基于微地震监测的油井压裂裂缝成像算法研究

论文摘要

当前,随着微地震监测技术理论研究的成熟,微地震监测技术广泛应用于低渗油田的水力压裂改造的裂缝勘探,所以研究微地震数据处理的方法具有重要意义。其中,微地震压裂裂缝成像算法是整个处理软件的核心。本文基于自行研制的微地震监测系统,对关于压裂裂缝的震源定位和震源成像算法展开研究,并选择同型波时差定位的方法作为成像算法。根据实际水力压裂工作环境,提出基于井下-地面结合监测的方式用于监测压裂裂缝,这样既保证采集信号质量,同时也为震源定位反演提供了线性可解的条件。分析微地震数据处理系统软件架构,具体可分为信号预处理、信号提取、震源定位及三维成像模拟四部分。数据的预处理,采用频率域滤波,并利用功率谱分析取得微地震信号分布的频率范围。对微地震信号的提取则是利用相关滤波加强信噪比,结合长时窗和短时窗能量比值,最终得到相对到时时间差,并用于震源定位反演中。为验证信号提取算法的准确性,文章模拟了地震波并利用相关算法提取模拟信号。最后在模拟三维裂缝图像方法上,采用地形模拟技术进行二维裂缝体模拟,并从力学角度对裂缝形态进行解释,分析裂缝的主力驱动方位。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 微地震监测方法
• 1.3 国内外发展状况
• 1.4 本文结构
• 第2章 微地震成像原理
• 2.1 震源成像方法
• 2.1.1 异型波时差定位法
• 2.1.2 同型波时差定位法
• 2.1.3 三圆相交定位法
• 2.2 井裂微地震震源定位理论模型
• 2.2.1 有效波检测
• 2.2.2 震源定位原理模型
• 2.3 微地震监测系统介绍
• 2.3.1 系统总体设计方案
• 2.3.2 探测理论基础
• 2.3.3 监测方法比较
• 2.4 本章小结
• 第3章 微地震数据处理软件总体设计
• 3.1 微地震数据处理软件设计原则
• 3.2 微地震数据处理软件设计
• 3.2.1 软件主要功能
• 3.2.2 软件架构设计
• 3.2.3 软件界面设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 微地震数据处理算法设计与实现
• 4.1 微地震数据预处理
• 4.1.1 数字滤波器比较
• 4.1.2 微地震数字滤波器设计
• 4.2 微地震信号提取
• 4.2.1 相关检测原理
• 4.2.2 影响相关检测方法的因素
• 4.2.3 自动判别相对到时波相
• 4.2.4 模拟相关处理实验
• 4.3 震源定位反演
• 4.3.1 同型波走时线性反演
• 4.3.2 方程组线性解算
• 4.3.3 模拟震源定位实验
• 4.4 裂缝模拟成像
• 4.4.1 成像原理
• 4.4.2 裂缝解释
• 4.5 本章小结
• 第5章 野外实验分析
• 5.1 实例处理分析
• 5.2 实例问题分析
• 第6章 全文总结
• 6.1 本文主要工作
• 6.2 进一步工作建议
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• Abstract