微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于非常規(guī)油氣開采,是目前評(píng)價(jià)壓裂效果最有效的手段。本文系統(tǒng)地研究了與微地震監(jiān)測(cè)相關(guān)的正演理論、三分量數(shù)據(jù)處理技術(shù),以及聲源定位方法,并且通過物理模擬實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)和比較了不同的微地震聲源定位方法。本文正演部分首先基于標(biāo)準(zhǔn)交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分技術(shù)模擬了剪切破裂聲源的波場(chǎng)特征,并將數(shù)值模擬結(jié)果與聲源理論相對(duì)比,驗(yàn)證了有限差分雙力偶模型的合理性。然后研究了兩種射線追蹤方法:一種是專供于水平層狀介質(zhì)的兩點(diǎn)射線法,另一種是基于點(diǎn)式擴(kuò)張的快速行進(jìn)法(FMM)。通過算例檢驗(yàn)可知,兩點(diǎn)射線法計(jì)算速度快,可以得到地震波的傳播時(shí)間和傳播路徑,但該方法僅適用于水平層狀介質(zhì);快速行進(jìn)法適應(yīng)性強(qiáng),即便是應(yīng)用于極端的球形介質(zhì)模型依然具有極好的收斂性,但該方法只能計(jì)算走時(shí)場(chǎng),不能得到傳播路徑。兩種方法應(yīng)用于同一模型時(shí),走時(shí)場(chǎng)計(jì)算結(jié)果最大差距不超過80μs。論文預(yù)處理部分研究了微地震監(jiān)測(cè)所涉及的各種波形數(shù)據(jù)處理技術(shù)和一些特殊物理量的計(jì)算方法。首先根據(jù)不同噪聲的特征研究了對(duì)應(yīng)的濾波方法,如FIR帶通濾波器(組)、陷波器、LMS自適應(yīng)濾波等。三分量檢波器已廣泛應(yīng)用于微地震監(jiān)測(cè),本文基于奇異值分解算法實(shí)現(xiàn)了一種穩(wěn)...

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 初期試驗(yàn)(1970年代)
        1.1.2 多井監(jiān)測(cè)試驗(yàn)(1980年代)
        1.1.3 多站點(diǎn)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)(1992¹995)
        1.1.4 棉花谷試驗(yàn)(1997¹999)
        1.1.5 當(dāng)前狀況(2000年以后)
    1.2 定位算法研究現(xiàn)狀及文獻(xiàn)綜述
        1.2.1 基于到時(shí)的定位方法
        1.2.2 基于偏移的定位方法
        1.2.3 目前微地震定位存在的不足
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 微地震監(jiān)測(cè)的正演研究
    2.1 有限差分方法
        2.1.1 波動(dòng)方程
        2.1.2 差分算子
        2.1.3 吸收邊界
        2.1.4 聲源模擬
    2.2 射線追蹤方法
        2.2.1 水平層狀介質(zhì)中兩點(diǎn)射線法
        2.2.2 快速行進(jìn)法
    2.3 數(shù)值模擬算例及對(duì)比分析
        2.3.1 有限差分實(shí)例分析
        2.3.2 射線追蹤實(shí)例分析
第3章 微地震多分量信號(hào)處理方法研究
    3.0 微地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理方案
    3.1 濾波
        3.1.1 有限沖激響應(yīng)濾波器
        3.1.2 陷波器
        3.1.3 LMS自適應(yīng)濾波
        3.1.4 極低頻趨勢(shì)項(xiàng)干擾清除
        3.1.5 應(yīng)用實(shí)例
    3.2 地震波偏振分析
        3.2.1 基本思路
        3.2.2 計(jì)算方法及算例
    3.3 檢波器姿態(tài)校正
        3.3.1 基本思路
        3.3.2 180°不確定性問題
        3.3.3 計(jì)算步驟
        3.3.4 實(shí)例
    3.4 自由界面入射波反射波分離
        3.4.1 理論分析
        3.4.2 正演模擬及計(jì)算結(jié)果對(duì)比
        3.4.3 入射波與反射波分離
    3.5 三分量波形綜合幅度
        3.5.1 經(jīng)典長(zhǎng)短時(shí)窗能量比
        3.5.2 三分量數(shù)據(jù)綜合能量比
        3.5.3 應(yīng)用實(shí)例
第4章 微地震定位方法研究
    4.1 基本原理
        4.1.1 開窗
        4.1.2 縱橫波綜合相似度
        4.1.3 綜合幅度因子
        4.1.4 加權(quán)相似度
        4.1.5 井下應(yīng)用
    4.2 方法性能分析
        4.2.1 正演模型
        4.2.2 誤差分析
        4.2.3 信噪比的影響
    4.3 三維數(shù)據(jù)綜合測(cè)試
        4.3.1 模型
        4.3.2 改變觀測(cè)陣列的規(guī)模和位置
        4.3.3 改變?cè)磁c觀測(cè)陣列之間的距離
    4.4 本章小結(jié)
第5章 微地震監(jiān)測(cè)的物理模擬實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)方案
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與樣品
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)試內(nèi)容
        5.1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
    5.2 數(shù)據(jù)處理及聲源定位
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 討論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：4042850