本發(fā)明涉及石油地球物理勘探技術領域，特別涉及一種基于疊前寬方位數(shù)據(jù)縱波速度各向異性特征預測裂縫發(fā)育的方法及裝置。

背景技術：

裂縫是碳酸鹽巖中儲集空間的一種重要類型，是由構造變形作用或物理成巖作用在巖石中形成的沒有明顯位移的不連續(xù)面。裂縫的形成取決于巖石所受應力的類型以及巖石的性質(zhì)，其豐度和分布與應力大小、巖石類型(脆性或韌性)、結構狀態(tài)、深度(上覆壓力)、巖性、巖層厚度、孔隙度、相、年代等因素有關。在石油地球物理勘探領域中，對于碳酸鹽巖儲層，裂縫不僅僅是主要的油氣運移通道，而且對提高儲層滲透率，提高油井產(chǎn)量具有重要意義。目前，地質(zhì)人員常用裂縫的寬度、大小、產(chǎn)狀、間距、密度和充填性質(zhì)等參數(shù)描述裂縫，但是地質(zhì)觀察手段局限于地質(zhì)露頭，井眼信息，無法對大區(qū)域的地下裂縫發(fā)育情況進行定量估計。

利用地震資料進行裂縫研究的基礎是地下介質(zhì)的各向異性理論，所謂各向異性是指介質(zhì)彈性參數(shù)及地震波動力學參數(shù)隨方向而異的特性。目前，運用方位各向異性理論預測裂縫的常用方法為寬方位時差分析技術、振幅隨偏移距的變化(amplitudevariationwithoffset，簡稱avo)梯度技術及直接參數(shù)反演技術。然而，寬方位時差技術分辨率較低，僅能區(qū)分較厚儲層(通常厚度大于四分之一地震波長)的裂縫發(fā)育情況，而avo梯度技術則無法分辨各向異性梯度的正負，因而在預測裂縫發(fā)育主方向時引入90°誤差，而直接彈性參數(shù)反演由于運算的非唯一性，實際應用非常有限。

可見，現(xiàn)有技術存在難以在裂縫預測中實現(xiàn)準確預測薄儲層裂縫發(fā)育方向以及無法克服直接參數(shù)反演非唯一性的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種預測裂縫發(fā)育的方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術中存在的難以在裂縫預測中實現(xiàn)準確預測薄儲層裂縫發(fā)育方向以及無法克服直接參數(shù)反演非唯一性的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種預測裂縫發(fā)育的方法，包括：

獲取裂縫研究區(qū)域的疊前地震道集數(shù)據(jù)、測井數(shù)據(jù)、層位數(shù)據(jù)和構造發(fā)育信息；所述測井數(shù)據(jù)包括聲波時差曲線、密度曲線、縱波速度和橫波速度；

根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體；

根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波；

根據(jù)所述層位數(shù)據(jù)、構造發(fā)育信息以及測井數(shù)據(jù)確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型；

根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)；所述疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)包括縱波速度反演數(shù)據(jù)、橫波速度反演數(shù)據(jù)以及密度反演數(shù)據(jù)；

根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)；

根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。

具體的，根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，包括：

根據(jù)疊前地震道集數(shù)據(jù)，合成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體；

在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體。

具體的，根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波，包括：

根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差ds；其中，ds＝∑(so-sc)；so為疊前地震道集數(shù)據(jù)；sc為合成地震道集數(shù)據(jù)；

對所述誤差ds進行誤差分析，調(diào)整地震子波波長、地震子波周期或地震子波振幅，直至合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差小于預先設置的誤差閾值，將所述地震子波確定為各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波。

具體的，根據(jù)所述層位數(shù)據(jù)、構造發(fā)育信息以及測井數(shù)據(jù)確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型，包括：

根據(jù)測井數(shù)據(jù)中的密度曲線、縱波速度和橫波速度，以所述層位數(shù)據(jù)為約束條件進行內(nèi)插外推運算，確定地震反演所需的縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型。

具體的，根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，包括：

根據(jù)最小二乘法，以各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的橫波速度反演數(shù)據(jù)和縱波速度反演數(shù)據(jù)分別為橢圓方程ax²+bxy+cy²+dx+ey+f＝0中的x和y值，擬合確定橢圓方程參數(shù)a、b、c、d、e、f。

具體的，根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度，包括：

根據(jù)公式：

確定橢圓的長軸或短軸指向θ，并以橢圓的長軸或短軸指向θ表征裂縫發(fā)育方向；

根據(jù)公式：xc＝(be-2cd)/(4ac-b²)和yc＝(bd-2ae)/(4ac-b²)確定橢圓的幾何中心(xc,yc)；

根據(jù)公式：a²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c+((a-c)²+b²))^1/2)；b²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c-((a-c)²+b²))^1/2)；以及e＝a/b；確定橢圓的長軸與短軸的比值e，并以橢圓的長軸與短軸的比值e表征裂縫密度。

一種預測裂縫發(fā)育的裝置，包括：

數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取裂縫研究區(qū)域的疊前地震道集數(shù)據(jù)、測井數(shù)據(jù)、層位數(shù)據(jù)和構造發(fā)育信息；所述測井數(shù)據(jù)包括聲波時差曲線、密度曲線、縱波速度和橫波速度；

疊加數(shù)據(jù)體形成單元，用于根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體；

子波確定單元，用于根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波；

低頻模型確定單元，用于根據(jù)所述層位數(shù)據(jù)、構造發(fā)育信息以及測井數(shù)據(jù)確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型；

疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)確定單元，用于根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)；所述疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)包括縱波速度反演數(shù)據(jù)、橫波速度反演數(shù)據(jù)以及密度反演數(shù)據(jù)；

橢圓擬合單元，用于根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)；

裂縫發(fā)育預測單元，用于根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。

具體的，所述疊加數(shù)據(jù)體形成單元，包括：

方位角疊加數(shù)據(jù)體合成模塊，用于根據(jù)疊前地震道集數(shù)據(jù)，合成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體；

偏移距疊加數(shù)據(jù)體合成模塊，用于在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體。

具體的，所述子波確定單元，包括：

誤差確定模塊，用于根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差ds；其中，ds＝∑(so-sc)；so為疊前地震道集數(shù)據(jù)；sc為合成地震道集數(shù)據(jù)；

子波確定模塊，用于對所述誤差ds進行誤差分析，調(diào)整地震子波波長、地震子波周期或地震子波振幅，直至合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差小于預先設置的誤差閾值，將所述地震子波確定為各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波。

此外，所述低頻模型確定單元，具體用于：

根據(jù)測井數(shù)據(jù)中的密度曲線、縱波速度和橫波速度，以所述層位數(shù)據(jù)為約束條件進行內(nèi)插外推運算，確定地震反演所需的縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型。

此外，所述橢圓擬合單元，具體用于：

根據(jù)最小二乘法，以各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的橫波速度反演數(shù)據(jù)和縱波速度反演數(shù)據(jù)分別為橢圓方程ax²+bxy+cy²+dx+ey+f＝0中的x和y值，擬合確定橢圓方程參數(shù)a、b、c、d、e、f。

具體的，所述裂縫發(fā)育預測單元，包括：

裂縫發(fā)育方向表征模塊，用于根據(jù)公式：確定橢圓的長軸或短軸指向θ，并以橢圓的長軸或短軸指向θ表征裂縫發(fā)育方向；

裂縫密度表征模塊，用于根據(jù)公式：xc＝(be-2cd)/(4ac-b²)和yc＝(bd-2ae)/(4ac-b²)確定橢圓的幾何中心(xc,yc)；

根據(jù)公式：a²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c+((a-c)²+b²))^1/2)；b²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c-((a-c)²+b²))^1/2)；以及e＝a/b；確定橢圓的長軸與短軸的比值e，并以橢圓的長軸與短軸的比值e表征裂縫密度。

本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的方法及裝置，采用基于疊前寬方位地震數(shù)據(jù)的縱波速度方位各向異性特征預測裂縫。首先，根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體；確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波；確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型；根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)；根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。本發(fā)明突破了avo梯度技術自身缺陷導致的裂縫方向預測90°誤差，可以準確的預測裂縫發(fā)育方向，同時突破了直接參數(shù)反演非唯一性的缺陷，獲得了穩(wěn)定的彈性參數(shù)反演結果，有效的提高了彈性參數(shù)在地震裂縫預測中的作用，同時將裂縫預測提高到定量化預測的程度，進而得到高精度定量化儲層預測結果，為后期地質(zhì)分析和井位部署提供更加可靠的依據(jù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的方法的流程圖一；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的方法的流程圖二；

圖3為本發(fā)明實施例中的橫波速度的低頻模型的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中的密度的低頻模型的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中的縱波速度的低頻模型的示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例中基于疊前彈性參數(shù)反演后獲得的彈性參數(shù)反演結果示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例中所獲裂縫發(fā)育方向預測結果示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例中所獲裂縫密度預測結果示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的裝置的結構示意圖一；

圖10為本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的裝置的結構示意圖二。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種預測裂縫發(fā)育的方法，包括：

步驟101、獲取裂縫研究區(qū)域的疊前地震道集數(shù)據(jù)、測井數(shù)據(jù)、層位數(shù)據(jù)和構造發(fā)育信息。

其中，所述測井數(shù)據(jù)包括聲波時差曲線、密度曲線、縱波速度和橫波速度。

步驟102、根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體。

步驟103、根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波。

步驟104、根據(jù)所述層位數(shù)據(jù)、構造發(fā)育信息以及測井數(shù)據(jù)確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型。

步驟105、根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)。

其中，所述疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)包括縱波速度反演數(shù)據(jù)、橫波速度反演數(shù)據(jù)以及密度反演數(shù)據(jù)。

步驟106、根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)。

步驟107、根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。

本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的方法，采用基于疊前寬方位地震數(shù)據(jù)的縱波速度方位各向異性特征預測裂縫。首先，根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體；確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波；確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型；根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)；根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。本發(fā)明突破了avo梯度技術自身缺陷導致的裂縫方向預測90°誤差，可以準確的預測裂縫發(fā)育方向，同時突破了直接參數(shù)反演非唯一性的缺陷，獲得了穩(wěn)定的彈性參數(shù)反演結果，有效的提高了彈性參數(shù)在地震裂縫預測中的作用，同時將裂縫預測提高到定量化預測的程度，進而得到高精度定量化儲層預測結果，為后期地質(zhì)分析和井位部署提供更加可靠的依據(jù)。

為了使本領域的技術人員更好的了解本發(fā)明，下面列舉一個更為詳細的實施例，如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的方法，包括：

步驟201、獲取裂縫研究區(qū)域的疊前地震道集數(shù)據(jù)、測井數(shù)據(jù)、層位數(shù)據(jù)和構造發(fā)育信息。

其中，所述測井數(shù)據(jù)包括聲波時差曲線、密度曲線、縱波速度和橫波速度，另外還可以包括地層微電阻率掃描成像(formationmicroscannerimage，簡稱fmi)。此處，構造發(fā)育信息主要包括大地構造水平應力方向，構造發(fā)育類型及程度。

在本發(fā)明實施例中，裂縫研究區(qū)域以海外某盆地m段灰?guī)r儲層為例。

步驟202、根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體。

此處，可以首先根據(jù)疊前地震道集數(shù)據(jù)，合成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體(一般情況下可以是6個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體)；然后，在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體(一般情況下可以是5個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體)。

具體的，對于預先設置的方位角和偏移距范圍，需要根據(jù)能量均衡原則(由不同方位角范圍疊加得到的若干疊加數(shù)據(jù)體在相同測線剖面上無明顯的能量差異)來設置，并滿足滿覆蓋和寬方位的勘探要求。

步驟203、根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差ds。

其中，ds＝∑(so-sc)；so為疊前地震道集數(shù)據(jù)；sc為合成地震道集數(shù)據(jù)。

步驟204、對所述誤差ds進行誤差分析，調(diào)整地震子波波長、地震子波周期或地震子波振幅，直至合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差小于預先設置的誤差閾值，將所述地震子波確定為各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波。

另外，還可以是調(diào)整地震子波波長、地震子波周期或地震子波振幅，直至合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的主要偶匹配良好，將所述地震子波確定為各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波，但不僅局限于此。

步驟205、根據(jù)測井數(shù)據(jù)中的密度曲線、縱波速度和橫波速度，以所述層位數(shù)據(jù)為約束條件進行內(nèi)插外推運算，確定地震反演所需的縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型。

如圖3、圖4和圖5所示，圖3表示橫波速度的低頻模型示意，圖4為密度的低頻模型示意，圖5表示縱波速度的低頻模型的示意。

步驟206、根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)。

其中，所述疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)包括縱波速度反演數(shù)據(jù)、橫波速度反演數(shù)據(jù)以及密度反演數(shù)據(jù)。如圖6所示，其中圖6的a部分表示波阻抗，圖6的b部分表示橫波速度反演數(shù)據(jù)。

步驟207、根據(jù)最小二乘法，以各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的橫波速度反演數(shù)據(jù)和縱波速度反演數(shù)據(jù)分別為橢圓方程ax²+bxy+cy²+dx+ey+f＝0中的x和y值，擬合確定橢圓方程參數(shù)a、b、c、d、e、f。

此處，x和y值可以視為橢圓中樣本點在橢圓所在坐標系中的橫縱坐標軸上的投影。此處的樣本點即為各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的橫波速度反演數(shù)據(jù)和縱波速度反演數(shù)據(jù)。

步驟208、根據(jù)公式：確定橢圓的長軸或短軸指向θ，并以橢圓的長軸或短軸指向θ表征裂縫發(fā)育方向。

此處，裂縫發(fā)育方向的效果可以如圖7所示，其中圖7左側(cè)為井上所得裂縫發(fā)育方向圖，右側(cè)為預測所得裂縫發(fā)育方向示意。

步驟209、根據(jù)公式：

xc＝(be-2cd)/(4ac-b²)和yc＝(bd-2ae)/(4ac-b²)確定橢圓的幾何中心(xc,yc)；

根據(jù)公式：a²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c+((a-c)²+b²))^1/2)；b²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c-((a-c)²+b²))^1/2)；以及e＝a/b；確定橢圓的長軸與短軸的比值e，并以橢圓的長軸與短軸的比值e表征裂縫密度，從而量化裂縫發(fā)育強度。其中，a表示橢圓長軸的長度，b表示橢圓短軸的長度。此處的裂縫密度的效果可以如圖8所示。

本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的方法，采用基于疊前寬方位地震數(shù)據(jù)的縱波速度方位各向異性特征預測裂縫。首先，根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體；確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波；確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型；根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)；根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。本發(fā)明突破了avo梯度技術自身缺陷導致的裂縫方向預測90°誤差，可以準確的預測裂縫發(fā)育方向，同時突破了直接參數(shù)反演非唯一性的缺陷，獲得了穩(wěn)定的彈性參數(shù)反演結果，有效的提高了彈性參數(shù)在地震裂縫預測中的作用，同時將裂縫預測提高到定量化預測的程度，進而得到高精度定量化儲層預測結果，為后期地質(zhì)分析和井位部署提供更加可靠的依據(jù)。

對應于上述的方法實施例，如圖9所示，本發(fā)明實施例提供一種預測裂縫發(fā)育的裝置，包括：

數(shù)據(jù)獲取單元31，用于獲取裂縫研究區(qū)域的疊前地震道集數(shù)據(jù)、測井數(shù)據(jù)、層位數(shù)據(jù)和構造發(fā)育信息；所述測井數(shù)據(jù)包括聲波時差曲線、密度曲線、縱波速度和橫波速度。

疊加數(shù)據(jù)體形成單元32，用于根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體。

子波確定單元33，用于根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波。

低頻模型確定單元34，用于根據(jù)所述層位數(shù)據(jù)、構造發(fā)育信息以及測井數(shù)據(jù)確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型。

疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)確定單元35，用于根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)；所述疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)包括縱波速度反演數(shù)據(jù)、橫波速度反演數(shù)據(jù)以及密度反演數(shù)據(jù)。

橢圓擬合單元36，用于根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)。

裂縫發(fā)育預測單元37，用于根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。

具體的，如圖10所示，所述疊加數(shù)據(jù)體形成單元32，包括：

方位角疊加數(shù)據(jù)體合成模塊321，用于根據(jù)疊前地震道集數(shù)據(jù)，合成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體。

偏移距疊加數(shù)據(jù)體合成模塊322，用于在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體。

具體的，如圖10所示，所述子波確定單元33，包括：

誤差確定模塊331，用于根據(jù)每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體、測井數(shù)據(jù)中的聲波時差曲線和密度曲線，確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差ds；其中，ds＝∑(so-sc)；so為疊前地震道集數(shù)據(jù)；sc為合成地震道集數(shù)據(jù)。

子波確定模塊332，用于對所述誤差ds進行誤差分析，調(diào)整地震子波波長、地震子波周期或地震子波振幅，直至合成地震道集數(shù)據(jù)與疊前地震道集數(shù)據(jù)的誤差小于預先設置的誤差閾值，將所述地震子波確定為各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波。

此外，所述低頻模型確定單元34，具體用于：

根據(jù)測井數(shù)據(jù)中的密度曲線、縱波速度和橫波速度，以所述層位數(shù)據(jù)為約束條件進行內(nèi)插外推運算，確定地震反演所需的縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型。

此外，所述橢圓擬合單元36，具體用于：

根據(jù)最小二乘法，以各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的橫波速度反演數(shù)據(jù)和縱波速度反演數(shù)據(jù)分別為橢圓方程ax²+bxy+cy²+dx+ey+f＝0中的x和y值，擬合確定橢圓方程參數(shù)a、b、c、d、e、f。

具體的，如圖10所示，所述裂縫發(fā)育預測單元37，包括：

裂縫發(fā)育方向表征模塊371，用于根據(jù)公式：確定橢圓的長軸或短軸指向θ，并以橢圓的長軸或短軸指向θ表征裂縫發(fā)育方向。

裂縫密度表征模塊372，用于根據(jù)公式：xc＝(be-2cd)/(4ac-b²)和yc＝(bd-2ae)/(4ac-b²)確定橢圓的幾何中心(xc,yc)；

根據(jù)公式：a²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c+((a-c)²+b²))^1/2)；b²＝2(axc²+cyc²+bxcyc-1)/(a+c-((a-c)²+b²))^1/2)；以及e＝a/b；確定橢圓的長軸與短軸的比值e，并以橢圓的長軸與短軸的比值e表征裂縫密度。

值得說明的是，本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的裝置的具體實現(xiàn)方式可以參見上述圖1和圖2對應的方法實施例，此處不再贅述。

本發(fā)明實施例提供的一種預測裂縫發(fā)育的裝置，采用基于疊前寬方位地震數(shù)據(jù)的縱波速度方位各向異性特征預測裂縫。首先，根據(jù)預先設置的方位角和偏移距范圍，將疊前地震道集數(shù)據(jù)進行分方位角和分偏移距部分疊加，形成多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體，以及在每個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體中合成的多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體；確定各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波；確定地震反演所需縱波速度、橫波速度及密度的低頻模型；根據(jù)各部分方位角疊加數(shù)據(jù)體反演所需子波、所述低頻模型以及多個部分偏移距疊加數(shù)據(jù)體，利用佐普利茲方程，進行疊前彈性參數(shù)反演，計算得到多個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體對應的疊前彈性參數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)最小二乘法對各個部分方位角疊加數(shù)據(jù)體的縱波速度反演數(shù)據(jù)和橫波速度反演數(shù)據(jù)進行橢圓擬合，確定所述橢圓的橢圓方程參數(shù)；根據(jù)所述橢圓的橢圓方程參數(shù)，確定橢圓的長軸或短軸指向，以表征裂縫發(fā)育方向，并確定橢圓的長軸與短軸的比值，以表征裂縫密度。本發(fā)明突破了avo梯度技術自身缺陷導致的裂縫方向預測90°誤差，可以準確的預測裂縫發(fā)育方向，同時突破了直接參數(shù)反演非唯一性的缺陷，獲得了穩(wěn)定的彈性參數(shù)反演結果，有效的提高了彈性參數(shù)在地震裂縫預測中的作用，同時將裂縫預測提高到定量化預測的程度，進而得到高精度定量化儲層預測結果，為后期地質(zhì)分析和井位部署提供更加可靠的依據(jù)。

本領域內(nèi)的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

本發(fā)明中應用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。