微地震监测技术及应用

微地震监测技术及应用
摘要微地震监测工艺包括近震研究的定位与地壳构架成像，微地震监测各类定位手段需创建不同目标函数，地震定位情况的实质为求得目标函数的极小值。

NA拥有不依靠于模型初始值选用，不会收敛与部分极小值，比以往线性近似手段有更大的精度与稳定性。

经过地震信息的震相研究，走时拾取反演能够得到地震干扰区的地震波速度系统，当前已推行使用在石油、气田勘察开发和页岩开发领域；矿山开挖中矿震、岩爆，煤和瓦斯突出，承压水突水检测；水利项目施工坝址、边坡可靠性以及天然滑坡检测等诸多方面。

关键词微地震；监测方法；运用；研究
1 微地震具体定位手段
微震监测方法是在地震监测方法的前提下发展起来的，其在原理上和地震监测、声发射监测方法一样，是依靠岩体受力损坏阶段破裂的声、能原理。

近震3D空间微地震定位忽视深度后能视为平面微地震定位情况，使用三点定位几何手段，在已知三个测量点坐标与地层介质传递速度基础上，经过三点到时就能够明确震源部位[1]。

O0是坐标原点，以R，R+ΔR1，R+ΔR2分别是半径作圆，三圆交点就是震源，如图1所示。

天然微地震出现频率相对偏低，地震震相容易区别，常体现出单事件特点。

精确的定位手段均是创建在3D空间前提下，常见的微地震震源定位基本手段包括Geiger法、网格检索手段等线性优化途径；还有遗传算法、模拟退火以及邻近算法等非线性优化手段[2]。

2 微地震监测运用
2.1 矿山安全开挖微地震监测
伴随开挖深度增大，地压、瓦斯以及地下承压水等安全情况突出，微地震监测技术起到关键的作用。

冲击地压属于矿山内损坏行最大的地压问题，出现时大小不同的煤块以较大的速度飞向巷道，对矿山设备以及人员生命的威胁较大，因此对其研究具有重要作用[3]。

统计结构显示，大概50%的矿震是因为沙砾岩等重点层损害造成的，僅有少数矿震造成了冲击地压情况，表示矿震和冲击地压的差异。

冲击地压与地震一样均是和地球中物理损坏相关联的岩体可靠性现象，其出现时均表现为较短时间内散发大量的应变能。

使用弹性波和岩体破裂的相关观念和技术，探究地下采空区不明水体的蓄积与成灾过程，研究显示，在突水问题前存在明确的弹性波波束比低值异常、振幅比高值异常、振动主频低值异常、波形变异和隔水岩墙破裂出现前的微震频度异常。

2.2 油气田、页岩气研发微地震测量
微震压裂监测可以评价水力压裂建模与过程，已经出现的水力压裂的面积，主要有方向、长度、高度以及生长环节。

一般用纵波与横波的到达时间和它们之间的时间差测算从监测井至微地震源点的间距。

（1）微地震监测经过震源定位，可以记录油藏部位微地震大小，进而辨别井筒周边断层与裂缝的布局，监测远离井位的流体通道[4]。

（2）微地震事件也可以作为位于储层内部的有效纵波和横波震源，用于速度成像和横波各向异性分析，对裂缝性储层有关的流动各向异性进行成像。

（3）对微地震波形和震源机制的研究，可提供有关油藏内部变形机制、传导性裂缝和再活动断裂构造形态的信息以及流体流动的分布和压力前缘的移动情况。

在油气田、页岩气开发中微地震监测布置主要有两种方式：一是将检波器布置在井中；二是将检波器布置于地面，见图2。

两种布置方式具有不同适应性，应根据实际情况选择。

3 讨论与结论
微地震监测包含近震研究的定位与成像，各项定位手段和区域远震定位手段不烫，是指小于1000千米范围直角坐标系下3D定位情况，常见的是单事件定位，和多事件定位情况不同。

多尺度的微地震监测已使用在地球物理的每个领域，较大范围震级低于里氏三级天然地震前兆和余震，水库地震的记录查看等能用在区域地壳结构速度成像。

针对较小范围的微地震监测，当前已普遍使用于油、气田勘察开发，还有页岩气研发中；矿山安全矿震、地压，煤和瓦斯突出、承压水突水等诸多领域，水利项目施工坝址、边坡可靠性、天然滑坡监测等。

由于地震是人们共同面对的问题，地震探究也大都集中在大学与科研单位，所以网上有很多的共享信息，包含源程序与应用介绍。

微地震监测各项定位手段需建立不一样的目标函数，从数学上地震定位情况的实质是求目标函数的极小值。

干扰地震定位精度的重要因素包括：台网分布、震相辨别、到时读数以及介质速度结构等。

在数据测算时，常出现走时的测算、偏导数的运算和方程的反演求解等。

4 结束语
微地震监测作为大家掌握地下生产状况的一种重要途径，因为噪音、距离、震级、速度模型等要素的影响，并非是全部的监测将结构均是有用的；就算一次成功的监测，在信息处理上，因为各种因素的限制，依旧还有许多地方值得改进。

微地震在广义上是地震学范涛，其对于大部分地质学者、油田作业人员来说是陌
生的，大家针对这一新兴事物尚不了解。

将来，微地震监测会变成一种关键的技术方法。

所以，大家应该用积极的态度来掌握与学习这个技术，便于较好地了解地下生产实践。

参考文献
[1] 赵玉武，曲瑛新，熊文平.微地震监测技术在低渗透油田裂缝研究中的应用——以大庆西部外围低渗透油田为例[J].中国工程科学，2012，（04）：34-39.
[2] 刘振庆，李娟娟，于建忠，张振辉.微地震技术在采矿安全监测中的应用研究[J].能源技术与管理，2014，（04）：6-8.
[3] 张大椿，张健，吴春林，李朝林，刘晓.井下微地震监测技术在公003-H16井水力压裂中的应用[J].钻采工艺，2014，（04）：42-44+3.
[4] 刘建升，杨永刚，张红岗，李晓明，南茜，海金龙.微地震监测技术在暂堵压裂工艺中的应用[J].石油化工应用，2016，（08）：68-73.。