一種定量檢測(cè)地層中裂縫發(fā)育程度的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種定量檢測(cè)地層中裂縫發(fā)育程度的方法，所述方法利用橫波在裂縫發(fā)育地層中傳播時(shí)發(fā)生橫波分裂現(xiàn)象，導(dǎo)致井下三分量檢波器接收到的橫波初至波能量隨著觀(guān)測(cè)方位角度的變化而變化，通過(guò)分析水平分量上的橫波初至波能量隨著觀(guān)測(cè)方位角度的變化規(guī)律，能夠定量檢測(cè)地層裂縫的發(fā)育程度，為降低勘探開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，提高油氣藏開(kāi)采效率提供參考數(shù)據(jù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種定量檢測(cè)地層中裂縫發(fā)育程度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地震勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種通過(guò)對(duì)三維三分量VSP中井下三分量檢波器的兩個(gè)水平分量記錄的地震波場(chǎng)的橫波初至能量的比值進(jìn)行計(jì)算，從而對(duì)地層中裂縫發(fā)育程度進(jìn)行定量檢測(cè)的分析方法。本發(fā)明主要應(yīng)用于地震勘探領(lǐng)域，為裂縫型油氣藏勘探與開(kāi)發(fā)提供地層裂縫發(fā)育程度信息，為降低勘探開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，提高油氣藏開(kāi)采效率提供參考數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在三維三分量VSP地震勘探數(shù)據(jù)中，當(dāng)橫波可控震源在井旁激發(fā)時(shí)，震源所產(chǎn)生的橫波在地層中傳播，穿透地層到達(dá)井中的三分量檢波器所在位置，并在該點(diǎn)引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，該點(diǎn)的振動(dòng)被放置于井中的三分量檢波器記錄下來(lái)。如果地層中裂縫發(fā)育，可控震源所激發(fā)的橫波在穿透地層傳播時(shí)會(huì)發(fā)生橫波分裂現(xiàn)象，即橫波會(huì)分裂為沿著裂縫走向偏振的快橫波和垂直裂縫走向偏振的慢橫波。通過(guò)計(jì)算可控震源激發(fā)、井中三分量檢波器接收的三維三分量VSP地震數(shù)據(jù)中井下三分量檢波器的水平分量的橫波初至波能量比值的大小，可以定量檢測(cè)地層中裂縫發(fā)育的程度。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)手段是通過(guò)地層的地質(zhì)露頭進(jìn)行觀(guān)測(cè)、或者對(duì)鉆井中提取的巖心樣本在實(shí)驗(yàn)室中觀(guān)測(cè)、或者對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行分析來(lái)獲得地層裂縫發(fā)育程度的相關(guān)信息。由于上述方法資料采集的局限性，只能夠獲得地層裂縫的局部信息。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)手段也可以通過(guò)寬方位角縱波地震勘探獲得縱波地震傳播的方位各向異性屬性來(lái)檢測(cè)地層裂縫的走向方位角度信息，但是由于地震縱波對(duì)地層裂縫的發(fā)育情況不夠敏感，因此通過(guò)縱波地震方位各向異性屬性分析來(lái)對(duì)儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育特征只能夠做到定性的或者是誤差較大的半定量描述。
[0005]總之，現(xiàn)有的技術(shù)手段由于受到技術(shù)方法本身的限制，對(duì)地層裂縫發(fā)育程度的檢測(cè)能力不能滿(mǎn)足油田的生產(chǎn)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明通過(guò)計(jì)算三維三分量VSP地震勘探中井下三分量檢波器水平分量的橫波初至的能量比值來(lái)定量檢測(cè)地層裂縫發(fā)育程度的分析方法與流程。
[0007]當(dāng)?shù)貙又邪l(fā)育有裂縫時(shí)，橫波在地層中傳播時(shí)將發(fā)生橫波分裂現(xiàn)象，橫波分裂導(dǎo)致井下三分量檢波器的兩個(gè)水平分量上接收到的橫波初至波的能量不同，地層中裂縫發(fā)育程度越高，井下三分量檢波器的兩個(gè)水平分量上接收到的橫波初至波的能量大小就越接近。通過(guò)計(jì)算井下三分量檢波器的兩個(gè)水平分量上所記錄的地震波場(chǎng)中橫波初至波能量的比值，可以定量檢測(cè)地層中裂縫的發(fā)育程度。
[0008]圖1是當(dāng)橫波穿過(guò)呈平行排列的垂直裂縫介質(zhì)時(shí)發(fā)生橫波分裂的原理示意圖。當(dāng)由橫波可控震源激發(fā)的入射橫波s穿過(guò)裂縫發(fā)育的地層時(shí)，發(fā)生了橫波分裂，入射橫波s分解為快橫波Si和慢橫波S2，其中快橫波Si的偏振方向平行于裂縫走向，慢橫波s2的偏振方向垂直于裂縫走向。
[0009]為了便于分析橫波分裂現(xiàn)象，我們將三分量檢波器的徑向方向記錄的地震波場(chǎng)記為R(t)、切向分量記錄的地震波場(chǎng)記為T(mén)(t)，三分量檢波器的兩個(gè)水平分量同時(shí)記錄下了快橫波Si (t)和慢橫波32(0在觀(guān)測(cè)點(diǎn)引起的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，三分量檢波器的兩個(gè)水平分量R(t)與T(t)可以寫(xiě)成如下形式:
【權(quán)利要求】
1.一種定量檢測(cè)地層中裂縫發(fā)育程度的方法，所述方法包括以下步驟:(1)根據(jù)所欲觀(guān)測(cè)的井所在的現(xiàn)場(chǎng)地形，按照如下要求設(shè)計(jì)三維三分量VSP觀(guān)測(cè)方案:從井口所在位置0點(diǎn)指向可控震源所在位置S點(diǎn)的觀(guān)測(cè)方位角度取值a e {a!,2,......aj e [0, 360), a的M個(gè)取值將圓周均勻分割為M等份，根據(jù)對(duì)觀(guān)測(cè)精度的要求，Μ取值從集合{6、8、10、12、16、18、36}中選取一個(gè)合適的數(shù)值；井下三分量檢波器所放置的位置G與井口位置0的距離為Ζ(ι米，z0的取值保證井下三分量檢波器的正常工作并盡量接近要觀(guān)測(cè)的地層；可控震源所在位置S與井口位置0之間的距離為X(l米，X(l的取值滿(mǎn)足當(dāng)激發(fā)可控震源時(shí)，井中三分量檢波器能夠接收到較高信噪比的有效信號(hào)；設(shè)定井下三分量檢波器的離散采樣間隔dt與離散采樣點(diǎn)數(shù)N，dt與N的取值保證記錄到完整的可控震源引發(fā)的位置G處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)；(2)對(duì)于ae {α ,Μ}的每一個(gè)取值a」，將可控震源放置在與井口 Ο距離為x0米方位角度為a j處；將井下三分量檢波器放置于與井口位置0的距離為Z(l米的井下，并使井下三分量檢波器的R分量指向的方位角度與保持一致；激發(fā)可控震源產(chǎn)生沿著aj方位角度偏振的橫波，并同時(shí)以井下三分量檢波器記錄可控震源引發(fā)的井下三分量檢波器所在位置G處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，當(dāng)a取值為a = 時(shí)井下三分量檢波器兩個(gè)水平分量R、T記錄到的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)記為Rj (tk)，Tj (tk)，k = 1,2，......, N ；(3)對(duì)步驟⑵中得到的所有觀(guān)測(cè)方位的數(shù)據(jù)記錄{Rj(tk)，I^tk)}，j=1.2,......，M，k = 1，2，......，N，編程計(jì)算直達(dá)波初至的到達(dá)時(shí)間{Ρ」}，j =1.2,......,Μ,編程的具體算法為:對(duì)于a = 的每一個(gè)取值得到的井下三分量檢波器的兩個(gè)水平分量的數(shù)據(jù)記錄Rj (tk)，Tj (tk)，k = 1，2，......，N，掃描計(jì)算{rk = Fk/Ek, k = L+l, L+2,......，N_L}中的最大值所對(duì)應(yīng)的k的取值，則得到Ρ」=kdt ;在公式{rk = Fk/Ek, k = L+l, L+2,......，N_L}中，
【文檔編號(hào)】G01V1/30GK103645505SQ201310553315
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】李向陽(yáng), 蔡志光, 撒振宇, 宋建軍, 陳海峰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)