Оценивание параметров микросейсмического источника по измерениям, производимым группой датчиков

• Автор: Варыпаев, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление.

Введение
Глава 1. Определение параметров микросейсмического очага как статистическая задача идентификации параметров многомерных линейных систем
1.1. Вероятностная модель наблюдений сигналов источника на группе пространственно разнесённых геофонов
1.2. Критерии оптимальности при построении алгоритмов оценивания параметров микросейсмического источника
1.3. Асимптотически эффективная оценка параметров источника при случайной временной форме сигнала источника
1.4. Оценка параметров очага при неизвестной временной форме
сигнала источника
1.5. Сейсмическая эмиссионная томография как
частный случай МП оценки
1.6. Фазовые алгоритмы определения координат источника
1.7. Фазовые алгоритмы оценивания координат источника с произвольной диаграммой излучения
1.8. Выводы по первой главе
Глава 2. Теоретический анализ статистических свойств оценок
параметров микросейсмического источника
2.1. Выбор оптимальных коэффициентов невязок в фазовом алгоритме оценивания параметров источника. Случай модели сигнала источника в виде «отрезка» Гауссовского стационарного случайного процесса
2.2. Выбор коэффициентов при фазовых невязках. Случай детерминированного сигнала в источнике
2.3. Оценка спектральных амплитуд сигнала источника с помощью фильтра Кейпона

2.4. Вероятностная сходимость оценок координат источника, получаемых с помощью минимизации фазовых невязок
2.5. Компенсация когерентной помехи как свойство МП оценки
2.6. Выводы по второй главе
Глава 3. Исследование качества определения параметров
микросейсмических очагов с помощью моделирования
3.1. Критерий качества оценивания и алгоритм создания гибридных сейсмограмм
3.2. Исследование точности локации источников
различными алгоритмами
3.3. Оценивание координат очага при пространственно коррелированных помехах
3.4. Оценивание координат реальных микросейсмических событий вызванных процессами перфорирования скважины
3.5. Выводы по третьей главе
Общие выводы и результаты работы
Список литературы
Введение.

Непрерывный рост мирового спроса на энергоресурсы, без которых в последние годы невозможно функционирование базовых отраслей промышленности, побуждает мировые организации нефтегазодобывающего промысла переходить к разработке более сложных месторождений углеводородов. Эти сложности могут быть обусловлены как структурными свойствами горных пород, способные фильтровать и отдавать жидкие и газообразные углеводороды при наличии перепада давления, так и факторами связанными с более поздними стадиями разработки этих залежей [61]. Поэтому, естественным образом, возникает вопрос о применении эффективного метода освоения и интенсификации добычи запасов углеводородов, заключающегося в технологически сложной и ответственной операции гидроразрыва пласта (ГРП) [11,28]. Суть метода ГРП заключается в формировании проницаемых каналов, соединяющих ствол скважины с газосодержащими или нефтеносными пластами посредством создания необходимого гидравлического давления закачиваемого в скважину флюида [29]. Под действием этого давления в среде возникают упругие напряжения, в результате которых образуются трещины, формирующие новые или расширяющие уже сущесвующие «полости нефтеотдачи», что, как правило, приводит к повышению продуктивности скважины. Стоит отметить, что на сегодняшний день метод ГРП также успешно применяется как для добычи природного газа из сланцевых пород, так и при извлечении экологически чистой энергии пара из геотермальных источников [79, 64].
Необходимой с точки зрения оптимизации процесса добычи энергоресурсов из скважины, а также для рационального планирования хода работ на нефтегазовых или геотермальных месторождениях наиболее важным является информация о пространственном распределении многочисленных зон микросейсмической эмиссии — областей образования трещин, сопровождающееся излучением сейсмических волн при перестройке структуры

1.5. Сейсмическая эмиссионная томография как частный случай МП оценки.
Широкое практическое применение для оценивания координат источников в микросейсмическом мониторинге с помощью поверхностных групп геофонов получил метод сейсмической эмиссионной томографии (СЭТ) [53,77]. Во временной области, т.е. при использовании наблюдений ук,к&,п модели (1.2), этот алгоритм заключается в нахождении точки максимума функционала «Сэмбланс» [63]:
т(1,г) - время распространения сейсмического сигнала от источника до /-го геофонов группы; V - область земной среды, содержащая микросейсмический источник.
Используя теорему Парсеваля для ДКПФ о равенстве энергий сигнала и его спектра, а также теорему о сдвиге для ДКПФ [48] нетрудно показать, что применение ДКПФ к наблюдениям ук,кє,п преобразует выражение (1.45) к следующему виду
rs« (y„) = argmaxS(y„,r),
(1.44)

(1.45)
^ . 'У'■ ■ * :(/.[-)
к=1 /=
(1.46)

(1.47)
Т.е. СЭТ оценка может вычисляться в частотной области в виде

rset (х„ ) = arg max Sfd (х„, г)
(1.48)