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Low‐SNR Microseismic Detection Using Direct P‐Wave Arrival Polarization
Bulletin of the Seismological Society of America ( IF 3 ) Pub Date : 2020-12-01 , DOI: 10.1785/0120190192 Yusuke Mukuhira 1, 2 , Oleg V. Poliannikov 1 , Michael C. Fehler 1 , Hirokazu Moriya 3
Bulletin of the Seismological Society of America ( IF 3 ) Pub Date : 2020-12-01 , DOI: 10.1785/0120190192 Yusuke Mukuhira 1, 2 , Oleg V. Poliannikov 1 , Michael C. Fehler 1 , Hirokazu Moriya 3
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Detection and analysis of small magnitude events is valuable for better characterization and understanding of reservoirs in addition to developing strategies for mitigating induced seismicity. Three‐component (3C) receivers, which are now widely used, are commonly deployed in boreholes to provide continuous seismic data amenable to novel and powerful analysis. Using multicomponent continuous records of ground motion, we utilize two principal features of the direct P‐wave arrival: (1) linearity and (2) polarization in the direction along the ray path to the source region to detect small magnitude events undetectable by conventional methods. We evaluate the linearity of polarization and direction of arrival in the time and frequency domains by introducing the spectral matrix analysis method and combine them into a scalar characteristic function that is thresholded for event detection purposes. We boost the signal‐to‐noise ratio by stacking characteristic functions obtained at different 3C receivers along an empirical moveout of a master event known to have occurred in an area of interest. This allows us to detect smaller events and spatially tie them to a relatively small area around the large event. We apply our method to field data recorded at the Groningen gas field in the Netherlands. Our method detects all catalog events as well as several previously undetected events.
中文翻译:
使用直接P波到达极化的低SNR微地震检测
对小震级事件的检测和分析,除了开发缓解诱发地震活动的策略外,对于更好地表征和理解储层也很有价值。现在广泛使用的三分量(3C)接收器通常部署在钻孔中,以提供适用于新颖而强大的分析的连续地震数据。利用地面运动的多分量连续记录,我们利用了直接P波到达的两个主要特征:(1)线性和(2)沿射线路径到达源区域的方向上的极化,以检测传统方法无法检测到的小幅度事件。我们通过引入频谱矩阵分析方法来评估时域和频域中极化和到达方向的线性,并将它们组合到标量特征函数中,该函数以事件检测为阈值。通过将在不同3C接收器上获得的特征函数沿已知事件感兴趣区域的经验事件的经验偏移进行叠加,可以提高信噪比。这使我们能够检测到较小的事件,并将它们在空间上与大型事件周围的相对较小的区域相关联。我们将我们的方法应用于在荷兰格罗宁根气田记录的现场数据。我们的方法可以检测所有目录事件以及几个先前未检测到的事件。通过将在不同3C接收器上获得的特征函数沿已知事件感兴趣区域的经验事件的经验偏移进行叠加,可以提高信噪比。这使我们能够检测到较小的事件,并将它们在空间上与大型事件周围的相对较小的区域相关联。我们将我们的方法应用于在荷兰格罗宁根气田记录的现场数据。我们的方法可以检测所有目录事件以及几个先前未检测到的事件。我们通过将在不同3C接收器上获得的特征函数沿已知事件感兴趣区域的经验事件的经验偏移进行叠加,来提高信噪比。这使我们能够检测到较小的事件,并将它们在空间上与大型事件周围的相对较小的区域相关联。我们将我们的方法应用于在荷兰格罗宁根气田记录的现场数据。我们的方法可以检测所有目录事件以及几个先前未检测到的事件。
更新日期:2020-11-23
中文翻译:
使用直接P波到达极化的低SNR微地震检测
对小震级事件的检测和分析,除了开发缓解诱发地震活动的策略外,对于更好地表征和理解储层也很有价值。现在广泛使用的三分量(3C)接收器通常部署在钻孔中,以提供适用于新颖而强大的分析的连续地震数据。利用地面运动的多分量连续记录,我们利用了直接P波到达的两个主要特征:(1)线性和(2)沿射线路径到达源区域的方向上的极化,以检测传统方法无法检测到的小幅度事件。我们通过引入频谱矩阵分析方法来评估时域和频域中极化和到达方向的线性,并将它们组合到标量特征函数中,该函数以事件检测为阈值。通过将在不同3C接收器上获得的特征函数沿已知事件感兴趣区域的经验事件的经验偏移进行叠加,可以提高信噪比。这使我们能够检测到较小的事件,并将它们在空间上与大型事件周围的相对较小的区域相关联。我们将我们的方法应用于在荷兰格罗宁根气田记录的现场数据。我们的方法可以检测所有目录事件以及几个先前未检测到的事件。通过将在不同3C接收器上获得的特征函数沿已知事件感兴趣区域的经验事件的经验偏移进行叠加,可以提高信噪比。这使我们能够检测到较小的事件,并将它们在空间上与大型事件周围的相对较小的区域相关联。我们将我们的方法应用于在荷兰格罗宁根气田记录的现场数据。我们的方法可以检测所有目录事件以及几个先前未检测到的事件。我们通过将在不同3C接收器上获得的特征函数沿已知事件感兴趣区域的经验事件的经验偏移进行叠加,来提高信噪比。这使我们能够检测到较小的事件,并将它们在空间上与大型事件周围的相对较小的区域相关联。我们将我们的方法应用于在荷兰格罗宁根气田记录的现场数据。我们的方法可以检测所有目录事件以及几个先前未检测到的事件。