随着油气勘探开发的进展,传统油气田中后期开发、新兴非常规油气田开采中大量使用水力压裂及微地震监测技术。油气开发中注水、注气、热驱或压裂时,地下岩层产生裂缝或断裂,产生地震波。该项技术通过在邻井中的检波器来监测压裂井在压裂过程中诱发的微地震波来描述压裂过程中裂缝生长的几何形状和空间展布。它能实时提供压裂施工产生裂隙的高度、长度和方位角,利用这些信息可以优化压裂设计、优化井网或其他油田开发措施,从而提高采收率。与天然地震和常规地震勘探相比,微地震具有地震强度低、频率高、持续时间短等特点。本文首先阐述微地震形成机理及其特征,并对微地震监测采集、处理、解释等技术进行描述。微地震监测技术中,压裂和采集方案设计、信号处理、波场分离、极化分析、初至拾取、正反演分析等都是重要步骤。在微地震监测中,受仪器设备制约以及强噪音的影响,接收到的微地震信号经常是低信噪比信号,所以微地震信号的处理、微地震事件的识别和初至拾取就成为整个流程中最关键的环节。微地震监测的资料处理和解释方法来源于天然地震和常规地震勘探。本文针对地震记录中噪音产生的原因、类型、特点进行了分析,介绍了常用的地震信号去噪方法。本文对K-L变换处理微地震资料的方法进行了探讨,并从傅里叶变换出发,对传统的时频分析方法进行综述,分别从从短时傅里叶变换和小波变换推导S变换,总结其特性：与傅里叶变换直接联系,其过程无损可逆；介于小波变换和短时傅里叶变换之间,是线性时频表示方法,没有交叉项的干扰；分辨率与信号频率直接相关；基本小波不用考虑容许性条件限制。本文对这些时频分析方法进行综合比较,S变换的时频分辨率在线性变换中有明显的优势,相对于二次型变换,没有交叉项干扰。结合微地震信号的特性,本文选择S变换进行微地震识别和信号重构。随机噪声的不可预测性以及与有效波之间的频谱重叠是微地震信号处理中的一个难点,低信噪比微地震信号的去噪处理中,容易出现信号处理的失真。在信号处理的过程中,信噪比的提高和信号的保真在算法的实现过程中是一个重要的平衡。传统的地震相拾取方法包括能量比法、AIC法、分形分维法、神经网络等。本文详细论述能量比法、AIC法等传统微地震信号初至拾取方法的算法,总结借鉴众多算法的优势和缺陷：能量比法拾取初至简单、有效,但是受时窗长度影响较大；AIC法能精确拾取初至,但是不能对信号中是否包含微地震事件进行有效识别。基于S变换对微地震信号重构获得较高信噪比信号的基础上, 本文设计先用能量比法识别微地震事件、再用AIC法进行精确拾取的两步法对微地震事件进行初至拾取。此方法不受时窗变化影响,能够实现重构后信号的有效和精确拾取。本文针对低信噪比微地震信号,利用S变换进行时频分析重构,能量比-AIC两步法进行拾取,获得更准确的初至信息,对压裂效果进行反演和解释,进而实现对压裂方案的优化。