微震监测震源反演方法
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关键 词 ： 源定 位 ； 震 ； 演 方法 ； 震 微 反 非线性 ； 合反 演 联
０ 引言
地球 物理 反演 的核心 问题是如何根 据地面上 的观测信号推测地球 内部 与信号有关 部位的物理
状 态 ，这 些 问 题 就 构 成 了 地 球 物 理 反 演 的 独 特 研 究 对 象 【 。地 球 物 理 反 演 可 分 为 单 一 地 球 物 理 现 象 的 反 演 和 多 种 地 球 物 理 现 象 的 联 合
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的 。反演的基本思路 与 Ｇ ｉ ｒ ｅ ｅ法相 同 ， ｇ 但在具体 做法上 有所 不 同 。
的套管上安装接收微震信号的检波器， 即可采用三 圆相 交 定位 法 测 定 震源 的位置 ， 而得 到 裂缝 走 向 进
和长度 “。 ”
比较 落后 ，迄 今 还 没 有 一 种 完 全适 用 的方 法 呈 现
出来 。最 熟 悉 的完 全 非 线 性 反 演 方法 莫 过 于枚 举 法 （ ｎｍｅａｉ ｔｏ ） Ｅ ｕ ｒｔｅＭｅ ｄ ，即在一 定 的 约束 条件 下 ｖ ｈ 不 同 的模 型 ，经 过 反 复 运 算 比较 ，直 至 所 有 的模
波 速 。分 别 以 Ａ 、 和 Ａ 井 为 圆心 ， Ｄ Ｄ ａｄ Ｄ 。Ａ。 ： 以 ，＋ 。 ＋ ，
ａｄ为半径 画 圆， 圆交点 即为微 震震 源点 ｐ ｔ ： 三 ｅ 。
作者简介 ： 周运 波（９ ２ ） 男 ， １８ 一 ， 硕士研 究生， 主要从事地震解释， 微震监测方面的学＊和研 究。 － ７
型 均被 检 验 为 止 ，这 时 就 可 以找 到所 有 可接 受 的
如 图 １ 示， 距 压裂 井 最 近 的监 测 井 为 Ａ， 所 设 。 坐 标为 ，） ｙ， ０ 顺时针的第二 口 监测井为 Ａ（，） 。，。 ｘＹ ， 第三口 监测井为 Ａ（，） ： ２２ ｘｙ 。则震源 Ｐ 发出的微震信号首先 ｃ
类 非 线 性 优 化 计 算 方 法 得 到 了迅 速发 展 ，在 地 球 物理反 演 中 已经 发挥 了重要 作用 。
裂 缝 延 伸 所 产 生 的震 动 能量 以 弹性 波 的形 式
向外 传 播， 弹性 波在 地层 遇 到套 管 时， 将 弹性 当 套管 波送 到井 口。在 压裂 井 附近 的 ３口监 测井 井 口下 部
里主要 介绍 常用 的几种震 源定 位方 法 。
１１ 三 圆相 交定 位法 ．
近 年来 ，非 线性 理 论 在 自然 科 学 的各 个 领 域 成 为研 究 前 沿 ，受 到 人 们 的普 遍 关 注 。 同 时 由于 计 算 技 术 的 日新 月 异 ，特 别 是 并 行 机 的 出 现 ，各
满意 的解 嘲 。但 由于其 计 算量 的巨大 性 ，因而 是一
种很 费 时 的方 法嘲 。所 以要选 取 合适 的反演 方 法 以 大 大促 进 地 球 物理 解 释 的定 量化 ， 并提 高 解 释 结果
的 客观性 。
被Ａ位置检波器接收到， ０ 这时距离为 Ｄ ｖ； ＝ｔ ｏ 信号到达 Ａ 的距离为 Ｄ △ｄ其中△ｄ ｖ ， ； 。 ＋ 。 ， 。 （ 信号到达Ａ 的 ＝ｔ 一 距 离 为 Ｄ＋ ： 中 ａｄ ｖ ２ｔ 。式 中 ｔ ｔ ｔ 别 △ｄ， 其 ： （一ｏ ＝ｔ ） ｏ。： 、 、分 是微震 信 号到 达 Ａ、 、 ： ０ Ａ 的时 间，是 地层 的视 水平 Ａ。 ｖ
２ １ 年第 ６ ０１ 期 总第 １６ ８ 期
・
国 外 测 井 技 术
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Ｄｅ ．０１ ｃ２ １
Ｔ ｔｌ１ ６ ｏａ ８
２３
基 础科 学 ・
微震 监测震源反演方法
周运波 王全 和少伟
１教 育部 油 气资 源与勘探技 术 重 点 实验 室 ２ 长 油 田股份 有 限公 司直 罗采油厂勘 探科 ． ． 延 摘 要 ： 源 定位是 地震 学 中基本 的 问题之 一 ， 高定位精 度也 一 直是地 震 学应 用研 究的 重要课 题 震 提
反演 。
１ 常 规震 源反 演 方 法
震源反演是微震监测技术 的最终 目的 ， 通过采 集、 处理得到的纵横波地震记录 ， 确定震源位置 ， 即 确定 压 裂 导致 岩石 破裂 的裂点 位 置 ， 而确定 裂 缝 进 延 伸 的方位 与 长度 ， 目前确 定震 源 位置 的方法 是 借 助 于天 然 地震 中震 源反 演 方 法“。方 法 有 ： 圆相 ０ １ 三 交定 位 法 、 纵横 波 时差法 、 同型 波 时差 法 、 振 分 析 偏 定位法 、 ｅ ｅ震源定位法及 Ｇ ｉ ｒ Ｇｉｒ ｇ ｅ ｅ修正法 等。这 ｇ
要 通 过 计 算 过 程 进 行 非 线 性 反 问题 的数 值 模 拟 ，必 须 对 原 来 的非 线 性 问 题 进 行离 散 近似 ，把 这 类 方 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 统 称 为 线 性 化 或 拟 反 演 方法 。与 线 性
化 和拟 线 性 化 方 法 相 比 ，完 全 非 线性 反 演 方 法 还
之一 。本文就 目前各种微震定位方法进行 了大体分类并概述了基本原理， 对单一地球物理现象的 反 演和 多种 地球 物理现 象的联 合反 演方 法都 作 了叙 述， 绍 了 目前 在 国 内开始 运 用 的联 合反 演方 介
法， 线性联 合反 演将会 在 以后 的微 震反 演 中更 快 的发 展 。 非
国 外 测 井 技 术
Ｎ ‘
２ １ 年 １ 月 ０１ ２
是客 观存 在 的 ， 时也是较 大 的 ， 有 要想 精 确定位 微地 震源 、 了解速 度场 的精 细变化 ， 并 微地 震反 演是 必要
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地球 物理 反演 的核心 问题是如何根 据地面上 的观测信号推测地球 内部 与信号有关 部位的物理
状 态 ，这 些 问 题 就 构 成 了 地 球 物 理 反 演 的 独 特 研 究 对 象 【 。地 球 物 理 反 演 可 分 为 单 一 地 球 物 理 现 象 的 反 演 和 多 种 地 球 物 理 现 象 的 联 合
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作者简介 ： 周运 波（９ ２ ） 男 ， １８ 一 ， 硕士研 究生， 主要从事地震解释， 微震监测方面的学＊和研 究。 － ７
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如 图 １ 示， 距 压裂 井 最 近 的监 测 井 为 Ａ， 所 设 。 坐 标为 ，） ｙ， ０ 顺时针的第二 口 监测井为 Ａ（，） 。，。 ｘＹ ， 第三口 监测井为 Ａ（，） ： ２２ ｘｙ 。则震源 Ｐ 发出的微震信号首先 ｃ
类 非 线 性 优 化 计 算 方 法 得 到 了迅 速发 展 ，在 地 球 物理反 演 中 已经 发挥 了重要 作用 。
裂 缝 延 伸 所 产 生 的震 动 能量 以 弹性 波 的形 式
向外 传 播， 弹性 波在 地层 遇 到套 管 时， 将 弹性 当 套管 波送 到井 口。在 压裂 井 附近 的 ３口监 测井 井 口下 部
里主要 介绍 常用 的几种震 源定 位方 法 。
１１ 三 圆相 交定 位法 ．
近 年来 ，非 线性 理 论 在 自然 科 学 的各 个 领 域 成 为研 究 前 沿 ，受 到 人 们 的普 遍 关 注 。 同 时 由于 计 算 技 术 的 日新 月 异 ，特 别 是 并 行 机 的 出 现 ，各
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被Ａ位置检波器接收到， ０ 这时距离为 Ｄ ｖ； ＝ｔ ｏ 信号到达 Ａ 的距离为 Ｄ △ｄ其中△ｄ ｖ ， ； 。 ＋ 。 ， 。 （ 信号到达Ａ 的 ＝ｔ 一 距 离 为 Ｄ＋ ： 中 ａｄ ｖ ２ｔ 。式 中 ｔ ｔ ｔ 别 △ｄ， 其 ： （一ｏ ＝ｔ ） ｏ。： 、 、分 是微震 信 号到 达 Ａ、 、 ： ０ Ａ 的时 间，是 地层 的视 水平 Ａ。 ｖ
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周运波 王全 和少伟
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反演 。
１ 常 规震 源反 演 方 法
震源反演是微震监测技术 的最终 目的 ， 通过采 集、 处理得到的纵横波地震记录 ， 确定震源位置 ， 即 确定 压 裂 导致 岩石 破裂 的裂点 位 置 ， 而确定 裂 缝 进 延 伸 的方位 与 长度 ， 目前确 定震 源 位置 的方法 是 借 助 于天 然 地震 中震 源反 演 方 法“。方 法 有 ： 圆相 ０ １ 三 交定 位 法 、 纵横 波 时差法 、 同型 波 时差 法 、 振 分 析 偏 定位法 、 ｅ ｅ震源定位法及 Ｇ ｉ ｒ Ｇｉｒ ｇ ｅ ｅ修正法 等。这 ｇ
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化 和拟 线 性 化 方 法 相 比 ，完 全 非 线性 反 演 方 法 还
之一 。本文就 目前各种微震定位方法进行 了大体分类并概述了基本原理， 对单一地球物理现象的 反 演和 多种 地球 物理现 象的联 合反 演方 法都 作 了叙 述， 绍 了 目前 在 国 内开始 运 用 的联 合反 演方 介
法， 线性联 合反 演将会 在 以后 的微 震反 演 中更 快 的发 展 。 非
国 外 测 井 技 术
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是客 观存 在 的 ， 时也是较 大 的 ， 有 要想 精 确定位 微地 震源 、 了解速 度场 的精 细变化 ， 并 微地 震反 演是 必要
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