本發(fā)明涉及油氣勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種微震源的定位方法和裝置。

背景技術(shù)：

水力壓裂是一項有廣泛應(yīng)用前景的油氣井增產(chǎn)措施，水力壓裂法是目前開采天然氣的主要形式，主要采用大量摻入化學(xué)物質(zhì)的液體灌入頁巖層進(jìn)行液壓碎裂以釋放天然氣。

水力壓裂過程中，地下產(chǎn)生裂縫的同時釋放出一些震級較小的地震事件，對這些地震事件進(jìn)行精確快速的定位進(jìn)而反演出裂縫的形態(tài)特征以便對壓力效果進(jìn)行評價，對后期的產(chǎn)量評估和開采提供決策依據(jù)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的定位地震事件的原理示意圖，如圖1所示，原點(diǎn)o為井場坐標(biāo)系的原點(diǎn)，p1點(diǎn)為微震事件的發(fā)出點(diǎn)，即微震源，由于p1點(diǎn)和o點(diǎn)之間存在壓裂液，會導(dǎo)致p1點(diǎn)的地震波信號在p1點(diǎn)至o點(diǎn)的傳播過程中產(chǎn)生所示的傳播路徑的彎曲，因此，在反演p1點(diǎn)位置時，即定位震源位置時，會由于傳播路徑的彎曲而將微震源反演至p1’點(diǎn)，因而會產(chǎn)生β角度的定位偏差，此時產(chǎn)生的誤差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種微震源的定位方法和裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中在確定微震源位置時，產(chǎn)生的定位誤差較大的問題。

本發(fā)明一方面提供了一種微震源的定位方法，包括：

獲取射孔源發(fā)出的射孔信號，并在射孔信號中提取所述射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻；

獲取微震源發(fā)出的微震信號，并在微震信號中提取所述微震p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻和微震s波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻；

根據(jù)所述射孔p波信號確定射孔極化角；

根據(jù)所述微震p波信號確定微震極化角；

根據(jù)所述射孔極化角和微震極化角獲取射孔源與微震源之間的相對方位角；獲取射孔源的位置信息和檢波器的位置信息，根據(jù)所述射孔源的位置信息、檢波器的位置信息、射孔p波初至?xí)r刻和預(yù)設(shè)的關(guān)系模型確定p波信號的速度模型，其中，預(yù)設(shè)的關(guān)系模型是位置信息、初至?xí)r刻以及p波傳播速度之間的關(guān)系模型；

根據(jù)檢波器的位置信息、所述微震p波和微震s波的初至?xí)r刻、速度模型、預(yù)設(shè)的關(guān)系模型和相對方位角，在預(yù)設(shè)搜索條件下確定微震源的位置。

本發(fā)明另外一方面提供一種微震源定位裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取射孔源發(fā)出的射孔信號，并在射孔信號中提取所述射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻；

所述獲取模塊還用于獲取微震源發(fā)出的微震信號，并在微震信號中提取所述微震p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻和微震s波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻；

極化角確定模塊，用于根據(jù)所述射孔p波信號確定射孔極化角；

所述極化角確定模塊還用于根據(jù)所述微震p波信號確定微震極化角；

所述極化角確定模塊還用于根據(jù)所述射孔極化角和微震極化角獲取射孔源與微震源之間的相對方位角；

定位模塊，用于根據(jù)檢波器的位置信息、微震p波和微震s波的初至?xí)r刻、速度模型、預(yù)設(shè)的關(guān)系模型和相對方位角，在預(yù)設(shè)搜索條件下確定微震源的位置。

本發(fā)明提供的微震源的定位方法和裝置，通過射孔極化角和微震極化角確定射孔源與微震源之間的相對方位角，并以相對方位角作為約束條件，可以搜索確定微震源的位置，可以減小現(xiàn)有技術(shù)中在反演微震源位置時帶來的定位偏差。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的定位地震事件的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的微震源的定位方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的確定相對極化角的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的地下介質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的微震源的定位方法的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的第一預(yù)設(shè)長度的時間窗和第二預(yù)設(shè)時間窗的示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例三提供的微震源的定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例三提供的微震源的定位方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種微震源的定位方法，這里所描述的方法和過程可以包含在硬件模塊或裝置中。這些模塊或裝置可以包括但不限于：專用集成電路(asic)芯片、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、在特定時刻執(zhí)行特定軟件模塊或一段代碼的專用或共享處理器、和/或現(xiàn)在已知或今后開發(fā)的其它可編程邏輯器件。當(dāng)所述硬件模塊或裝置被激活時，它們執(zhí)行包括在其中的方法和過程。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的微震源的定位方法的流程示意圖，如圖2所示，該微震源的定位方法包括：

步驟101，獲取射孔源發(fā)出的射孔信號，并在射孔信號中提取射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻。

步驟102，獲取微震源發(fā)出的微震信號，并在微震信號中提取微震p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻。

其中，射孔信號指的是射孔槍發(fā)出的聲波信號被轉(zhuǎn)換成電信號后的信號，射孔槍一般被設(shè)置在射孔源處。

具體的，射孔信號和微震源發(fā)出的微震信號可以通過檢波器檢測并獲取到，進(jìn)而本實(shí)施例的執(zhí)行主體獲取檢波器檢測到的射孔信號和微震信號。

射孔信號和微震信號被獲取到的先后順序并不加以限定，可以將兩個事件看做在時間上相互獨(dú)立的事件，即可以先獲取到射孔信號，后獲取微震信號，也可以先獲取到微震信號，進(jìn)而獲取射孔信號。當(dāng)然，也可以二者也可以被同時獲取。

步驟103，根據(jù)射孔p波信號確定射孔極化角。

步驟104，根據(jù)微震p波信號確定微震極化角。

一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，獲取射孔源發(fā)出的射孔信號，在射孔信號中提取射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻。提取射孔s波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻。

確定射孔極化角和微震極化角采用的方法相同，當(dāng)然也可以不相同的方法分別確定射孔極化角和微震極化角。具體的，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中披露的確定極化角的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。

步驟105，根據(jù)射孔極化角和微震極化角獲取射孔源與微震源之間的相對方位角。

具體的，是根據(jù)射孔極化角和微震極化角的差值確定相對方位角。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的確定相對極化角的示意圖。

如圖3所示，其中b1為射孔源所在位置，b2為微震源所在位置，由于有壓裂液的存在，因而射孔信號和微震信號的傳播路徑均為如虛線所示的彎曲路徑，根據(jù)射孔的極化角反演射孔源所在的位置為b1’,根據(jù)微震源的極化角反演微震源所在的位置為b2’,由于射孔源位置和微震源的位置較近，傳播路徑也相似，因而可以將反演得到射孔源的位置b1’與反演得到的微震源位置b2’與坐標(biāo)系原點(diǎn)o之間的夾角μ近似為射孔源與微震源之間的相對方位角。

其中，坐標(biāo)系的原點(diǎn)o可以建立在檢波器上，即可以以檢波器為坐標(biāo)原點(diǎn)。當(dāng)然，也可以建立在其他位置。

步驟106，獲取射孔源的位置信息和檢波器的位置信息，根據(jù)射孔源的位置信息、檢波器的位置信息、射孔p波初至?xí)r刻和預(yù)設(shè)的關(guān)系模型確定所述射孔p波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型，其中，預(yù)設(shè)的關(guān)系模型是位置信息、初至?xí)r刻以及p波傳播速度之間的關(guān)系模型。

如果已獲取射孔s波信號初至?xí)r刻，則射孔s波也采用同樣的方法可以確定出一個射孔s波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型。否則，以預(yù)設(shè)的p波波速與s波波速比值從p波速度模型確定s波速度模型。其中，射孔信號指的是射孔槍發(fā)出的聲波信號被轉(zhuǎn)換成電信號后的信號，射孔槍一般被設(shè)置在射孔源處。

步驟107，根據(jù)檢波器的位置信息、微震p波和微震s波的初至?xí)r刻、速度模型、預(yù)設(shè)的關(guān)系模型和相對方位角，在預(yù)設(shè)搜索條件下確定微震源的位置。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的地下介質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)，如圖4所示，由于地下介質(zhì)包括不同的介質(zhì)層，因此，在不同的介質(zhì)層深度，p波的傳播速度會產(chǎn)生變化，因此，優(yōu)選的，速度模型為層狀的速度模型，即p波的速度是一個關(guān)于深度的函數(shù)，速度模型為：v＝v(z),其中，v為p波的傳播速度，z為p波傳播的深度，v為p波傳播的深度與傳播速度之間的函數(shù)關(guān)系。在圖4中，坐標(biāo)軸所指向的方向即為傳播的深度方向。

其中，s波確定地下介質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)時，也可以采用上述的方法，可以將s波的傳播速度帶入上述公式中的v，s波傳播的深度帶入上述公式中的z，s波傳播的深度與傳播速度之間的函數(shù)帶入上述公式中的v，根據(jù)上述方法確定層狀模型，在此不再贅述。

本實(shí)施例以直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)與檢波器不重合為例進(jìn)行說明。舉例來說，若微震源的位置坐標(biāo)為(xm,ym,zm)，射孔源的位置坐標(biāo)為(xp,yp,zp)，檢波器位置坐標(biāo)為(xr,yr,zr)，從微震源發(fā)出的微震p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻為從射孔源發(fā)出的射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻為射孔p信號在地下速度模型為v＝v(z)。

由于射孔源的位置坐標(biāo)(xp,yp,zp)、檢波器的位置坐標(biāo)(xr,yr,zr)均可以獲取得到，若射孔源的位置坐標(biāo)(xp,yp,zp)、檢波器的位置坐標(biāo)(xr,yr,zr)以及射孔p波信號的初至?xí)r刻滿足預(yù)設(shè)的關(guān)系模型：則可以根據(jù)預(yù)設(shè)模型，求解獲取得到p波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型v＝v(z)。

由于同為p波，因而射孔p波信號在地下介質(zhì)傳播的速度與微震p信號在地下介質(zhì)的深度方向傳播的速度相同，進(jìn)而微震p波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型可以采用由射孔p波信號獲取得到的速度模型v＝v(z)。

s波信號在底下介質(zhì)的層狀速度模型也可以采用上述相同的方式，在此不再贅述。

進(jìn)一步的，在確定射孔源與微震源之間的相對方位角μ之后，由于射孔源的位置和檢波器的位置均是已知的，若已知微震p波和微震s波信號在地下介質(zhì)中速度模型，則根據(jù)預(yù)設(shè)的關(guān)系模型，則可以確定微震源的位置。

本實(shí)施例提供的微震源的定位方法，通過射孔極化角和微震極化角確定射孔源與微震源之間的相對方位角，并以相對方位角作為約束條件，可以搜索確定微震源的位置，可以減小現(xiàn)有技術(shù)中在反演微震源位置時帶來的定位偏差。

實(shí)施例二

本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例對上述實(shí)施例中的步驟101做進(jìn)一步的解釋說明。圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的微震源的定位方法的流程示意圖，如圖6所示，該方法包括：

一般來說，射孔p波信號和微震p波信號均包括東西分量信號、南北分量信號。

南北分量信號，即圖3中x軸的方向，垂向分量信號為圖3中z軸的方向，東西分量信號為圖3中y軸的方向。

可選的，可以選取射孔p波信號的東西分量信號來確定初至?xí)r刻，當(dāng)然，在確定微震p波信號的初至?xí)r刻時，也可以選取微震p波信號的東西分量信號來確定微震初至?xí)r刻。

步驟1011，獲取射孔p波信號在第一預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第一平均能量值。

其中，圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的第一預(yù)設(shè)長度的時間窗和第二預(yù)設(shè)時間窗的示意圖，如圖5所示，圖5中的橫軸為時間軸。

具體的，在射孔槍發(fā)出的聲波信號的時刻開始，獲取射孔p波信號第一預(yù)設(shè)長度的時間窗1內(nèi)的第一平均能量值。其中，第一平均能量值是根據(jù)射孔p波信號的振幅進(jìn)行確定的。

步驟1012，在第一預(yù)設(shè)長度的時間窗1內(nèi)沿時間軸滑動第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2，并獲取射孔p波信號在第二預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第二平均能量值，其中，第二預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度小于第一預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度。

步驟1013，根據(jù)第二平均能量值和第一平均能量值的比值確定射孔p波信號的初至?xí)r刻。

具體的，當(dāng)在第一預(yù)設(shè)長度的時間窗1內(nèi)滑動第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2時，在不斷滑動的過程中，可以獲取多個第二平均能量值。通過第二平均能量值除以第一平均能量值獲取能量比，在多個能量比中選取最大的能量比對應(yīng)的第二預(yù)設(shè)長度的時間窗所對應(yīng)的時刻，以該時刻作為初至?xí)r刻。

其中，第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2所對應(yīng)的時刻，可以為第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2所對應(yīng)的在前時刻，即圖5中第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2左側(cè)的一端所對應(yīng)的時刻，當(dāng)然，也可以為第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2右側(cè)的一端所對應(yīng)的時刻。當(dāng)然，還可以有其他的方式根據(jù)第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2的長度來確定初至?xí)r刻，在此不再贅述。

另外，第一預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度可以根據(jù)射孔槍發(fā)出的聲波信號的時刻以及射孔槍距離檢波器的距離進(jìn)行設(shè)置，可以初步的確定射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻的時間范圍。

步驟102，獲取微震源發(fā)出的微震信號，并在微震信號中提取微震p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻和微震s波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻。

其中，在微震p波信號中提取微震初至?xí)r刻與在射孔p波信號中取射初至?xí)r刻的方法相同。

具體的，獲取微震p波信號在第三預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第三平均能量值；在第三預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)沿時間軸滑動第四預(yù)設(shè)長度的時間窗，并獲取微震p波信號在第四預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第四平均能量值，其中，第四預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度小于第三預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度。

根據(jù)第四平均能量值和第三平均能量值的比值確定微震p波信號的初至?xí)r刻。

其中，第三預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度與第一預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度

步驟103，根據(jù)射孔p波信號確定射孔極化角。

其中，根據(jù)射孔p波信號確定射孔極化角具體包括：

步驟1031，選取射孔p波信號在射孔初至?xí)r刻后預(yù)設(shè)時間長度內(nèi)的東西分量信號、南北分量信號。

步驟1032，根據(jù)東西分量信號、南北分量信號計算兩個分量信號的協(xié)方差矩陣。

步驟1033，協(xié)方差矩陣中的元素確定射孔極化角。

步驟104，根據(jù)微震p波信號確定微震極化角。

具體的，

ui(t)，uj(t)：射孔信號兩個水平分量，

θ：為射孔極化角，

cij：協(xié)方差矩陣元素，

t：射孔周期。

其中，根據(jù)微震p波信號確定微震極化角的方法與確定射孔極化角的方法類似，即選取微震p波信號在微震初至?xí)r刻后預(yù)設(shè)時間長度內(nèi)的東西分量信號、南北分量信號，進(jìn)一步的，根據(jù)該東西分量信號、南北分量信號計算兩個分量信號的協(xié)方差矩陣，根據(jù)協(xié)方差矩陣中的元素確定微震極化角。

步驟105，根據(jù)射孔極化角和微震極化角獲取射孔源與微震源之間的相對方位角。

步驟106，獲取射孔源的位置信息和檢波器的位置信息，根據(jù)射孔源的位置信息、檢波器的位置信息、射孔初至?xí)r刻和預(yù)設(shè)的關(guān)系模型確定射孔p波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型，其中，預(yù)設(shè)的關(guān)系模型是位置信息、初至?xí)r刻以及p波傳播速度之間的關(guān)系模型。

步驟107，根據(jù)檢波器的位置信息、微震p波和微震s波的初至?xí)r刻、速度模型、預(yù)設(shè)的關(guān)系模型和相對方位角，在預(yù)設(shè)搜索條件下確定微震源的位置。

具體的，在確定射孔p波信號在地下速度模型v＝v(z)后，將速度模型v＝v(z)、檢波器的位置坐標(biāo)(xr,yr,zr)以及微震p波信號的初至?xí)r刻以及微震s波信號的初至?xí)r刻代入預(yù)設(shè)的關(guān)系模型f中，可以根據(jù)確定微震源的位置坐標(biāo)與微震初至?xí)r刻之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及微震源的位置坐標(biāo)與微震初至?xí)r刻之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

由于與微震初至?xí)r刻對應(yīng)的微震源的位置坐標(biāo)可能有多個，因而，可以以相對方位角作為約束，對在相對方位角內(nèi)的且滿足微震初至?xí)r刻為的微震源的位置坐標(biāo)進(jìn)行搜索。

根據(jù)檢波器的位置信息、在預(yù)設(shè)空間范圍內(nèi)設(shè)定搜索的初始微震源的位置坐標(biāo)(xm0,ym0,zm0)，其中，預(yù)設(shè)空間范圍是根據(jù)相對方位角確定的。

將檢波器的位置坐標(biāo)(xr,yr,zr)和初始微震源的位置坐標(biāo)(xm0,ym0,zm0)(xn0,yn0,zn0)分別代入預(yù)設(shè)的關(guān)系模型f，以獲取初始微震源的位置對應(yīng)的理論初至?xí)r刻即根據(jù)確定

若微震p波的理論初至?xí)r刻與微震p波初至?xí)r刻的差值的平方、與微震s波的理論初至?xí)r刻與微震s波初至?xí)r刻差值的平方之和小于或等于第一預(yù)設(shè)閾值，即則確定初始微震源的位置為目標(biāo)微震源的位置，其中l(wèi)為第一預(yù)設(shè)閾值。

上述理論初至?xí)r刻平方的和大于預(yù)設(shè)閾值,即則在預(yù)設(shè)空間范圍內(nèi)重新確定初始微震源的位置，直至搜索得到上述理論初至?xí)r刻平方的和小于或等于預(yù)設(shè)閾值對應(yīng)的目標(biāo)微震源。

其中，需要的說明的是，若檢波器為多個，則通過各個檢波器理論初至?xí)r刻與各檢波器理論初至?xí)r刻相對應(yīng)的微震初至?xí)r刻差值的平方的和小于或等于第二預(yù)設(shè)閾值作為約束條件，即在預(yù)設(shè)空間范圍內(nèi)重新確定初始微震源的位置，直至搜索得到各檢波器的理論初至?xí)r刻與初至?xí)r刻的差值的平方的和小于或等于第二預(yù)設(shè)閾值對應(yīng)的目標(biāo)微震源，其中，i為檢波器的序號，λ為第二預(yù)設(shè)閾值。

本實(shí)施例提供的微震源的定位方法，通過射孔極化角和微震極化角確定射孔源與微震源之間的相對方位角，并以相對方位角作為約束條件，可以搜索確定微震源的位置，可以減小現(xiàn)有技術(shù)中在反演微震源位置時帶來的定位偏差。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供一種微震源的定位裝置，用于執(zhí)行上述實(shí)施例一和實(shí)施例二中的微震源的定位方法，其中，圖7為本發(fā)明實(shí)施例三提供的微震源的定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，該微震源的定位裝置包括：獲取模塊71、極化角確定模塊72、速度模型確定模塊73和定位模塊74。

獲取模塊71，用于獲取射孔源發(fā)出的射孔信號，并在射孔信號中提取射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻。

獲取模塊71還用于獲取微震源發(fā)出的微震信號，并在微震信號中提取微震p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻和微震s波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻。

極化角確定模塊72與獲取模塊71連接，用于根據(jù)射孔p波信號確定射孔極化角；

極化角確定模塊72還用于根據(jù)微震p波信號確定微震極化角；

極化角確定模塊72還用于根據(jù)射孔極化角和微震極化角獲取射孔源與微震源之間的相對方位角。

速度模型確定模塊73，用于獲取射孔源的位置信息和檢波器的位置信息，根據(jù)射孔源的位置信息、檢波器的位置信息、射孔初至?xí)r刻和預(yù)設(shè)的關(guān)系模型確定p波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型，其中，預(yù)設(shè)的關(guān)系模型是位置信息、初至?xí)r刻以及p波傳播速度之間的關(guān)系模型。

優(yōu)選的，速度模型確定模塊73確定的所述速度模型為層狀速度模型。

定位模塊74分別與極化角確定模塊72以及速度模型確定模塊73連接，用于根據(jù)檢波器的位置信息、微震p波和微震s波的初至?xí)r刻、速度模型、預(yù)設(shè)的關(guān)系模型和相對方位角，在預(yù)設(shè)搜索條件下確定微震源的位置。

具體的，獲取模塊71、極化角確定模塊72、速度模型確定模塊73和定位模塊74的執(zhí)行過程可以參照上述實(shí)施例一中的方法，在此不再贅述。

本實(shí)施例提供的微震源的定位裝置，極化角確定模塊72通過射孔極化角和微震極化角確定射孔源與微震源之間的相對方位角，定位模塊74以相對方位角作為約束條件，可以搜索確定微震源的位置，可以減小現(xiàn)有技術(shù)中在反演微震源位置時帶來的定位偏差。

實(shí)施例四

本實(shí)施例在上述實(shí)施例三的基礎(chǔ)上，對于微震源的定位裝置做進(jìn)一步的補(bǔ)充和解釋說明。

如圖7所示，獲取模塊71提取所述射孔p波信號到達(dá)檢波器的初至?xí)r刻具體是獲取所述射孔p波信號在第一預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第一平均能量值，并在第一預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)沿時間軸滑動第二預(yù)設(shè)長度的時間窗，并獲取射孔p波信號在第二預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第二平均能量值，其中，第二預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度小于所述第一預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度，最后根據(jù)第二平均能量值和第一平均能量值的比值確定所述射孔p波信號的初至?xí)r刻。

可選的，射孔p波信號包括東西分量信號、南北分量信號；相應(yīng)的，極化角確定模塊72具體用于：選取射孔p波信號在射孔初至?xí)r刻后預(yù)設(shè)時間長度內(nèi)的東西分量信號、南北分量信號，根據(jù)東西分量信號、南北分量信號計算兩個分量信號的協(xié)方差矩陣，根據(jù)協(xié)方差矩陣中的元素確定射孔極化角。

具體的，

ui(t)，uj(t)：射孔信號兩個水平分量，

θ：為射孔極化角，

cij：協(xié)方差矩陣元素，

t：射孔周期。

定位模塊74具體用于根據(jù)所述檢波器的位置信息、在預(yù)設(shè)空間范圍內(nèi)設(shè)定搜索的初始微震源的位置坐標(biāo)，所述預(yù)設(shè)空間范圍是根據(jù)相對方位角確定的；

將檢波器的位置信息和所述初始微震源的位置信息代入所述預(yù)設(shè)的關(guān)系模型，以獲取微震源的位置對應(yīng)的p波和s波理論初至?xí)r刻；

若微震p波對應(yīng)的理論初至?xí)r刻與微震p波對應(yīng)的初至?xí)r刻的差值的平方、與s波對應(yīng)的理論初至?xí)r刻及s波對應(yīng)的微震初至?xí)r刻的差值的平方、的和，即平方的和小于或等于預(yù)設(shè)閾值，則確定所述初始微震源的位置為目標(biāo)微震源的位置；

若理論初至?xí)r刻所述平方的和大于預(yù)設(shè)閾值，則在所述預(yù)設(shè)空間范圍內(nèi)重新確定初始微震源的位置，直至搜索得到所述理論初至?xí)r刻平方的和小于或等于預(yù)設(shè)閾值對應(yīng)的目標(biāo)微震源。

本實(shí)施例所提供的微震源的定位裝置中獲取模塊71、極化角確定模塊72、速度模型確定模塊73和定位模塊74的執(zhí)行過程可以參照實(shí)施例二，在此不再贅述。

本實(shí)施例提供的微震源的定位裝置，極化角確定模塊72通過射孔極化角和微震極化角確定射孔源與微震源之間的相對方位角，定位模塊74以相對方位角作為約束條件，可以搜索確定微震源的位置，可以減小現(xiàn)有技術(shù)中在反演微震源位置時帶來的定位偏差。

實(shí)施例五

本實(shí)施例還提供一種微震源的定位方法，在上述實(shí)施例一和實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，如圖8所示，該方法包括：

步驟801，獲取射孔p波信號在第一預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第一平均能量值。

步驟802，在第一預(yù)設(shè)長度的時間窗1內(nèi)沿時間軸滑動第二預(yù)設(shè)長度的時間窗2，并獲取射孔p波信號在第二預(yù)設(shè)長度的時間窗內(nèi)的第二平均能量值，其中，第二預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度小于第一預(yù)設(shè)長度的時間窗的長度。

步驟803，根據(jù)第二平均能量值和第一平均能量值的比值確定射孔p波信號的初至?xí)r刻。

步驟804，獲取射孔源的位置信息和檢波器的位置信息，根據(jù)射孔源的位置信息、檢波器的位置信息、射孔初至?xí)r刻和預(yù)設(shè)的關(guān)系模型確定p波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型，其中，預(yù)設(shè)的關(guān)系模型是位置信息、初至?xí)r刻以及p波傳播速度之間的關(guān)系模型；

如果已獲取s波信號初至?xí)r刻，則射孔s波也采用同樣的方法可以確定出一個s波信號在地下介質(zhì)的層狀速度模型。否則，以預(yù)設(shè)的p波波速與s波波速比值從p波速度模型確定s波速度模型。

步驟805，獲取微震源發(fā)出的微震信號，并在微震信號中提取微震p、s波信號到達(dá)檢波器的微震初至?xí)r刻。

步驟806，取射孔p波信號在射孔初至?xí)r刻后預(yù)設(shè)時間長度內(nèi)的東西分量信號、南北分量信號。

步驟807，根據(jù)東西分量信號、南北分量信號計算兩個分量信號的協(xié)方差矩陣。

步驟808，協(xié)方差矩陣中的元素確定射孔極化角。

步驟809，根據(jù)微震p波信號確定微震極化角。

步驟810，根據(jù)射孔極化角和微震極化角獲取射孔源與微震源之間的相對方位角。

步驟811，根據(jù)檢波器的位置信息、微震p波和微震s波的初至?xí)r刻、速度模型、關(guān)系模型和相對方位角，在預(yù)設(shè)搜索條件下確定微震源的位置。

每個步驟的具體實(shí)施方式可以參照實(shí)施一與實(shí)施例二，在此不再贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)乘客應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。