微震震源定位算法优化研究及应用

赵德明，庞 锐，王海波

(中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，江苏 南京 211103)

0 引 言

微地震监测是指利用井下或者地表布置的一个个监测检波器接受非常规油气生产过程中的微小的破裂或错断信号，并通过一系列处理方法反推出信号发生位置、延伸方向等信息，最后根据这些信息反过来优化非常规压裂设计方案，降低成本提高出产率[1]。随着中国非常规油气储量不断探明，丰富的储量对微地震监测的需求越来越强烈，而监测的重要目的之一就是精确定位微地震震源。震源位置反演就是利用检波器收集的地震波信息确定事件发生位置，即确定压裂导致的裂点坐标，进而确定压裂形成的裂缝延伸到角度和长度[2]。所以，如何更好更快速地反演出微地震的震源位置，是微地震监测的关键问题之一。

很多学者对微地震震源位置反演方法进行了大量有效的研究。均匀介质微地震位置反演方法主要有纵横波时差法和同型波时差法。非均匀介质反演方法主要有蒙特卡洛法、模拟退火法、遗传算法及牛顿法、共轭梯度法等[3]。为了解决更复杂的反演问题，有的还提出了基于正演模型的反演方法、多个参数联合反演[4]等。文献[5]针对微地震信号信噪比低、浅地表干扰多、不易拾取初值等问题，在传统的线性及非线性反演方法都不能给出可靠结果的情况下提出了贝叶斯反演定位方法。Kao和Shan提出了震源扫描算法(source scanning algorithm，SSA)，该算法不需要预先知道断层信息，就能利用波形数据系统地扫描设定的时间及位置是否有震源以发现整个震源序列分布，对波形速度模型的抗干扰能力强，同时由于扫描过程不需要人为干预，能保证结果的客观性和准确性[6]。……