.Accordingly, there is also preferably provided a device for determining seismic damping based on a microseismic event with a receptacle for providing microseismic data, and a controller adapted and / or programmed to apply such method to provided microseismic data for determining seismic attenuation.

Ermöglicht wird so insbesondere der Einsatz der beschriebenen seismologischen Verfahrensweise auf Daten aus der Mikroseismik durch solche Methoden der Datenauswahl für die Inversion sowie durch den Einsatz einer solchen Signalverarbeitung der aufgenommenen Daten. Ermöglicht wird so insbesondere eine einfache Adaption einer Inversionsmethodik auf die Analyse mikroseismischer Daten zur Bestimmung der Dämpfungsparameter. Insbesondere werden speziell entwickelte Inversionskriterien, angepasst an die besonderen Gegebenheiten mikroseismischer Daten, und zweitens eine Inversion des insbesondere gesamten S-Wellenzugs unter Verwendung eines einzelnen Inversionszeitfensters sowie einer schnellen Vorwärtsrechnung verwendet.In particular, the use of the described seismological procedure on data from microseismics is made possible by such methods of data selection for inversion and by the use of such signal processing of the recorded data. In particular, a simple adaptation of an inversion methodology to the analysis of microseismic data to determine the attenuation parameters is made possible. In particular, specially developed inversion criteria, adapted to the particular conditions of microseismic data, and secondly an inversion of the particular entire S-wave train using a single inversion time window and a fast forward calculation are used.

Das Verfahren hat den nennenswerten Vorteil, dass keine Annahmen zum Bruchvorgang, zur oberflächennahen Standortverstärkung oder der Dämpfungsart gemacht werden müssen.The method has the notable advantage of not having to make assumptions about fracture, near-surface site enhancement, or the mode of attenuation.

Durch Design einer entsprechenden Filter-Datenbank wird die Frequenzabhängigkeit der Dämpfungsparameter in der Inversion direkt mitbestimmt.By designing a corresponding filter database, the frequency dependence of the attenuation parameters in the inversion is directly determined.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine Messsituation bei einem mikroseismischen Ereignis; 1 a measurement situation in a microseismic event;

2 beispielhafte zeitliche Verläufe eines registrierten mikroseismischen Ereignisses und von dessen Einhüllender über der Zeit; 2 exemplary time histories of a registered microseismic event and of its envelope over time;

3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen einer seismischen Dämpfung basierend auf einem mikroseismischen Ereignis; 3 a flowchart of an exemplary method for determining a seismic damping based on a microseismic event;

4 Datendiagramme zur Veranschaulichung von Elementen einer seismologischen Verfahrensweise mit einer Modellierung einer Schar von Green'schen Funktionen, einer Anpassung einer Regressionsgeraden und einer Fehlerminimierung; und 4 Data diagrams illustrating elements of a seismological procedure with modeling a set of Green's functions, fitting a regression line, and minimizing errors; and

5 Datendiagramme zur Veranschaulichung von Endergebnissen einer beispielhaften Verfahrensdurchführung mit einem Vergleich der gemessenen und modellierten Energiedichte und mit einer frequenzabhängigen Dämpfung. 5 Data diagrams to illustrate the final results of an exemplary process implementation with a comparison of the measured and modeled energy density and with a frequency-dependent attenuation.

1 zeigt einen Untergrund, in welchem sich ein mikroseismisches Ereignis SQ ereignet. Dieses mikroseismische Ereignis SQ soll mittels einer Aufnahmeeinrichtung 1 erfasst und mittels einer Steuereinrichtung 2 ausgewertet werden. Die Aufnahmeeinrichtung 1 ist insbesondere ein Geophon, wobei dieses je nach Ausgestaltung auch als Seismometer oder Hydrophon realisierbar ist. Die Steuereinrichtung 2 ist insbesondere eine Vorrichtung mit einem Prozessor und Software, welche von der Aufnahmeeinrichtung 1 empfangene Daten auswertet und verarbeitet. Die Software bzw. die Steuereinrichtung 2 ist insbesondere ausgelegt, eine seismische Dämpfung aus einem insbesondere 3-Komponenten Seismogramm zu bestimmen, wobei die Seismogramme ein solches mikroseismisches Ereignis SQ wiedergeben. 1 shows a background in which a microseismic event SQ occurs. This microseismic event SQ is intended by means of a recording device 1 detected and by means of a control device 2 be evaluated. The recording device 1 is in particular a geophone, which, depending on the design, can also be implemented as a seismometer or hydrophone. The control device 2 is in particular a device with a processor and software, which of the receiving device 1 evaluates received data and processes. The software or the control device 2 In particular, it is designed to determine a seismic damping from an in particular 3-component seismogram, the seismograms representing such a microseismic event SQ.

Optional kann als Aufnahmeeinrichtung auch ein Dateneingang der Steuereinrichtung 2 angesehen werden, über den entsprechende Seismogrammdaten in die Steuereinrichtung 2 oder eine diese aufweisende Vorrichtung übertragen werden. Insbesondere kann eine solche Vorrichtung weitere Komponenten aufweisen, wie beispielsweise eine Speichereinrichtung zum Speichern solcher Seismogrammdaten, ein Rechen- und/oder Softwaresystem zur automatisierten Standardauswertung, insbesondere zur Bestimmung der Herdzeit, Lokalisierung des Hypozentrums und Bestimmung der Einsatzzeiten markanter Phasen und eine Auswertesoftware zum Bestimmen von Dämpfungsparametern aus solchen Seismogrammdaten eines mikroseismischen Ereignisses SQ.Optionally, as a recording device and a data input of the control device 2 be viewed via the corresponding Seismogrammdaten in the controller 2 or a device having this are transmitted. In particular, such a device can have further components, such as a memory device for storing such seismogram data, a computer and / or software system for automated standard evaluation, in particular for determining the cooking time, localization of the hypocenter and determination of the operating times of distinctive phases and an evaluation software for determining Attenuation parameters from such seismogram data of a microseismic event SQ.

Wie beispielhaft dargestellt, ereignet sich das beispielhafte mikroseismische Ereignis SQ mit einer Herdentfernung r zu der Aufnahmeeinrichtung 1. Entsprechend laufen Wellen, die durch das mikroseismische Ereignis SQ ausgelöst werden, insbesondere als direkte Wellen über einen direkten Laufweg dw von dem Ort des mikroseismischen Ereignisses SQ direkt zu der Aufnahmeeinrichtung 1. Insbesondere werden eine primäre Welle P und eine sekundäre Welle S als erste markantere Ereignisse durch die Aufnahmeeinrichtung 1 aufgezeichnet. Außerdem laufen weitere Wellen über indirekte Laufwege iw von dem Quellort des mikroseismischen Ereignisses SQ zu der Aufnahmeeinrichtung 1. Über solche indirekte Laufwege iw empfangene, gestreute Wellen bilden die sogenannte Coda C des Seismogramms. As exemplified, the exemplary microseismic event SQ occurs with a range distance r to the receiving device 1 , Accordingly, waves that are triggered by the microseismic event SQ, in particular as direct waves, travel directly to the receiving device via a direct path dw from the location of the microseismic event SQ 1 , In particular, a primary wave P and a secondary wave S are the first more prominent events by the receiving device 1 recorded. In addition, further waves travel via indirect paths iw from the source of the microseismic event SQ to the receiving device 1 , Scattered waves received via such indirect paths form the so-called coda C of the seismogram.

2 zeigt über der in Sekunden s angegebenen Zeit t beispielhafte Verläufe eines mikroseismischen Ereignisses SQ, das mittels einer derartigen Aufnahmeeinrichtung 1 aufgenommenen wurde. Dabei ist im oberen Abschnitt der Figur die durch die Aufnahmeeinrichtung 1 beispielhaft aufgezeichnete z-Komponente Z des Seismogramms skizziert. Diese weist einen anfänglichen Abschnitt mit lediglich Rauschen, insbesondere Hintergrundrauschen auf. Danach folgt als erstes markantes Ereignis das Eintreffen der primären Welle P des mikroseismischen Ereignisses SQ. Eine Zeit später folgt als größtes markantes Ereignis das Eintreffen der sekundären Welle S. 2 shows over the time specified in seconds s exemplary courses of a microseismic event SQ, by means of such a recording device 1 was recorded. It is in the upper portion of the figure through the receiving device 1 exemplary z recorded component Z of the seismogram outlined. This has an initial section with only noise, especially background noise. This is followed by the arrival of the primary wave P of the microseismic event SQ as the first striking event. A time later, the largest striking event is the arrival of the secondary wave S.

Im weiteren zeitlichen Verlauf klingt die Amplitude des aufgezeichneten mikroseismischen Ereignisses ab, wobei fortwährend weitere insbesondere auch primäre und sekundäre Wellen eintreffen, die über nicht direkte Laufwege von dem Quellort zur Aufnahmeeinrichtung 1 gelangt sind. Diese bilden als die Coda C insbesondere einen Anteil der Amplituden bzw. Ausschläge des Seismogramms aus. Die Darstellung mit einer konkreten Zeiterstreckung über etwas mehr als 20 s ist als bevorzugt und lediglich beispielhaft anzusehen.In the further course of time, the amplitude of the recorded microseismic event decays, with further, in particular, also primary and secondary waves arriving via non-direct routes from the source to the receiving device 1 have arrived. These form as the coda C in particular a proportion of the amplitudes or excursions of the seismogram. The representation with a concrete time extension over a little more than 20 s is to be regarded as preferred and merely as an example.

Im unteren Abschnitt der Figur ist eine unter Verwendung dieser Seismogrammkomponente berechnete Einhüllende E über der Zeit t aufgetragen. Markierte Abschnitte bilden dabei ein Rauschfenster NW, welches vor dem ersten Einsatz der Primär- bzw. P-Welle P ermittelbar ist, ein sich für die Datenverarbeitung bewegendes Zeitfenster MTW und ein Inversion-Zeitfenster ITW. Das Inversion-Zeitfenster ITW hat einen zeitlichen Anfangswert als Startzeit tmin und einen zeitlichen Endwert als Endzeit tmax. Die Startzeit tmin beginnt bevorzugt mit dem Ersteinsatz der Sekundär- bzw. S-Welle S und die Endzeit tmax wird so ermittelt, dass ein für die Dämpfungsbestimmung ausreichender Anteil der Coda C verarbeitet wird. Insbesondere ist die Gesamtdauer des Inversion-Zeitfensters ITW kleiner als 100 s, also deutlich kleiner als bei einer Auswertung seismologischer Ereignisse mit Magnituden Mw größer 3 oder 4.In the lower part of the figure, an envelope E calculated using this seismogram component is plotted over time t. Marked sections form a noise window NW, which can be determined before the first use of the primary or P-wave P, a time window MTW moving for the data processing and an inversion time window ITW. The inversion time window ITW has an initial time value as start time t min and a time end value as end time t max . The start time t min preferably begins with the first use of the secondary or S wave S, and the end time t max is determined in such a way that a portion of the coda C sufficient for determining the attenuation is processed. In particular, the total duration of the inversion time window ITW is less than 100 s, ie significantly smaller than in an evaluation of seismological events with magnitudes M w greater than 3 or 4.

3 skizziert bevorzugte Verfahrensschritte eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen einer seismischen Dämpfung basierend auf aufgenommenen bzw. aufgezeichneten Seismogrammdaten eines mikroseismischen Ereignisses. 3 outlines preferred method steps of an exemplary method for determining seismic damping based on recorded seismogram data of a microseismic event.

In einem ersten Schritt S1 werden Daten aufgenommen. Darunter ist ein Erfassen von Daten in Form eines Seismogramms verstehbar. Insbesondere ist darunter eine Aufnahme von derartigen bereits früher aufgenommenen Daten eines Seismogramms verstehbar, wobei die Daten bereits auf einem Speichermedium gespeichert sind und von dem Speichermedium zur Verarbeitung abgerufen und insbesondere in einen Arbeitsspeicher eines Prozessors der Steuereinrichtung 2 eingelesen werden. Insbesondere wird zusätzlich eine Erfassung von Daten von einer automatisierten Standardauswertung, welche insbesondere eine Lokalisierung des Hypozentrums, eine Bestimmung der Herdzeit und der Einsatzzeiten der P- und S-Phase umfasst, durchgeführt.In a first step S1, data is recorded. Among them, a collection of data in the form of a seismogram is understandable. In particular, including a recording of such previously recorded data of a seismogram is understood, the data are already stored on a storage medium and retrieved from the storage medium for processing and in particular in a main memory of a processor of the control device 2 be read. In particular, a collection of data from an automated standard evaluation, which includes in particular a localization of the hypocenter, a determination of the stovetop time and the operating times of the P and S phases, is carried out.

In einem zweiten Schritt wird eine Datenauswahl aus diesen Daten bzw. aus deren Einhüllender getroffen. Unter der Datenauswahl wird insbesondere verstanden, dass aus der Einhüllenden der Seismogrammdaten jeder einzelnen Station ein zeitlicher Ausschnitt der für das Inversionsverfahren zu verwendenden Daten ausgewählt wird. Dies ist durchführbar voll automatisiert durch z. B. die entsprechend eingerichtete Steuereinrichtung 2, durch manuelle Auswahl seitens einer Bedienperson mittels einer Schnittstelle der Steuereinrichtung 2 oder kombiniert durch Bedienperson und Steuereinrichtung 2.In a second step, a data selection is made from this data or from its envelope. The data selection means, in particular, that a time segment of the data to be used for the inversion method is selected from the envelope of the seismogram data of each individual station. This is feasible fully automated by z. B. the appropriately configured control device 2 , by manual selection by an operator by means of an interface of the control device 2 or combined by operator and controller 2 ,

Ein Kriterium der Datenauswahl ist, dass insbesondere zumindest für einen Punkt der Einhüllenden ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 12, insbesondere von 14, bevorzugt von 16 überschritten wird. Ein Kriterium der Datenauswahl ist, dass insbesondere ein minimales Signal-Rausch-Verhältnis von 4, insbesondere von 5, bevorzugt von 6 nicht unterschritten wird.A criterion of the data selection is that a signal-to-noise ratio (SNR) of 12, in particular of 14, preferably 16, is exceeded, in particular for at least one point of the envelope. A criterion of the data selection is that, in particular, a minimum signal-to-noise ratio of 4, in particular of 5, preferably of 6, is not undershot.

Ein Kriterium der Datenauswahl ist, dass insbesondere eine Dauer des Inversions-Zeitfensters ITW länger als 8 Sekunden, insbesondere länger als 9 Sekunden, bevorzugt länger als 10 Sekunden ist. Außerdem ist eine Dauer des Inversions-Zeitfensters ITW insbesondere kürzer als 100 Sekunden, insbesondere kürzer als 75 Sekunden, bevorzugt kürzer als 50 Sekunden.A criterion of the data selection is that in particular a duration of the inversion time window ITW is longer than 8 seconds, in particular longer than 9 seconds, preferably longer than 10 seconds. Furthermore is a duration of the inversion time window ITW in particular shorter than 100 seconds, in particular shorter than 75 seconds, preferably shorter than 50 seconds.

Ein Kriterium der Datenauswahl ist, dass insbesondere ein Stationsrauschpegel kleiner ist als ein Zweifaches eines mittleren Rauschpegels.A criterion of data selection is that, in particular, a station noise level is less than twice a mean noise level.

Im Rahmen der Datenauswahl oder auch voreingestellt werden bei der Inversion ein zu verwendender Frequenzbereich und zu verwendende Frequenzbänder festgelegt. Dabei werden die Frequenzbänder einander überlappend festgelegt.As part of the data selection or preset, the inversion determines a frequency range to be used and the frequency bands to be used. The frequency bands are defined overlapping each other.

In einem dritten Schritt S3 wird eine Modellierung, basierend auf den ermittelten Stationsparameters wie hypozentrale Entfernung r und Einsatzzeit der S-Phase durchgeführt. Dabei wird insbesondere eine analytische Berechnung der Green'schen Funktion für eine vorgebbare Schar von Streukoeffizienten durchgeführt.In a third step S3, modeling based on the determined station parameters such as hypocentral distance r and deployment time of the S-phase is performed. In particular, an analytical calculation of the Green's function is carried out for a predeterminable family of scattering coefficients.

In einem vierten Schritt S4 wird eine Inversion der ausgewählten Daten durchgeführt, wobei insbesondere eine Bestimmung der Inversionsparameter und insbesondere eine Bestimmung der Dämpfungsparameter für die einzelnen, einander überlappenden Frequenzbänder und anschließend eine Bestimmung der Frequenzabhängigkeit dieser Parameter mittels Regressionsgeraden durchgeführt wird.In a fourth step S4, an inversion of the selected data is performed, wherein in particular a determination of the inversion parameters and in particular a determination of the attenuation parameters for the individual, overlapping frequency bands and then a determination of the frequency dependence of these parameters is performed by means of regression lines.

Nachfolgend werden besonders bevorzugte Schritte eines solchen Verfahrens zur Dämpfungsbestimmung mittels Inversion von Einhüllenden, insbesondere Seismogrammeinhüllenden (engl. envelope inversion) in genaueren Einzelheiten beschrieben. Dieses Verfahren verfolgt einen stochastischen, zeit- und frequenzabhängigen Ansatz, der auf der sogenannten Energietransfertheorie (engl. Radiative Transfer Theory) beruht. Zur Bestimmung der Dämpfung wird der heterogene Untergrund als ein statistisches Zufallsmedium angesehen, und die Energieausbreitung mehrfach gestreuter seismischer Wellen in diesem Zufallsmedium betrachtet. Insbesondere wird dieser Prozess durch die Energietransfergleichung vollständig beschrieben. Die Inversion beruht auf der Anpassung theoretischer Kurven an eine beobachtete bzw. erfasste Energiedichteverteilung Eobs(f, t, r) der aufgenommenen Daten eines aufgezeichneten mikroseismischen Ereignisses. Eine gemessene Energiedichteverteilung Eobs(f, t, r) wird aus realen Seismogrammdaten durch die Berechnung der Einhüllenden (engl. envelope) der aufgezeichneten Geschwindigkeitsseismogramme ermittelt. Die Einhüllende ist insbesondere bestimmbar als geglättete Spur der quadrierten Seismogramme und insbesondere die Summe der Einhüllenden der aufgezeichneten Seismogrammkomponenten. Die Einhüllende ist dann insbesondere linear proportional zur gemessenen Energiedichte zur Zeit t und in der Entfernung r vom Quellort des mikroseismischen Ereignisses SQ. Eine theoretische Energiedichte Esyn(f, t, r) zu einer Zeit t und eine Herdentferung r wird folgendermaßen parametrisiert: Esyn(f, t, rj) = S(f)·Rj(f)·G(t, r, f)·I(t, f), (3) wobei S(f) und Rj(f) einen Quellterm sowie einen oberflächennahen, standortabhängigen Verstärkungsfaktor beschreiben. G(t, r, f) entspricht der Green'schen Funktion der Energietransfergleichung und beschreibt eine komplexe Umverteilung der Energie aufgrund von Mehrfachstreuung. I(t, f) enthält den unabhängigen Anteil der intrinsischen Dämpfung Qi, welcher durch den Exponentialterm e–bt beschrieben und durch einen Absorptionsparameter b als einem Dämpfungsparameter quantifiziert wird. Ein Streukoeffizient g* ist als ein weiterer Dämpfungsparameter, welcher die Stärke der Streuung kontrolliert bzw. beschreibt. Anhand der invertierten Dämpfungsparameter g* und b sind entsprechende Werte für die Q-Faktoren, d. h. die intrinsische Dämpfung Qi und die Streudämpfung Qs ableitbar: Q –1 / s = g·v / 2πf Q –1 / i = b / 2πf (4) Hereinafter, particularly preferred steps of such a method for attenuation determination by inversion of envelopes, in particular Seismogrammeinhüllenden (English envelope inversion) are described in more detail. This method follows a stochastic, time- and frequency-dependent approach, which is based on the so-called "energy transfer theory" (English: Radiative Transfer Theory). To determine the attenuation, the heterogeneous subsoil is regarded as a statistical random medium, and the energy propagation of multiply scattered seismic waves in this random medium is considered. In particular, this process is fully described by the energy transfer equation. The inversion is based on the adaptation of theoretical curves to an observed or acquired energy density distribution E obs (f, t, r) of the recorded data of a recorded microseismic event. A measured energy density distribution E obs (f, t, r) is determined from real seismogram data by the calculation of the envelopes of the recorded velocity seismograms. In particular, the envelope is determinable as a smoothed trace of the squared seismograms and, in particular, the sum of the envelopes of the recorded seismogram components. The envelope is then in particular linearly proportional to the measured energy density at time t and at the distance r from the source of the microseismic event SQ. A theoretical energy density E syn (f, t, r) at a time t and a hearth distance r is parameterized as follows: E syn (f, t, r j ) = S (f) * R j (f) * G (t, r, f) * I (t, f), (3) where S (f) and R j (f) describe a source term as well as a near-surface location-dependent gain factor. G (t, r, f) corresponds to Green's function of the energy transfer equation and describes a complex redistribution of energy due to multiple scattering. I (t, f) contains the independent portion of the intrinsic damping Q i , which is described by the exponential term e -bt and quantified by an absorption parameter b as a damping parameter . A scattering coefficient g * is another attenuation parameter that controls the intensity of the scattering. Corresponding values for the Q factors, ie the intrinsic damping Q i and the scattering attenuation Q s can be derived from the inverted damping parameters g * and b: Q -1 / s = g * v / 2πf Q -1 / i = b / 2πf (4)

Die Gesamtdämpfung wird dann entsprechend Gleichung (1) berechnet. Hervorzuheben ist, das geeignete Verfahren zur Datenauswahl für die Inversion sowie eine Anwendung einer Kombination von als solchen für sich genommen bekannten Verfahren aus der Seismologie und der Signalverarbeitung verwendet werden, welche für die Adaption der Inversionsmethode auf die Analyse mikroseismischer Daten verwendet werden. Insbesondere werden die Anteile der intrinsischen Dämpfung Qi und der Streudämpfung Qs in der Energietransfertheorie unabhängig voneinander berücksichtigt.The total attenuation is then calculated according to equation (1). It should be emphasized that the appropriate method of data selection for inversion as well as an application of a combination of seismology and signal processing techniques known per se are used, which are used for the adaptation of the inversion method to the analysis of microseismic data. In particular, the components of the intrinsic damping Q i and the scattering damping Q s are taken into account independently of one another in the energy transfer theory.

Gegenüber seismologischen Verfahren für eine Analyse tektonischer Ereignisse haben mikroseismische Daten andere Charakteristika. Entsprechend werden bei der Dämpfungsbestimmung mikroseismischer Daten z. B. ein höherer Frequenzgehalt, ein geringes Signal-Rausch-Verhältnis und eine kürzere Signaldauer berücksichtigt. Nachfolgend wird eine entsprechende Verfahrensweise für eine Anwendung auf mikroseismische Daten beschrieben.Microseismic data have different characteristics from seismic techniques for analyzing tectonic events. Accordingly, in the determination of attenuation microseismic data z. As a higher frequency content, a low signal-to-noise ratio and a shorter signal duration considered. The following describes a corresponding procedure for application to microseismic data.

Bei dem Verfahrensschritt S2, der Datenauswahl, durchlaufen die aufgenommenen Daten, d. h. der mikroseismische Datensatz eine Filter-Datenbank, um die Daten in entsprechende Frequenzbänder zu unterteilen. Um die Frequenzabhängigkeit der Dämpfungsparameter genauer abzubilden, ist die Filterbank so konstruiert, dass die Frequenzbänder insbesondere eine 10- bis 30-prozentige, insbesondere eine 30- bis 50-prozentige, insbesondere eine 40- bis 60-prozentige, insbesondere eine 60- bis 80-prozentige, insbesondere eine 50-prozentige Überlappung aufweisen. Die beobachtete bzw. ermittelbare Energiedichteverteilung Eobs(f, t, r) des mikroseismischen Ereignisses zur Zeit t, Herdentfernung r und Frequenz f, insbesondere Mittenfrequenz des verwendeten Bandpass, ergibt sich aus den insbesondere drei Komponenten Geschwindigkeitsseismogramm u →(t, r) gemäß:

Figure DE102014109280B4_0003
wobei ρ0 eine Dichte des Ausbreitungsmediums ist, durch welches die mikroseismische Welle gelaufen ist. Die sogenannte Hilbert-Transformation H wird dabei bevorzugt verwendet, um glatte Kurven zu erzeugen, die wiederum besser zum Vergleich mit theoretischen Kurven geeignet sind.In method step S2, the data selection, the recorded data, ie the microseismic data set, passes through a filter database in order to subdivide the data into corresponding frequency bands. In order to more accurately map the frequency dependence of the attenuation parameters, the filter bank is constructed such that the frequency bands are in particular 10 to 30 percent, in particular 30 to 50 percent, in particular 40 to 60 percent, in particular 60 to 80 percent, in particular have a 50 percent overlap. The observed or determinable energy density distribution E obs (f, t, r) of the microseismic event at time t, range distance r and frequency f, in particular center frequency of the bandpass used, results from the particular three components speed seismogram u → (t, r) according to :
Figure DE102014109280B4_0003
where ρ 0 is a density of the propagation medium through which the microseismic wave has passed. The so-called Hilbert transform H is preferably used to generate smooth curves, which in turn are better suited for comparison with theoretical curves.

Für die Inversion werden durch die geeignete Auswahl des Inversions-Zeitfensters ITW die Daten des insbesondere gesamten S-Wellen-Seismogramms, einschließlich der inbesondere direkten S-Welle und insbesondere der Codawellen, verwendet. Das Ende der Coda C wird dabei mit Hilfe des Rauschpegels, gemessen im Rauschfenster NW vor dem P-Wellen-Einsatz, bestimmt. Um den speziellen Besonderheiten mikroseismischer Daten Rechnung zu tragen, werden die Inversionszeitfenster der Einhüllenden insbesondere nach den Kriterien gemäß Verfahrensschritt S2 ausgewählt.For the inversion, the appropriate selection of the inversion time window ITW uses the data of the particular entire S-wave seismogram, including in particular the direct S-wave and in particular the code waves. The end of the coda C is thereby determined with the aid of the noise level, measured in the noise window NW before the P-wave insert. In order to take account of the special features of microseismic data, the inversion time windows of the envelopes are selected in particular according to the criteria according to method step S2.

Beispielhaft ausgewählt werden ein maximales SNR in zumindest einem Punkt größer als 16, ein minimales SNR insbesondere zur Bestimmung des S-Coda Endes größer als 6, die Fensterlänge des Inversions-Zeitfensters ITW größer 10 Sekunden und der Stationsrauschpegel (engl. individual noise level) kleiner als zweimal dem mittleren Rauschpegel. Ein solcher Rauschpegel wird insbesondere als Mittelwert über alle Stationen, mit denen die aufgenommenen Daten des mikroseismischen Ereignisses aufgezeichnet wurden, bestimmt, wobei die Berechnung insbesondere in jedem Frequenzband einzeln durchführbar ist.By way of example, a maximum SNR in at least one point greater than 16, a minimum SNR, in particular for determining the S-coda end greater than 6, the window length of the inversion time window ITW greater than 10 seconds and the station noise level (English individual noise level) smaller as twice the mean noise level. Such a noise level is determined, in particular, as an average over all stations with which the recorded data of the microseismic event were recorded, wherein the calculation can be carried out individually, in particular in each frequency band.

Die Startzeit tmin des Inversions-Zeitfensters ITW wird insbesondere auf den Zeitpunkt des Ersteinsatzes der direkten S-Welle S oder davor, insbesondere wenige Millisekunden davor festgelegt. Die Endzeit tmax des Inversionszeitfensters ITW wird entsprechend abhängig von dem vorgebbaren, minimalen Signal-Rausch-Verhältnis in Relation zu dem ermittelten Wert im Bereich des Rauschfensters NW berechnet.The start time t min of the inversion time window ITW is determined in particular on the time of the first use of the direct S wave S or before, in particular a few milliseconds before. The end time t max of the inversion time window ITW is correspondingly calculated as a function of the predefinable, minimum signal-to-noise ratio in relation to the determined value in the region of the noise window NW.

Die gemäß Verfahrensschritt S3 durchgeführte Modellierung (engl. forward modeling) besteht insbesondere aus einer Bestimmung einer Green'schen Funktion G(t, r) der Energiedichteverteilung, welches insbesondere eine Lösung der Energietransfergleichung ist, und ist mit unterschiedlichen Verfahren, z. B. Monte-Carlo- oder Finite-Differenzen-Simulation, in Abhängigkeit von der erforderlichen Komplexität des resultierenden Untergrundmodells durchführbar. Um eine schnelle Einsatzmöglichkeit zu gewährleisten, wird insbesondere ein analytisches Näherungsverfahren für die Green'sche Funktion G(t, r) in den Modellierungsalgorithmus implementiert:

Figure DE102014109280B4_0004
wobei δ(t) und H(x) die Dirac'sche Deltafunktion sowie die Heaviside-Funktion bezeichnen. Entsprechende Kurven der Green'schen Funktion sind beispielhaft für eine Schar von 3 beliebig ausgewählten Streukoeffizienten in 4 links oben skizziert. Dieser analytische Ansatz ist gültig für ein insbesondere verwendetes einfaches Halbraummodell unter der Annahme einer isotropen Quelle und isotroper Streuung von S-Wellen und weist nur im Zeitbereich nach der direkten S-Welle minimale Abweichungen, insbesondere unter 5% Abweichung von der exakten Lösung nach Zeng et al. (1991), auf. Mehrfachstreuung basiert auf der Annahme, dass durch Konversion S-Wellen zur dominanten Phase im späteren Teil des Seismogramms werden. Aufgrund dieser Tatsache ist mit dem hier dargestellten Verfahren insbesondere die Bestimmung der seismischen Dämpfung von S-Wellen möglich.The modeling (forward modeling) carried out according to method step S3 consists in particular of a determination of a Green's function G (t, r) of the energy density distribution, which is in particular a solution of the energy transfer equation, and is determined by different methods, e.g. B. Monte Carlo or finite difference simulation, depending on the required complexity of the resulting subsurface model feasible. In order to ensure a rapid application, in particular, an analytical approximation method for the Green's function G (t, r) is implemented in the modeling algorithm:
Figure DE102014109280B4_0004
where δ (t) and H (x) denote the Dirac delta function and the Heaviside function. Corresponding curves of Green's function are exemplary of a family of 3 arbitrarily selected scattering coefficients in FIG 4 sketched above left. This analytical approach is valid for a particularly used simple half-space model assuming an isotropic source and isotropic scattering of S-waves and exhibits minimal deviations only in the time domain after the direct S-wave, in particular below 5% deviation from the exact solution according to Zeng et al. (1991). Multiple scattering is based on the assumption that by conversion S-waves become the dominant phase in the later part of the seismogram. Due to this fact, the determination of the seismic damping of S waves is possible in particular with the method presented here.

Die gemäß Verfahrensschritt S3 durchgeführte Inversion verwendet insbesondere ein Inversionsproblem, welches mit der gleichzeitigen Bestimmung des Quellterms S, des Streukoeffizienten g*, des Absorptionsparameters b und der Standortfaktoren Rj für alle Stationen j, mit denen das mikroseismische Ereigniss SQ aufgezeichnet wurde, überbestimmt ist. Daher wird im ersten Teil der Inversion Rj(f) = 1 angenommen und anschließend werden die verbleibenden Größen S, g* und b für jedes Frequenzband einzeln bestimmt. Der Kern der Inversion besteht insbesondere aus einer linearen Regression und einer Fehlerminimierung nach der Methode der kleinsten Quadrate. Zur Linearisierung des Inversionsproblems wird der natürliche Logarithmus auf Gleichung (3) angewandt:

Figure DE102014109280B4_0005
The inversion performed according to method step S3 in particular uses an inversion problem which is over-determined with the simultaneous determination of the source term S, the scattering coefficient g *, the absorption parameter b and the location factors R j for all stations j with which the microseismic event SQ was recorded. Therefore, in the first part of inversion, R j (f) = 1 is assumed and then the remaining quantities S, g * and b are determined individually for each frequency band. In particular, the core of inversion consists of linear regression and least squares error minimization. To linearize the inversion problem, the natural logarithm is applied to equation (3):
Figure DE102014109280B4_0005

Durch eine insbesondere automatisierte Anpassung einer Ausgleichs- bzw. Regressionsgeraden ld, welche beispielhaft in 4 rechts oben skizziert ist, werden für einen festen Wert des Streukoeffizienten g* und eine daraus berechnete Green'schen Funktion G der Quellterm S und der Absorptionsparameter b frequenzabhängig bestimmt. Das Problem wird für jeden Streukoeffizienten g* einzeln gelöst, wobei aber bevorzugt alle Stationen gleichzeitig verwendet werden. Der Streukoeffizient g* wird abschließend als Minimum der Fehlerfunktion

Figure DE102014109280B4_0006
mit Hilfe einer 1D Gittersuche berechnet. Die Bestimmung des Fehlerminimums ist beispielhaft in 4 unten skizziert.By a particularly automated adaptation of a compensation or regression line ld, which exemplifies in 4 right above, the source term S and the absorption parameter b are determined as a function of frequency for a fixed value of the scattering coefficient g * and a Green's function G calculated therefrom. The problem is solved individually for each scattering coefficient g *, but preferably all stations are used simultaneously. The scattering coefficient g * finally becomes the minimum of the error function
Figure DE102014109280B4_0006
calculated using a 1D grid search. The determination of the error minimum is exemplary in 4 outlined below.

Für die Anwendung eines stochastischen Verfahrens in der Seismologie ist die Bildung eines Scharmittels (engl. ensemble average) erforderlich, welcher definiert ist als Mittelwert über verschiedene Realisierungen des Ausbreitungsmediums der mikroseismischen Welle. Da für die Inversion nur reale Daten einer einzigen Realisierung vorliegen, wird im Inversionsalgorithmus das Scharmittel durch einen zeitlichen Mittelwert insbesondere gemäß dem sogenannten ergodischen Prinzip ersetzt.For the application of a stochastic method in seismology, the formation of an ensemble average is required, which is defined as an average over various realizations of the propagation medium of the microseismic wave. Since there are only real data for a single realization for the inversion, in the inversion algorithm the share is replaced by a time average, in particular according to the so-called ergodic principle.

Abschließend ist in einem zusätzlichen Schritt die Standortverstärkung Rj(f) als mittlere Abweichung zwischen gemessener und invertierter Energiedichte an Station j bestimmbar.Finally, in an additional step, the location gain R j (f) can be determined as mean deviation between measured and inverted energy density at station j.

Eine Realisierbarkeit dieses Verfahrens ist anhand der Auswertung eines mikroseismischen Datensatzes mit einer maximalen Magnitude Mw ≤ 1 demonstrierbar. Die beispielhaft verwendeten Daten wurden während der hydraulischen Stimulation an der KTB (Kontinentales Tiefbohrprogramm) im Jahr 2000 registriert. Unter Verwendung der beschriebenen Inversionsmethode ist eine sehr gute Übereinstimmung zwischen theoretischer und beobachteter Energiedichteverteilung erreichbar, welche bespielhaft in 5 links skizziert ist. Durch Inversion mehrerer mikroseismischer Ereignisse sind mittlere Werte für die beiden Dämpfungsfaktoren Qi und Qs bestimmbar, welche im Rahmen der Messgenauigkeit mit regionalen Dämpfungsmodellen für Süddeutschland übereinstimmen. Die Gesamtdämpfung, dargestellt in 5 rechts, wird im Bereich zwischen 5 Hz und 95 Hz am besten durch ein frequenzabhängiges Q-Modell beschrieben mit Q(f) = Q0fn, wobei Q0 und n den Q-Wert bei 1 Hz und die Frequenzabhängigkeit beschreiben. Die verwendete Fensterlänge für die Bestimmung des Rauschpegels NW, des Signal-Rausch-Verhältnisses und des zeitlichen Mittelwertes betragen T = 1 s.A feasibility of this method can be demonstrated on the basis of the evaluation of a microseismic data set with a maximum magnitude M w ≦ 1. The data used as an example were registered during the hydraulic stimulation on the KTB (Continental Deep Drilling Program) in 2000. Using the described inversion method, a very good agreement between theoretical and observed energy density distribution can be achieved, which can be demonstrated in 5 outlined on the left. By inversion of several microseismic events, mean values for the two damping factors Q i and Q s can be determined, which coincide within the scope of the measurement accuracy with regional attenuation models for southern Germany. The total attenuation, shown in 5 right, is best described in the range between 5 Hz and 95 Hz by a frequency-dependent Q model with Q (f) = Q 0 f n , where Q 0 and n describe the Q value at 1 Hz and the frequency dependence. The window length used for the determination of the noise level NW, the signal-to-noise ratio and the time average are T = 1 s.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Aufnahmeeinrichtungrecording device
22
Steuereinrichtungcontrol device
A(f, r)A (f, r)
beobachtetes Amplitudenspektrumobserved amplitude spectrum
bb
Absorptionsparameterabsorption parameter
CC
CodaCoda
D(r)D (r)
geometrische Dämpfunggeometric damping
dwdw
direkter Laufwegdirect route
Ee
Einhüllendeenvelope
Eobs(f, t, r)E obs (f, t, r)
beobachtete Energiedichteverteilung eines mikroseismischen Ereignissesobserved energy density distribution of a microseismic event
Esyn(f, t, r)E syn (f, t, r)
theoretische Energiedichtetheoretical energy density
ff
Frequenz, insbesondere Mittenfrequenz des verwendeten BandpassFrequency, in particular center frequency of the bandpass used
fc f c
Eckfrequenzcorner frequency
g* g *
Streukoeffizientscattering coefficient
G(t, r)G (t, r)
Green'sche FunktionGreen's function
HH
Hilbert-TransformationHilbert transform
H(x)H (x)
Heaviside-FunktionHeaviside function
I(t, f)I (t, f)
Anteil der intrinsischen DämpfungProportion of intrinsic damping
ITWITW
Inversions-ZeitfensterInversion time window
iwiw
indirekter Laufwegindirect route
ldld
Ausgleichs- bzw. RegressionsgeradeEqualization or regression line
M(f)M (f)
Quellspektrumsource spectrum
M0 M 0
seismisches Momentseismic moment
Mw M w
Momenten-Magnitude, insbesondere Magnitude eines seismischen EreignissesMoments of magnitude, in particular magnitude of a seismic event
MTWMTW
sich bewegendes Zeitfenstermoving time window
nn
Frequenzabhängigkeit des Q-ModellsFrequency dependence of the Q model
NWnorthwest
Rauschfensternoise window
PP
primäre Welleprimary wave
Qi Q i
intrinsische Dämpfungintrinsic damping
Qs Q s
Streudämpfungscattering attenuation
Q0 Q 0
Q-Wert bei 1 HzQ value at 1 Hz
Qt Q t
scheinbare Dämpfung bzw. Gesamtdämpfungapparent damping or total damping
rr
Herdentfernung, insbesondere hypozentrale EntfernungStove removal, especially hypo-centric removal
Rj(f)R j (f)
StandortverstärkungsfaktorLocation gain
tt
ZeitTime
tmax t max
Endzeit des InversionszeitfenstersEnd time of the inversion time window
tmin min
Startzeit des InversionszeitfenstersStart time of the inversion time window
SS
sekundäre Wellesecondary wave
S(f)S (f)
Z(f)Quellterm der theoretischen EnergiedichteZ (f) Source term of the theoretical energy density
SQSQ
mikroseismisches Ereignismicroseismic event
u →(t, r)u → (t, r)
3-Komponente Geschwindigkeitsseismogramm, insbesondere bandpass-gefiltert3-component speed seismogram, in particular bandpass-filtered
ui(t, r)u i (t, r)
Einzelkomponente des Geschwindigkeitsseismogramms, z. B. Z-Komponente, insbesondere bandpass-gefiltertSingle component of the velocity seismogram, e.g. B. Z component, in particular bandpass filtered
vv
mittlere Wellengeschwindigkeitmean shaft speed
ZZ
Z-Komponente eines SeismogrammsZ component of a seismogram
γγ
Abfall des AmplitudenspektrumsDrop in the amplitude spectrum
ρ0 ρ 0
Dichte des AusbreitungsmediumsDensity of the propagation medium
δ(t)δ (t)
Dirac'sche DeltafunktionDirac delta function
ψψ
Abstrahlcharakteristikradiation

Claims (10)

Verfahren zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung (Qi, Qs, Qt) basierend auf einem mikroseismischen Ereignis (SQ), indem eine Inversion unter Verwendung einer Vorwärtsrechnung auf mikroseismische aufgenommene Daten eines solchen mikroseismischen Ereignisses (SQ) angewendet wird (S4).A method for determining a seismic attenuation (Q i , Q s , Q t ) based on a microseismic event (SQ) by applying an inversion using forward calculation on microseismic recorded data of such microseismic event (SQ) (S4). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Inversion über ein Inversions-Zeitfenster (ITW) auf die aufgenommenen Daten angewendet wird, wobei – die Dauer des Inversions-Zeitfensters (ITW) kürzer als 150 Sekunden, insbesondere kürzer als 100 Sekunden, insbesondere kürzer als 75 Sekunden, bevorzugt kürzer als 50 Sekunden ist und – insbesondere eine Dauer des Inversionszeitfensters (ITW) länger als 8 Sekunden, insbesondere länger als 9 Sekunden, bevorzugt länger als 10 Sekunden ist.The method of claim 1, wherein the inversion is applied to the recorded data via an inversion time window (ITW), wherein The duration of the inversion time window (ITW) is shorter than 150 seconds, in particular shorter than 100 seconds, in particular shorter than 75 seconds, preferably shorter than 50 seconds, and In particular, a duration of the inversion time window (ITW) is longer than 8 seconds, in particular longer than 9 seconds, preferably longer than 10 seconds. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem aus den aufgenommenen Daten ein Datenbereich verwendet wird, bei dem zumindest für einen Punkt der Einhüllenden ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 12, insbesondere von 14, bevorzugt von 16 überschritten wird. Method according to one of the preceding claims, in which a data range is used from the recorded data in which a signal-to-noise ratio (SNR) of 12, in particular 14, preferably 16, is exceeded for at least one point of the envelope. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem aus den aufgenommenen Daten ein Datenbereich verwendet wird, in dem ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) der Einhüllenden von 4, insbesondere von 5, bevorzugt von 6 nicht unterschritten wird.Method according to one of the preceding claims, wherein from the recorded data a data area is used in which a signal-to-noise ratio (SNR) of the envelope of 4, in particular of 5, preferably of 6 is not undershot. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem zumindest eines von einer Startzeit oder einem Anfang und von einer Endzeit oder einem Ende des Inversions- Zeitfensters (ITW) oder einer Coda (C) der aufgenommenen Daten relativ zu einem Rauschpegel bestimmt wird, insbesondere relativ zu einem Rauschpegel (NW) vor einem Einsatz einer ersten primären Welle (P) der aufgenommenen Daten des mikroseismischen Ereignisses (SQ) bestimmt wird.Method according to any preceding claim, wherein at least one of a start time or a start and an end time or an end of the inversion time window (ITW) or a coda (C) of the recorded data is determined relative to a noise level, in particular relative to one Noise level (NW) is determined before use of a first primary wave (P) of the recorded microseismic event (SQ) data. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Inversion (S4) individuell über zueinander verschiedene Frequenzbänder der aufgenommenen Daten durchgeführt wird, wobei die Frequenzbänder einander überlappend festgelegt werden, insbesondere zu 10- bis 30-prozentig, insbesondere zu 30- bis 50-prozentig, insbesondere zu 40- bis 60-prozentig, insbesondere zu 60- bis 80-prozentig überlappend festgelegt werden.Method according to one of the preceding claims, in which the inversion (S4) is carried out individually over mutually different frequency bands of the recorded data, wherein the frequency bands are defined overlapping each other, in particular from 10 to 30 percent, in particular from 30 to 50 percent, in particular 40 to 60 percent, in particular to 60 to 80 percent overlapping. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem aus den aufgenommenen Daten nur Daten von Stationen verwendet werden, bei denen ein Stationsrauschpegel kleiner ist als ein Zweifaches eines mittleren Rauschpegels.A method according to any preceding claim, wherein only data from stations in which a station noise level is less than twice an average noise level is used from the acquired data. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem vor der Inversion (S4) eine Modellierung der aufgenommenen Daten mittels einer analytischen Bestimmung zumindest einer Green-Funktion durchgeführt wird (S3), insbesondere die Berechnung solcher Green'schen Funktionen für eine vorgebbare Schar von Streukoeffizienten durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein before the inversion (S4) a modeling of the recorded data is carried out by means of an analytical determination of at least one Green function (S3), in particular the calculation of such Green's functions is carried out for a predeterminable family of scattering coefficients , Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Inversion (S4) auf einen S-Wellenzug der aufgenommenen Daten, insbesondere auf einen gesamten S-Wellenzug einschließlich der direkten S-Welle (S) und deren S-Coda (C) der aufgenommenen Daten angewendet wird.Method according to any preceding claim, wherein the inversion (S4) is applied to an S-wave train of the recorded data, in particular to an entire S-wave train including the direct S-wave (S) and its S-coda (C) of the recorded data becomes. Vorrichtung zur Bestimmung einer seismischen Dämpfung (Qi, Qs, Qt) basierend auf einem mikroseismischen Ereignis (SQ) mit – einer Aufnahmeeinrichtung (1) zum Bereitstellen mikroseismischer Daten (dw, C) und – einer Steuereinrichtung (2), die ausgelegt und/oder programmiert ist, ein Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch auf bereitgestellte mikroseismische Daten (dw, C) anzuwenden zum Bestimmen einer seismischen Dämpfung (Qi, Qs, Qt).Device for determining a seismic damping (Q i , Q s , Q t ) based on a microseismic event (SQ) with a recording device ( 1 ) for providing microseismic data (dw, C) and - a control device ( 2 ) adapted and / or programmed to apply a method according to any preceding claim to provided microseismic data (dw, C) for determining a seismic attenuation (Q i , Q s , Q t ).
DE102014109280.5A 2014-07-02 2014-07-02 Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event Expired - Fee Related DE102014109280B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014109280.5A DE102014109280B4 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014109280.5A DE102014109280B4 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014109280A1 DE102014109280A1 (en) 2016-01-07
DE102014109280B4 true DE102014109280B4 (en) 2017-06-29

Family

ID=54866034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014109280.5A Expired - Fee Related DE102014109280B4 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014109280B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114966853B (en) * 2022-05-27 2023-03-31 中国矿业大学 Method for determining surrounding rock motion parameter extreme value of impact site based on microseismic monitoring signal

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050190649A1 (en) * 2003-12-29 2005-09-01 Westerngeco L.L.C. Method for monitoring seismic events
US20120116680A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-10 Saudi Arabian Oil Company Microseismic source location estimation method with high resolution using green's functions

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050190649A1 (en) * 2003-12-29 2005-09-01 Westerngeco L.L.C. Method for monitoring seismic events
US20120116680A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-10 Saudi Arabian Oil Company Microseismic source location estimation method with high resolution using green's functions

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014109280A1 (en) 2016-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60020399T2 (en) METHOD FOR VIBRATION ANALYSIS
CN102109612B (en) Seismic wave absorption and attenuation compensation method
DE19915036C2 (en) Methods of finding, identifying the type and geometric dimensions of hydrocarbon deposits
EP1421412A2 (en) Method for the determination of local similitude from seismic 3d measured data
CN104614769B (en) A kind of Beamforming for suppressing seismic surface wave
CN104395779A (en) System and method for estimating and attenuating noise in seismic data
DE2309839A1 (en) PROCEDURES FOR IMPROVING SEISMIC DATA
CN106054244A (en) Low-pass filter multi-scale full waveform inversion method of cut-off time window
CN106405645A (en) Data quality analysis-based signal to noise ratio controllable earthquake frequency-expansion processing method
Yong-Shou et al. A time-varying wavelet extraction using local similarity
CN104502965A (en) Retrieving method for amplitude compensation factor
DE69632892T2 (en) Method for filtering elliptical waves propagating in a medium
DE2942011A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR LOCALIZING INTERFERENCE OR MISSING POINTS IN MINERAL LAYERS, ESPECIALLY IN COAL FLOORS
DE102014109280B4 (en) Method and apparatus for determining seismic damping based on a microseismic event
DE112013007373T5 (en) Methods and systems for scaling grid cells of a static earth model and recalculating properties
Xu et al. Random noise attenuation using a structure-oriented adaptive singular value decomposition
CN102353991B (en) Method for analyzing seismic instantaneous frequency based on physical wavelet matched with seismic wavelet
DE2419578C2 (en) Procedure for eliminating as far as possible the multiples in seismic records
DE2828554A1 (en) SEISMIC INVESTIGATION PROCEDURE
DE102014000234A1 (en) Deterministic and stochastic method for the computation, dissemination and interpretation of petrophysical micro-properties and macro-properties as petrophysical-seismic attributes in the "3D Seismic Volume" for interpretation purposes
DE2440312A1 (en) EARTHQUAKE MONITORING PROCEDURE
CN116719088B (en) Aviation transient electromagnetic data noise suppression method
DE3014897C2 (en)
DE1449601C (en) Multi-channel data processing device for eliminating interference signals
DE1623576A1 (en) Method and device for eliminating interference from signals

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: MEISSNER, BOLTE & PARTNER GBR, DE

Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee