图 15震源下移后的目标函数等值线(多层模型结果) Fig. 15 Contour plots of the objective functions with the source moved down (results of multi-layer model)

震事件, 对这些微地震事件分别采用不同目标函数进行震源定位后的结果如图 16 和 17 所示。从图16 可以看出, 当采用式(1)和(3)作为目标函数时,大部分反演得到的震源点均集中在观测井附近, 而其他远离观测井的震源点则杂乱无章地分布, 表明这两种目标函数对于震源距离的确定不够准确。相比较而言, 式(5)和(6)的震源定位结果基本上都位于各个压裂段附近, 并呈条带状分布于射孔点两侧,可以有效地指示裂缝的大致形态。另外, 从图 17可知, 式(1)、(3)和(6)的震源定位结果绝大部分都集中在 2680~2730 m的深度范围, 而式(5)的震源定位结果中仍有许多震源点分布在 2680 m 以上, 表明式(5)对震源深度的确定不是很理想。综合分析图 16 和 17 可知, 当采用式(6)作为目标函数时, 反演震源的分布最为合理, 且基本没有误差较大的震 源点, 证明利用该式能够得到更加可靠的震源定位结果。3 总结本文研究了不同观测系统及目标函数对于微地震震源定位结果的影响。通过模型数据及实际资料处理, 可得到以下两条主要结论。

1) 单独使用地面或井下观测系统可能无法得到准确的震源位置, 而将地面与井下观测系统联合使用, 可以有效地提高震源定位精度。

2) 采用 P 波或 S 波走时残差作为目标函数, 由于其在水平方向上的收敛性较差, 得到的震源定位结果在距离方面可能存在较大误差。采用 P 波和S 波的初至到时之差计算走时残差作为目标函数,其震源定位结果在深度方面可能存在较大误差。相

(a)~(d)分别为采用式(1)、(3)、(5)和(6)作为目标函数的等值线