一、论文涉及的主要内容和主要成果
      1、微地震数据处理。微地震数据的信噪比通常很低，而低信噪比的数据会影响到后期的震源定位及裂缝解释。因此，噪音压制是微地震数据处理中十分重要的步骤。现有的针对微地震数据的去噪方法有很多，它们可以有效地压制噪音。邵婕等采用适用于多分量数据的正交匹配追踪算法，并假定各分量数据含有相同的稀疏结构，从而实现了各分量数据的同时去噪。周熙焱等基于波场延拓的纵横波分离方法，记录的波场作为边界条件，采用简单速度模型延拓至地下参考面，记录参考面处的波场，然后再向上延拓至地表，在延拓的过程中采用纵横波解耦的方程，这样就能得到地表纵横波分离的矢量地震记录。该方法对地表的速度依赖不高，对地震数据的抗造能力强，得到的纵横波记录均为矢量，该分离方法不改变相位和纵横波的相对振幅，较适合地表微地震记录的纵横波分离。张伟等提出了一种联合未知位置的微震事件和射孔数据的井下检波器方位校正方法，将高信噪比微震事件的波形一致性信息直接加入到检波器方位的求取过程中。这种方法在提高检波器方位准确性的同时，也最大化高信噪比微震事件的波形一致性。由于微震事件高信噪比的约束，该方法也能避免采用传统方法可能出现的检波器方位180°不确定性的问题，提高最终微震定位准确性。武绍江等引入基于phase-only correlation的时差自动拾取方法。通过理论合成数据与实际微地震记录数据的数值试验，结果显示了自动时差拾取算法的稳定性。同时，该方法一方面可以通过选择有限频谱宽度来提高对低信噪比噪音的识别能力；另一方面，可以在短时窗内进行有效信号的识别判断，避免多重震相的判断干扰，可以进一步提高对微地震数据的适应性。马孜卓等根据有效信号同相轴的倾角信息运用PWD 滤波器将其对应的波形进行解构。由于随机噪声不含有同相轴，故PWD 滤波器不能对噪声进行分解和重构，从而通过运算可将噪声从地震资料中分离，达到噪声压制的目的。
      2、微地震事件的定位与成像。非常规油气藏的勘探和开发已经成为国际油气工业界的新热点。但由于这类油藏具有低渗透率的特点，开采过程中往往需要多级压裂形成人工裂隙以促进油气的流动和采集。通过对压裂过程中诱导产生的微地震进行震源定位，有助于刻画裂缝属性，评价压裂效果，为后续开采提供指示信息。赵爱华等提出复杂速度模型地震定位中的新的震源轨迹计算方法适用于三维复杂速度模型，而且可计算任意多段的震源轨迹。震源轨迹计算参数设置简单，适合大批量数据的自动处理。武绍江等提出的基于反褶积偏移的微地震震源定位方法。该方法通过理论合成数据与实际地面压裂检测数据的数值试验，结果显示了该微地震定位算法的空间精度优势与在速度扰动下定位稳健的特点。周逸成等在各个检波器波场反传的过程中，应用弹性波PS波波场分解方法，提出了两种弹性波中单震相的几何平均逆时成像方法，并进行了合成数据的测试，对其结果进行了讨论与分析。林叶等将逆时成像方法进一步扩展到散射波成像，利用波场之间的互相关提高散射波成像的信噪比，利用合成数据和实际数据展示微震定位和散射成像的效果。原健龙等利用每道观测数据的反传波场的互相关，构建出一种新的震源定位成像条件，从二维扩展到三维情形，并通过三维复杂构造模型进行了震源空间分辨率分析的数值试验。钟世超等提出电阻率成像方法对于流体和孔隙具有较高的敏感度，在地下介质的电阻率发生变化时，对于观测数据有明显的影响。反演成像有随着时间有明显的变化，对于显示流体或者气体的运移有明显的指示作用。葛奇鑫等在假设已知微震位置与子波的前提下，提出了对微震下方界面进行逆时偏移的成像方法。该方法类似于常规的逆时偏移，只是震源位置在地下。这使得在成像时，地下更深部的入射波场相比震源在地表时会更为精确，因此能够获得更加准确的成像结果，利用数值实验验证了本文方法的有效性。罗强等从振幅和频率出发，对时移剖面进行了补偿和校正，获得了较好的处理结果。研究最终结合时移的非零偏VSP，walkaway VSP 成像结果以及储盖层分析建立了综合评估机制，三者相互验证了时移VSP方法在CO2封存监测的可靠性。穆纳尔丁等通过对正演模拟得到的数据进行的成像结果与设计的模型基本吻合，这说明CSAMT法电阻率成像为监测压裂效果能提供较好的参考。
      3、微地震反演。微地震监测被广泛应用于页岩气等致密储层油气开采中。速度模型的精确度将直接影响微地震事件的定位结果，因此获得准确的微地震速度模型是十分重要的。微地震速度模型通常由测井资料构建出层状速度模型，这种速度模型准确性较低，无法直接应用于微地震事件的后期处理中。利用射孔数据可以对由测井资料获得的层状速度模型进行校正，但是由于地下真实速度模型较为复杂，使得校正的结果常常出现多解现象。龚屹等文在速度模型校正的同时加入了正则化项，使得在模型收敛于一个较优解的同时降低模型的复杂程度。通过人工合成数据实验验证了该方法的可行性，实验表明当数据存在误差时该方法任然可以得到一个较优的速度模型，最后将该方法应用于实际资料中并得到了理想的结果。郑忆康等首先探讨联合反演中储层参数与震源位置相互耦合的实际情况。假设页岩气储层可以进一步近似为具有垂直对称轴的横观各向同性介质。通过利用纵横波初至等信息建立适用于页岩压裂监测的VTI 介质正演目标函数，反演需要求解的未知量包括VTI 介质的刚度矩阵、震源位置和激发时间。据此建立反演的Frechét导数矩阵，进而对这个矩阵进行奇异值分解。钟星宇等提出异步多马尔科夫链并行模拟退火策略相对传统模拟退火算法，在构建微地震速度模型上可以得到近似2 倍的加速比，且能在较快的时间内构建出不亚于传统SA方法所构建的速度模型。薛清峰等建立了VTI 介质的多参数波动方程旅行时与波形联合反演方法。，经过三个阶段的联合反演，反演的各向异性结果已经有了相当高的精度，获得了较好的震源位置定位结果。说明了这种联合反演方法适合于进行微震监测中的高精度震源位置反演和地下介质参数反演。李晗等提出“剪切+张裂”一般位错模型同时考虑了平行于断层面的剪切滑动和垂直于断层面的张裂错动（压缩或拉张），与剪切模型相比，额外考虑了张裂错动，更符合微震实际发震机制；与矩张量模型相比，能够定量得到破裂断层各方向的错动尺度，更直观体现压裂效果。余洋洋等研究通过多级扫描的方式对jSSA算法进行了优化加速，通过实际数据对优化后的jSSA算法进行测试。谭玉阳等在反演矩张量时我们采用邻域算法进行搜索求解。在采用邻域算法进行反演时，每一步迭代中会生成若干个新模型。我们利用以下三类目标函数对新生成的模型进行筛选，保留能够较好满足各项指标的模型，并通过迭代使新模型逐渐逼近最优模型。王浩等提出在DDM 法中裂缝被当成一条边界，所以不包括摩擦接触特性，以防止两个裂缝表面相互接触。通过介绍一个互补算法程序，我们能完善最初的DDM 算法，使其能够应用于包含摩擦接触的情况。康清清等在简单介质条件下合成理论地震图，通过正、反演数值模拟实验，测试在不同台站分布、震源位置误差、Q 值及不同噪声情况下，由TDMT_INV方法得到震源机制解的稳定性，并总结经验避免或消除某些干扰带来的影响。徐丹等设计了一个页岩加压致裂的声发射实验，旨在通过震源定位及力学机制反演等方法对裂缝的分布及发育情况进行表征与解释。结果显示，定位结果表征的裂缝形态与岩石破裂机制具有很好的一致性。通过力学机制反演结果分析解释得出的压力分布情况和主裂缝发育方位较为吻合。
      4、岩石物理实验。岩石中的声发射现象对应着岩石的破裂与裂缝的发育，通过对声发射事件进行定位分析和破裂机制反演，可以推测岩石的破裂过程与主要的破裂类型。同时，利用CT对压裂前后的岩芯进行扫描，可以对比分析原生裂缝和新生裂缝在压裂过程中的相互作用情况，从而获得水力压裂过程中，高压流体对于裂缝发育的主要作用机理，进一步验证岩石破坏与流体作用间的相互关系。翟鸿宇等利用四川盆地的下志留统龙马溪组页岩为实验样品，设计对应的应力加载过程与水力压裂方案。声发射事件诱发期间的轴压和围压处于快速的减小过程中，岩芯内部的复杂裂缝网络中所储存的大量高压流体快速释放其压力能量时会对整个裂缝网络产生复杂的改造作用，因此最终的声发射事件震源机制也表现出了以裂缝二次激活扩张为主，剪切错动为辅的反演结果。朱维等的实验结果验证了超声波走时层析成像的可行性，找到了较高分辨率的反演方法，为实际岩石压裂实验中，利用超声波成像方法获取岩石内部结构的研究提供了重要的参考。李琦等通过在单一砂岩样本上布列一系列压电陶瓷探头，实现在加载过程中同时测量沿不同方向传播的P波速度的目的，避免了岩石非均匀性的影响。根据波速的变化情况，反演岩石的波速各项异性在三轴加载条件下的演化规律。
      5、微地震油气生产应用。微地震监测技术能够实时准确地反映人造裂缝扩展形态及特征，客观评价压裂改造效果，结合三维地震解释、测井解释、岩石物理建模等地质成果，可及时预警潜在的工程损伤、优化压裂参数（压裂段距、规模等），有效指导压裂施工。李彦鹏等的报告提出东方地球物理公司在理论研究与生产实践中总结出一套涉及多学科联合研究和综合应用的地震地质工程一体化技术方法。所涉及的技术方法已应用于国内多个非常规油气区块，在水平井轨迹优化、压前套管变形预测、储层改造方案实时调整以及储层改造后动态评估等方面取得了良好的现场应用效果，在非常规油气资源勘探开发中发挥了至关重要的作用。雷兴林等以四川盆地为例，主要岩石，尤其是各时代白云岩及云质灰岩，前寒武系系页岩，致密砂岩，均具有较高强度和脆性破坏特征。新生的断层具有较复杂的断层几何及粗燥度，在进一步滑动过程时产生大量声发射事件。蜀南褶皱带具有亚临界构造应力和较高断层密度。有关注水活动可以在几公里范围引起重要应力变化，这些因素构成了四川盆地的油气田容易发生注水诱发地震的必要条件。李政等通过鄂尔多斯压裂区域的微地震事件的时空信息以及应力降等参数，对水平井压裂效果进行了评价，对压裂裂缝进行了定量的解释，通过测井等其他地质资料的综合信息对储层进行了定性的评价。刘博等为了保证施工的顺利进行，提出必须正确的找出压力变化的原因，并采取适当的措施，防止事故发生或达不到预期效果；微地震监测成果能够清晰和准确的认识压裂参数的变化原因，通过本文研究成果，适时判断压裂曲线的多解性；压裂施工参数在储层改造过程中所反映出的问题，通过微地震监测成果得到了证实，所以压裂施工压力与微地震事件综合分析在储层改造过程中起到了至关重要的作用。谢庆明等提出采用浅坑+深孔的组合监测方式能提高采集数据的信噪比，有利于微地震事件的标定；基于小波变换的数据降噪方法能有效提高低信噪比微地震数据的质量，有利于微地震事件的准确拾取；一种组合观测方式用于复杂高陡构造的页岩气储层压裂微地震地面监测，在复杂地质条件下取得了较好的监测效果。研究区域构造复杂、倾角陡，难以建立准确的地球物理模型和地质模型，为微地震监测数据的采集和处理带来了新的挑战。
二、新的学术观点、学术增长点和科技动向
      1、微地震监测技术能够实时准确地反映人造裂缝扩展形态及特征，客观评价压裂改造效果，结合三维地震解释、测井解释、岩石物理建模等地质成果，可及时预警潜在的工程损伤、优化压裂参数（压裂段距、规模等），有效指导压裂施工。通过地震与微地震的联合解释，能够对影响非常规储层产量因素进行综合分析。继续加强地震地质工程一体化技术的综合研究工作，针对我国的地质特点和经济发展状况，建立更加合理的工作流程，有利于实现非常规油气开发技术和效益的双提高。
      2、页岩气藏的储层一般具有低孔、低渗的特征，往往需要实施水力压裂进行开采。水平井体积压裂技术是目前公认的用于页岩气储层开采的有效手段。压裂施工时，通过持续注入高压流体使页岩气储层在高压作用下不断形成裂缝网络，促使页岩中的气体逸出，实现页岩气的开采。压裂过程中需要对微震震源进行准确定位，以指导压裂工程的实施。常规的压裂监测微地震震源定位方法大都基于两点假设，即储层是各向同性的，且储层参数在压裂过程中恒定，但是这两点假设与页岩压裂监测的实际情况不符。首先页岩本身是典型的各向异性介质，通常可以用横观各向同性介质来近似表示。其次，页岩气储层岩性参数随着压裂过程的逐步深入会发生显著的动态变化。为了高页岩压裂监测的震源定位精度，需要充分考虑到页岩气储层的各向异性特点以及储层参数随压裂过程动态变化，为此我们需要同时反演微地震震源位置、激发时间、震源机制等震源参数和储层各向异性参数。
      3、页岩为四川盆地烃源岩的重要组成部分，不仅生气强度高，而且分布面积大，是盆地非常规油气资源的主要贡献者。在页岩气的勘探开发过程中，水力压裂技术得以广泛使用，大量的压裂液和支撑剂被注入到页岩地层中，用于储层改造。但实际的微地震检测技术无法验证地层中新生裂缝的类型与分布状态，利用水力压裂岩石物理实验，可以很好的弥补这一缺陷。
      4、微震数据中检波器的方位可以通过已知位置的地面校正炮来确定，但是在某些项目中不一定能被获得。另外，近地表复杂的地质结构和较长的传播路径，都会对计算结果产生影响增加其不确定性。通常用来做方位校正的是射孔数据，但是其信噪比往往比较低，按照传统方法会产生较大误差。求得的检波器方位的准确性可以用校正后的强信噪比微震事件的波形一致性来评价，如果方位准确，校正后沿着各接收器的波形会表现出最大的相关一致性。