基于指纹和相似性阈值方法的水力压裂过程微地震事件检测研究

在水力压裂过程中,常规微地震事件检测方法中基于能量的长短时窗能量比值(STA/LTA)方法检测精度低,而基于波形的模板匹配方法检测速度慢。为此,提出了以指纹和相似性阈值(FAST)方法为主,联合同态反褶积去噪、STA/LTA、带噪声的基于密度的聚类(DBSCAN)方法的一种检测精度高并且检测速度快的微地震事件检测方法。首先使用同态反褶积方法对微地震数据去噪;然后利用STA/LTA方法获取高信噪比微地震事件并作为模板,进一步利用FAST方法将模板和连续波形制作为指纹,再通过比较指纹的杰卡德相似度检测低信噪比微地震事件,得到各个台站的P波初至时间;最后利用DBSCAN方法将多个台站同一震相进行关联以去除错误检测。利用人工合成的171个具有不同信噪比的微地震事件,运用该方法能够检测到所有微地震事件,验证了方法的实用性。对四川盆地威远页岩气开发水平井2014年11月10号第19级压裂段的井下微地震数据集进行处理,并与模板匹配方法、STA/LTA方法进行了对比,结果显示该方法能够检测到STA/LTA检测不到的低信噪比微地震事件,检测结果与模板匹配方法相近,其计算效率比模板匹配方法高。

基于迁移学习的岩石边坡微地震事件检测算法

基于迁移学习,设计一套岩石边坡微地震事件检测算法流程,用于自动化处理岩石边坡数据。基于海量人工标注的天然地震数据进行训练,得到深度学习预训练模型,并利用少量人工标注的微地震数据进行微调,使得模型可以适用于滑坡体微地震数据。采用实际标注数据进行测试,结果表明,基于迁移学习模型的查准率和查全率分别可达0.884和0.91。分析认为,在迁移学习流程中,深度学习模型减少了对于标注数据的依赖,同时可以仅经少量迭代即可得到鲁棒的、高精度结果。该模型部分程序是开源的,可以将其迁移到更多区域的微地震事件检测工作中。

基于模板匹配技术的微地震事件检测在水平井立体开发井网中的应用

2019年,新疆玛湖油田玛131井区首次在致密砾岩油藏中采用双井(水平井+直井)微地震监测的方式采集微地震数据,但采用传统的长短时窗比(STA/LTA)微地震事件检测算法在两个阵列上仅检测出少量的可对应微地震事件,无法开展双井同时定位和矩张量反演,也不能获得震源机制特征。为此,采用基于模板匹配技术的微地震事件检测对采集的微地震数据进行了重新处理,检测出了大量微地震事件,并开展了双井定位和矩张量反演应用分析,获得了微地震事件震源机制特征和破裂参数。结果表明:模板匹配算法可以在多井阵列中识别出更多的有效微地震事件,使矩张量反演成为可能;针对玛131井区天然裂缝不发育的致密砾岩储层,水力裂缝破裂具有多种走向,可形成复杂缝网;T_(1)b_(2)小层的单段最佳压裂液量在1700 m^(3)左右,T 1b 3小层的单段最佳压裂液量在820 m^(3)左右,进一步加大压裂规模对产量的贡献作用降低。

基于时频分析和卷积神经网络的微地震事件检测

针对传统微地震事件检测方法存在的预处理步骤繁琐、人工干预严重等问题,提出一种基于时频分析和卷积神经网络的微地震事件检测方法。该方法使用实际的油气井水力压裂微地震监测信号作为原始数据,利用S变换提取时频谱构建样本数据集,然后建立卷积神经网络模型对时频谱样本进行特征提取和分类识别。为了验证所提方法的可行性,分别对低信噪比的合成微地震信号,以及实际油井不同类型的地面微地震监测信号进行事件检测。结果表明:该方法可以有效检测包含低信噪比信号及微弱信号在内的多类微地震事件;与短时傅里叶变换、小波变换等其他时频分析方法结合卷积神经网络的算法相比,基于S变换与卷积神经网络的检测方法具有更高的识别准确率与稳定性。

地震事件实时检测中野值的辨识与替代

对地震事件做出快速而准确的判定是地震预警的关键技术,然而背景噪声中的干扰信号可能导致地震事件的误判。结合STA/LTA方法的特点,提出一种基于短时间窗的野值辨识与替代方法。该方法具有野值辨识准确,替代值能够较好保持信号原有的变化趋势的特点。经仿真分析和地震事件波形检验,该方法能有效消除脉冲干扰,对短时连续干扰也有一定弱化效果,能降低地震事件的误判率。

地震事件自动检测新方法

地震事件的自动准确检测是地震速报的基础。本文基于地震信号所具有的非高斯性、非线性以及地震波的线偏振性特征并结合长短时平均比方法,提出了一种新的地震事件自动检测方法(EGLP)。基于山东数字化地震台网波形资料的研究结果表明,新方法(EGLP)能有效抑制高斯噪声、突出地震信号,提高了地震事件触发判断的准确性。

手机端地震预警研究进展与展望

传统地震预警方法通过在地震频发区域部署高密度地震监测台网,进而构建区域地震预警系统.但此方法所需投资较高,同时还需要政府和不同行业间的密切合作,使得大部分位于地震频发区域的国家和地区无力支撑地震预警系统的建设与运维.随着微机电系统技术的发展以及智能手机的普及,地震预警技术出现了新的研究方向,利用智能手机开展地震预警具有巨大的发展潜力.迄今为止,国内外已研发完成多款诸如MyShake、i-jishin之类的手机端APP地震预警软件.本文详细描述了利用手机端内嵌MEM_(S)芯片开展地震预警的研究进展,较为系统地总结了在手机端进行地震预警时所涉及的处理流程以及相关算法.

特征函数响应特性分析及STA/LTA方法的改进

为了提高对地震事件的实时检测效果,对四种特征函数的响应特性进行对比分析,并用有限地震事件波形加以检验;同时还引入了加权系数对STA/LTA方法进行了改进,增强了对低信噪比地震信号的检测能力,增大了对地震信号和瞬时干扰信号检测的区分度。仿真结果表明该方法实用有效,具有较好地震事件检测效果。