一種微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)是近年來出現(xiàn)的用于油氣田開發(fā)階段的新技術(shù)，其是通過觀測(cè)、 分析生產(chǎn)活動(dòng)中所產(chǎn)生的微小地震事件來監(jiān)測(cè)生產(chǎn)活動(dòng)的影響、效果及地下狀態(tài)的地球物 理技術(shù)。該方法主要包括W下步驟：在井中或地面布置檢波器排列；接收生產(chǎn)活動(dòng)所產(chǎn)生 或誘導(dǎo)的微小地震事件；并通過對(duì)運(yùn)些事件的反演求取微地震震源位置等參數(shù)；最后，利 用運(yùn)些參數(shù)對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控或指導(dǎo)。目前，該方法主要用于油田低滲透儲(chǔ)層和頁巖儲(chǔ) 層水力壓裂的裂縫動(dòng)態(tài)成像和壓后評(píng)估，W及油田開發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0003] 微地震監(jiān)測(cè)分為地面微地震監(jiān)測(cè)和井中微地震監(jiān)測(cè)運(yùn)兩種方式。目前，地面微地 震監(jiān)測(cè)主要是在目標(biāo)區(qū)域（例如壓裂井）周圍的地面上，布置幾百或上千個(gè)地面單分量或 Ξ分量檢波器，利用所布置的檢波器記錄地下巖石破裂時(shí)所產(chǎn)生的地震信號(hào)來進(jìn)行微地震 監(jiān)測(cè)。井中微地震監(jiān)測(cè)主要是在目標(biāo)區(qū)域周圍臨近的一口或幾口井中布置幾級(jí)到十幾級(jí)Ξ 分量檢波器接收陣列，然后利用所布置的檢波器進(jìn)行微地震監(jiān)測(cè)。
[0004] 在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中使用檢波器陣列來進(jìn)行微地震監(jiān)測(cè)，但檢波器的靈敏度比較低，檢測(cè) 范圍有限（例如井下800米W內(nèi)），運(yùn)影響了微地震監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)實(shí)施例的目的是提供一種微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，W提高微地震監(jiān)測(cè)結(jié)果 的可靠性。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn) 的：
[0008] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：相互連接的光纖傳感裝置和數(shù) 據(jù)采集裝置；
[0009] 所述光纖傳感裝置包括光纖，所述光纖傳感裝置鋪設(shè)于地面和/或井中，其用于 傳導(dǎo)所接收到的激光信號(hào)、接收地下震源發(fā)出的第一震動(dòng)信號(hào)W及向所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā) 送來自所述光纖的反射激光信號(hào)；
[0010] 所述數(shù)據(jù)采集裝置用于將所接收的反射激光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二地震信號(hào)，并對(duì)所轉(zhuǎn) 化的第二地震信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而確定出地下震源的強(qiáng)度和空間幾何位置。
[0011] 在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括：
[0012] 接收單元，用于接收所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的所述反射激光信號(hào)；
[0013] 對(duì)比單元，用于將所述接收單元接收的Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)與所述Μ個(gè) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)處預(yù)設(shè)的反射激光信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，判斷所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)是否發(fā)生 變化，其中Μ為大于或等于3正整數(shù)；
[0014] 選取單元，用于在所述對(duì)比單元判斷出所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)發(fā)生變 化時(shí)，選取發(fā)生變化的Ν個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)，其中，3《Ν《Μ;
[0015] 轉(zhuǎn)化單元，用于將所述選取單元所選取的反射激光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二震動(dòng)信號(hào)；
[0016] 處理單元，用于對(duì)所述第二震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，確定出所述地下震源的強(qiáng)度和空 間幾何位置。
[0017] 在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括：
[0018] 接收單元，用于接收所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的所述反射激光信號(hào)；
[0019] 轉(zhuǎn)化單元，用于將所述接收單元所接收的Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的所述反射激光信號(hào)轉(zhuǎn)化 為第二震動(dòng)信號(hào)；
[0020] 對(duì)比單元，用于將所述轉(zhuǎn)化單元所轉(zhuǎn)化的Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)與所述Μ 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處預(yù)設(shè)的震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，判斷所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)是否發(fā)生變 化；
[0021] 選取單元，用于在所述對(duì)比單元判斷出所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)發(fā)生變 化時(shí)，選取發(fā)生變化的Ν個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)；
[0022] 處理單元，用于對(duì)所述選取單元所選取的第二震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，確定出所述地 下震源的強(qiáng)度和空間幾何位置。
[0023] 在一些實(shí)施例中，所述處理單元包括：
[0024] 第一確定子單元，用于根據(jù)所述第二震動(dòng)信號(hào)的能量，確定所述地下震源的強(qiáng) 度；
[0025] 計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述第二震動(dòng)信號(hào)中縱波和橫波的接收時(shí)差，計(jì)算所述地 下震源到所述Ν個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最短直線距離；
[00%] 第二確定子單元，用于利用所述計(jì)算子單元所計(jì)算出的最短直線距離W及所述Ν 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，確定所述地下震源的空間幾何位置。
[0027] 在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括發(fā)射單元，所述發(fā)射單元用于向所述 光纖傳感裝置發(fā)射激光信號(hào)。
[0028] 在一些實(shí)施例中，所述微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括發(fā)射裝置，所述發(fā)射裝置用于向所 述光纖傳感裝置發(fā)射激光信號(hào)。
[0029] 在一些實(shí)施例中，所述光纖傳感裝置包括一個(gè)或多個(gè)分布式光纖震動(dòng)傳感纜或鏈 裝光纖纜，所述分布式光纖震動(dòng)傳感纜中含有分布式聲波傳感光纖。
[0030] 本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了另一種微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：相互連接的光纖傳感裝置、 數(shù)據(jù)采集裝置W及數(shù)據(jù)處理裝置；
[0031] 所述光纖傳感裝置包括光纖，所述光纖傳感裝置鋪設(shè)于地面和/或井中，其用于 傳導(dǎo)所接收到的激光信號(hào)、接收地下震源發(fā)出的第一震動(dòng)信號(hào)W及向所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā) 送來自所述光纖的反射激光信號(hào)；
[0032] 所述數(shù)據(jù)采集裝置用于將所接收的反射激光信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置；
[0033] 所述數(shù)據(jù)處理裝置用于將所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送的反射激光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二地 震信號(hào)，并對(duì)所轉(zhuǎn)化的第二地震信號(hào)進(jìn)行處理，確定出地下震源的強(qiáng)度和空間幾何位置。
[0034] 在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括：
[0035] 接收單元，用于接收所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送的所述反射激光信號(hào)；
[0036] 對(duì)比單元，用于將所述接收單元接收的Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)與所述Μ個(gè) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)處預(yù)設(shè)的反射激光信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，判斷所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)是否發(fā)生 變化，其中Μ為大于或等于3正整數(shù)；
[0037] 選取單元，用于在所述對(duì)比單元判斷出所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)發(fā)生變 化時(shí)，選取發(fā)生變化的Ν個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的反射激光信號(hào)，其中，3《Ν《Μ;
[0038] 轉(zhuǎn)化單元，用于將所述選取單元所選取的反射激光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二震動(dòng)信號(hào)；
[0039] 處理單元，用于對(duì)所述第二震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，確定出所述地下震源的強(qiáng)度和空 間幾何位置。
[0040] 在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括：
[0041] 接收單元，用于接收所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送的所述反射激光信號(hào)；
[0042] 轉(zhuǎn)化單元，用于將所述接收單元所接收的Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的所述反射激光信號(hào)轉(zhuǎn)化 為第二震動(dòng)信號(hào)；
[0043] 對(duì)比單元，用于將所述轉(zhuǎn)化單元所轉(zhuǎn)化的Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)與所述Μ 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處預(yù)設(shè)的震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，判斷所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)是否發(fā)生變 化；
[0044] 選取單元，用于在所述對(duì)比單元判斷出所述Μ個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)發(fā)生變 化時(shí)，選取發(fā)生變化的Ν個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的第二震動(dòng)信號(hào)；
[0045] 處理單元，用于對(duì)所述選取單元所選取的第二震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，確定出所述地 下震源的強(qiáng)度和空間幾何位置。
[0046] 在一些實(shí)施例中，所述處理單元包括：
[0047] 第一確定子單元，用于根據(jù)所述第二震動(dòng)信號(hào)的能量，確定所述地下震源的強(qiáng) 度；
[0048] 計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述第二震動(dòng)信號(hào)中縱波和橫波的接收時(shí)差，計(jì)算所述地 下震源到所述Ν個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最短直線距離；
[0049] 第二確定子單元，用于利用所述計(jì)算子單元所計(jì)算出的最短直線距離W及所述Ν 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，確定所述地下震源的空間幾何位置。
[0050] 在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括發(fā)射單元，所述發(fā)射單元用于向所述 光纖傳感裝置發(fā)射激光信號(hào)。
[0051] 在一些實(shí)施例中，所述微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括發(fā)射裝置，所述發(fā)射裝置用于向所 述光纖傳感裝置發(fā)射激光信號(hào)。
[0052] 在一些實(shí)施例中，所述光纖傳感裝置包括一個(gè)或多個(gè)分布式光纖震動(dòng)傳感纜或鏈 裝光纖纜，所述分布式光纖震動(dòng)傳感纜中含有分布式聲波傳感光纖。
[0053] 本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種利用上述微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行微地震監(jiān)測(cè)的方法，包 括：
[0054] 傳導(dǎo)所接收到的激光信號(hào)； 陽化5] 接收地下震源發(fā)出的第一震動(dòng)信號(hào)；
[0056] 向所述數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送來自位于地面和/或井中的反射激光信號(hào)，W確定出地 下震源的強(qiáng)度和空間幾何位置。
[0057] 本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了另一種利用上述微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行微地震監(jiān)測(cè)的方法， 包括：
[0058] 接收位于地面和/或井中的所述光纖傳感裝置發(fā)送的反射激光信號(hào)，所述反射激 光信號(hào)包括所述光纖接收到所述震動(dòng)信號(hào)后所反射的第一反射激光信號(hào)；
[0059] 將所述反射激光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二震動(dòng)信號(hào)；
[0060] 對(duì)所述第二震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，確定出所述地下震源的強(qiáng)度和空間幾何位置。
[0061] 由W上本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的微地震監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)中設(shè)有光纖傳感