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基于波形聚类分析的微地震事件成像研究

李德伟 杨瑞召 孟令彬

李德伟, 杨瑞召, 孟令彬. 基于波形聚类分析的微地震事件成像研究[J]. 矿业科学学报, 2022, 7(1): 26-33. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.003
引用本文: 李德伟, 杨瑞召, 孟令彬. 基于波形聚类分析的微地震事件成像研究[J]. 矿业科学学报, 2022, 7(1): 26-33. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.003
Li Dewei, Yang Ruizhao, Meng Lingbin. Research on microseismic event imaging based on waveform clustering analysis[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2022, 7(1): 26-33. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.003
Citation: Li Dewei, Yang Ruizhao, Meng Lingbin. Research on microseismic event imaging based on waveform clustering analysis[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2022, 7(1): 26-33. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.003

基于波形聚类分析的微地震事件成像研究

doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.003
基金项目: 

国家重点研发计划 2019YFE0100100-13

详细信息
    作者简介:

    李德伟(1990—),男,天津人,博士研究生,主要从事微地震数据处理解释、地震波反演等方面的研究工作。Tel: 15501016096, E-mail: ldw@student.cumtb.edu.cn

    通讯作者:

    杨瑞召(1964—),男,河南洛阳人,博士后,教授,主要从事地震资料解释、地震波反演方法、微地震信号处理和非常规油气资源评价等方面的研究工作。Tel:13701231296,E-mail:yrz@cumtb.edu.cn

  • 中图分类号: P631.4+43

Research on microseismic event imaging based on waveform clustering analysis

  • 摘要: 微地震数据的质量极大地影响震源定位结果的准确性,尤其在地面微地震数据中P波、S波初至不明显或难以识别的低信噪比信号,基于初至拾取的定位方法往往具有较大误差。由于诱发地震的震源机制不同,不同检波器接收到的信号特征也不尽相同,这些因素都会对微地震事件准确定位造成一定的影响。本文提出一种基于聚类分析的微地震数据优选方法,以提高微地震事件振幅叠加定位的成像质量。首先,通过聚类分析计算各数据道之间的欧式距离,通过聚类图去除距离较大和较小的数据道,即去除信号特征不明显或噪声干扰严重数据道; 其次,对各道信号进行互相关计算,提取信号特征相关性强数据道,去除P波特征不明显的数据道; 最后,对筛选数据道进行振幅叠加定位。与原始数据道的定位结果对比表明,微地震聚类分析定位效果更加聚焦,最大震源点位置更加清晰,定位结果得到明显改善。
  • 图  1  4种类型子波与对应加噪后合成波形

    Figure  1.  Four types of wavelets and the corresponding synthesized waveform with noise

    图  2  随机打乱后的合成数据剖面

    Figure  2.  Synthetic data traces after random order

    图  3  合成数据聚类结果

    Figure  3.  Clustering results of synthetic data

    图  4  M井组地面微地震观测阵列与井轨迹地面投影

    Figure  4.  Geophone array of well M group and ground projection of well trajectory

    图  5  地面监测微地震事件A波形

    Figure  5.  Waveform of surface microseismic event A

    图  6  事件A聚类结果

    Figure  6.  Clustering result of event A

    图  7  事件A中3种不同信号特征

    Figure  7.  Three different signal characteristics in event A

    图  8  事件A聚类后保留数据与删除数据波形

    Figure  8.  Retained traces and deleted traces after event A clustering

    图  9  事件A成像结果对比

    Figure  9.  Comparison of imaging results of event clustering

    图  10  事件B成像结果对比

    Figure  10.  Comparison of imaging results of event B

    图  11  事件C成像结果对比

    Figure  11.  Comparison of imaging results of event C

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-21
  • 修回日期:  2021-10-12
  • 刊出日期:  2022-02-01

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