水力压裂是页岩、致密砂岩等非常规油气储层开发中的一项重要技术,而微地震监测是目前对水力压裂进行评价的主要手段。在微地震监测中,大量的弱微地震信号无法识别和定位,限制了微地震监测服务非常规油气开发的能力。本文针对弱微地震信号特点,对弱微地震信号去噪、有效事件自动识别、速度建模及定位方法进行了系统研究,通过模型和实际应用对方法进行了验证,并与常规方法进行了对比分析。微地震事件定位的主要预处理环节包括微地震数据的去噪、有效信号的自动识别及速度建模。本文首先在常规微地震去噪方法基础上,提出了一种基于匹配追踪的去噪方法,可明显提高弱微地震信号的信噪比;在去噪基础上针对常规的单道微地震有效信号识别方法受噪音影响较大的缺点,研究了一种基于多道信噪能量统计的微地震有效信号识别方法,该方法利用多道记录数据之间的信号相关性好而信号与噪音相关性差的特点,通过记录道自相关求取总能量和相邻记录互相关求取信号能量,以含信能量比作为门槛值进行有效信号自动识别,信号识别过程中利用多道互相关对噪音进行了有效压制,提高了低信噪比微地震信号识别能力。速度模型的精度直接影响着定位结果的精度,常规的层状介质速度模型来自于声波测井资料,受井周影响往往不准确,本文根据射孔信号将粒子群优化算法用于初始速度模型优化,明显提高了速度模型精度。地面微地震速度建模更加困难,本文在均匀速度模型基础上提出了一种空变等效速度模型概念,并将粒子群优化算法用于空变等效速度模型的反演,该速度模型反演不需要太多的先验信息,具有较强的适应性,在保证定位精度的情况下降低了地面微地震速度建模的难度。微地震事件的定位是微地震监测的核心问题,常规的井中微地震定位方法主要利用初至走时和偏振信息,不适用于信噪比较低的微地震事件。本文利用微地震事件的跟踪分量性质,将地面微地震定位常用的叠加能量扫描方法引入井中微地震定位中,提出了基于偏振叠加能量扫描的井中微地震定位,该方法最大优点是不需要拾取初至信息,可用于信噪比较低的井中微地震事件定位。针对地面监测中的弱微地震事件,本文基于空变等效速度模型提出了一种无射线追踪地面弱微地震事件快速定位方法,该方法通过等效速度模型、多级网格搜索和OpenMP并行策略提高了计算效率,使大型阵列地面微地震实时监测成为可能。论文最后分别选取了东部油田一个典型的井中微地震监测和地面微地震监测实例,验证了本文方法的有效性和适用性,为微地震监测研究和应用提供了新的思路。论文形成了基于多道信噪能量统计的微地震有效信号识别方法、基于粒子群优化算法的层状速度模型优化和空变等效速度模型优化方法、基于偏振能量扫描叠加的井中微地震定位方法及无射线追踪地面弱微地震事件快速定位方法等四个创新点。