利用偏移距矢量片地震數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法，利用帶有方位角信息偏移距矢量片地震數(shù)據(jù)直接反演出儲(chǔ)層裂縫發(fā)育密度和裂縫方位。本發(fā)明克服了常規(guī)窄方位疊前地震裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)存在的反演精度不高、空間分辨率不足等缺陷，能夠保留更全面、完整的偏移距和方位角信息，為方位各向異性研究提供了更合適的地震數(shù)據(jù)，更有利于識(shí)別斷層、裂縫和儲(chǔ)層氣水變化特征。
【專利說明】
利用偏移距矢量片地震數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，具體地，涉及一種利用偏移距矢量片（Offset Vector Tile，簡(jiǎn)稱0VT)寬方位地震疊前道集數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在目前石油天然氣勘探中，非常規(guī)、隱蔽性油氣藏正在成為勘探的重點(diǎn)，裂縫性油 氣藏成為當(dāng)今全球油氣增加儲(chǔ)量、提高產(chǎn)量的重要領(lǐng)域之一。在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和油氣開發(fā)方面， 裂縫起到了至關(guān)重要的作用，裂縫增加了儲(chǔ)集空間，改善了儲(chǔ)層的基質(zhì)滲透率和空隙連通 性，因此儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)成為勘探開發(fā)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]地震勘探資料中包含了裂縫的信息，地震方法是識(shí)別裂縫型儲(chǔ)層的重要手段，其 理論基礎(chǔ)是各向異性理論。對(duì)于當(dāng)前油氣勘探中遇到的儲(chǔ)層裂縫參數(shù)預(yù)測(cè)問題，目前的地 球物理預(yù)測(cè)方法主要分為兩大類:疊后地震屬性裂縫預(yù)測(cè)和疊前地震屬性裂縫預(yù)測(cè)。
[0004]疊后地震屬性裂縫預(yù)測(cè)常用的方法包括相干分析法、地震曲率分析法、方差分析 法、邊緣檢測(cè)分析法、分頻數(shù)據(jù)分析法、吸收系數(shù)分析法等方法。疊后地震屬性裂縫預(yù)測(cè)方 法未能充分挖掘疊前地震數(shù)據(jù)所包含的方位各向異性信息，預(yù)測(cè)精度和預(yù)測(cè)尺度不及疊前 預(yù)測(cè)方法。
[0005]疊前地震裂縫預(yù)測(cè)，目前普遍采用的技術(shù)是在常規(guī)窄方位疊前地震道集數(shù)據(jù)的基 礎(chǔ)上，經(jīng)過地震反演處理進(jìn)行方位各向異性研究。由于常規(guī)窄方位地震數(shù)據(jù)在地震采集過 程中觀測(cè)方位角信息受限、方位角分布不均勻，基于常規(guī)窄方位地震疊前道集數(shù)據(jù)裂縫預(yù) 測(cè)方法存在反演精度不高、空間分辨率不足等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的 一個(gè)或多個(gè)問題。例如，本發(fā)明的目的之一在于克服常規(guī)窄方位疊前地震裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)存 在的反演精度不高、空間分辨率不足等缺陷，提出了一種利用寬方位偏移距矢量片地震數(shù) 據(jù)進(jìn)行疊前方位各向異性裂縫參數(shù)(例如，裂縫發(fā)育密度、裂縫方位)預(yù)測(cè)方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的提供了一種利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù) 測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法。所述方法包括以下步驟：
[0008] A、對(duì)于經(jīng)過疊前時(shí)間偏移處理的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，根據(jù)目的儲(chǔ)層 所在時(shí)間范圍，選取裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗。
[0009] B、對(duì)于裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置，計(jì)算偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù) 的偏移距和方位角。
[0010] C、對(duì)于裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，構(gòu) 建縱波反射系數(shù)R(0)。
[0012] 其中，Θ為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角，R(0)為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角Θ對(duì)應(yīng)的縱 波反射系數(shù)，Ρ為裂縫介質(zhì)對(duì)稱軸的方位角表示炮檢方向和裂縫走向之間的夾角，Ρ 為各向同性介質(zhì)下的反射系數(shù)，Q為與裂縫發(fā)育密度相關(guān)的各向異性反射系數(shù)。
[0013] D、對(duì)于裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，構(gòu) 建目標(biāo)函數(shù)：
[0015] 其中，Θ,為第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道(簡(jiǎn)稱道)的實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角， R^i(0i)為第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角01對(duì)應(yīng)的縱波反射 系數(shù)，N為該成像點(diǎn)位置偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)的最大反射道數(shù)，Θ Ν為實(shí)際最大炮 檢觀測(cè)方位角。
[0016] 在Ε達(dá)到最小的情況下，反演求解得到儲(chǔ)層的彈性參數(shù)值ρ、ο、?)·??(2州及 Q，sin(2<p)。
[0017] E、利用所述步驟D的反演結(jié)果，計(jì)算得到裂縫密度e和裂縫方位角#。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述方法還可以包括步驟F:對(duì)所有成像點(diǎn)偏移 距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，針對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層時(shí)窗范圍，重復(fù)以上步驟A至步驟E，以得到整個(gè) 三維工區(qū)地震數(shù)據(jù)體目標(biāo)儲(chǔ)層的裂縫密度e和裂縫方位角#反演結(jié)果。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，其中，采用基于最小二乘解的計(jì)算方法來使步 驟D中的E最小，求解方程組得到儲(chǔ)層的彈性參數(shù)值P、Q、0_ms'(2的及心〇)，
[0022] 所述方程組為：
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，在所述步驟B中，根據(jù)第i個(gè)偏移距矢量片地震 疊前道的橫向偏移距信息〇FFx、縱向偏移距信息0FFy，計(jì)算得到所述第i個(gè)偏移距矢量片地 震疊前道的偏移距〇FFi和觀測(cè)方位角0i，
[0029]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述方法還可以包括在步驟B和C之間 進(jìn)行地步驟G:對(duì)裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)給定成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片道集數(shù)據(jù)進(jìn)行部分疊加 處理。所述步驟G可以包括：
[0030] G1、將給定成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)的方位角劃分為X個(gè)扇 區(qū)，母?jìng)€(gè)扇區(qū)內(nèi)的道數(shù)為Mm，m = 1，2，…，X。
[0031] G2、對(duì)任一扇區(qū)m內(nèi)的所有道進(jìn)行疊加，得到所述任一扇區(qū)m內(nèi)新生成地震道的偏 移距0FFm_new和方位角彳目息9m_new。
[0033]其中，OFFj為第m個(gè)扇區(qū)內(nèi)第j道的偏移距，Θ」為第m個(gè)扇區(qū)內(nèi)第j道的方位角，j = 1， 2，…，Mm; G3、重復(fù)所述步驟G2，直到所有扇區(qū)都被處理。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述X大于3且小于道集最大覆蓋次數(shù)。例如，X 取值為18。
[0035]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，將采集的三維寬方位地震數(shù)據(jù)在偏移距矢量片 域進(jìn)行處理，得到偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)。
[0036] 在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述方法還包括將根據(jù)反演的儲(chǔ)層裂縫發(fā)育密 度和裂縫方位參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫發(fā)育帶預(yù)測(cè)。
[0037] 在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述步驟(A)至(D)中，成像點(diǎn)位置可以是預(yù)測(cè) 時(shí)窗內(nèi)任意一個(gè)成像點(diǎn)的位置，也可以是預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)的一段成像點(diǎn)范圍，也可以是全部三 維工區(qū)數(shù)據(jù)體的所有成像點(diǎn)范圍，即該技術(shù)方案適用于三維工區(qū)中任意時(shí)窗范圍、任意平 面范圍內(nèi)偏移距矢量片疊前道集數(shù)據(jù)的反演。具體反演時(shí)窗的選取是根據(jù)具體地震工區(qū)目 標(biāo)儲(chǔ)層的地質(zhì)層位決定的。
[0038] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果包括：
[0039] (1)本申請(qǐng)采用寬方位偏移距矢量片疊前道集數(shù)據(jù)進(jìn)行反演計(jì)算，該道集數(shù)據(jù)保 留了更全面、完整的偏移距和方位角信息，通常其道集覆蓋次數(shù)比常規(guī)窄方位地震道集數(shù) 據(jù)的覆蓋次數(shù)更高，克服了常規(guī)窄方位疊前地震裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)存在的反演精度不高、空間 分辨率不足等缺陷，為方位各向異性研究提供了更合適的地震數(shù)據(jù)，能夠更精確、更高效地 研究振幅、速度等地震響應(yīng)隨方位角變化的特征，更有利于識(shí)別斷層、裂縫和儲(chǔ)層氣水變化 特征。
[0040] (2)本申請(qǐng)所構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式清晰簡(jiǎn)潔，易于推廣應(yīng)用，方程組求解采用了 基于最小二乘解的計(jì)算方法，保證了數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性和收斂性，提高了計(jì)算效率和反演 精度。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的利用偏移距矢量片地震 疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法。
[0042]本發(fā)明所闡述的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)這一概念，是目前石油、天然氣 勘探領(lǐng)域?qū)挿轿坏卣鹂碧郊夹g(shù)中廣泛采用的通用概念。所謂偏移距矢量片，是指在一個(gè)共 接收線炮集中按炮線距和檢波線距等距離劃分成許多小矩形，每一個(gè)矩形就是一個(gè)偏移距 矢量片。偏移距矢量片處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于:偏移距矢量片道集數(shù)據(jù)保留了更完整的偏移 距和方位角信息，為方位各向異性研究提供更精確的地震數(shù)據(jù)，有利于研究速度、振幅等地 震響應(yīng)特征隨方位角的變化特征，增強(qiáng)了斷層、裂縫和地層巖性變化的識(shí)別能力。
[0043] 本發(fā)明利用同時(shí)帶有方位角和偏移距信息的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)直 接反演出儲(chǔ)層裂縫發(fā)育密度和裂縫方位。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明利用偏移距矢量 片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法包括如下步驟：
[0044] (1)以本領(lǐng)域公知的方法進(jìn)行三維寬方位地震勘探采集，以得到適合進(jìn)行寬方位 處理的地震數(shù)據(jù)，然后，對(duì)采集得到的三維寬方位地震數(shù)據(jù)在偏移距矢量片(0VT)域進(jìn)行處 理，得到能夠進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫密度和裂縫方位反演的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，根據(jù) 目的儲(chǔ)層所在時(shí)間范圍，選取裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗。
[0045] (2)導(dǎo)入經(jīng)過疊前時(shí)間偏移處理的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，對(duì)于裂縫預(yù) 測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置，其最大道數(shù)為N，根據(jù)第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的橫向 偏移距信息〇FFx、縱向偏移距信息0FFy，計(jì)算該偏移距矢量片道的偏移距OFFjP觀測(cè)方位角 9i，i = l，2,3，...，N，其計(jì)算公式如下：
[0048] ( 3)基于Ruger縱波HTI介質(zhì)（橫向各向同性介質(zhì)，Hor i zontal Trans verse Isotropic)反射系數(shù)公式，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立如下的計(jì)算公式：
[0049] R(0) = P + Q cos:(<7 - φ)
[0050] 對(duì)該公式進(jìn)行三角函數(shù)展開，得到如下形式：
[0052] 其中Θ為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角，R(0)為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角Θ對(duì)應(yīng)的縱波 反射系數(shù)，爐為裂縫介質(zhì)對(duì)稱軸的方位角，-識(shí)表示炮檢方向和裂縫走向之間的夾角，P為 各向同性介質(zhì)下的反射系數(shù)，而Q為與裂縫發(fā)育密度相關(guān)的各向異性反射系數(shù)。在上述公式 中，縱波反射系數(shù)隨觀測(cè)方位角的變化表現(xiàn)為橢圓特征。
[0053] (4)對(duì)于步驟(2)輸入的裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震 疊前道集數(shù)據(jù)，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)：
[0055] 其中，Θ,為第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角， 為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角應(yīng)的縱波反射系數(shù)，Ν為該成像點(diǎn)位置偏移距矢量片地震 疊前道集數(shù)據(jù)的最大反射道數(shù)，ΘΝ為實(shí)際最大炮檢觀測(cè)方位角。
[0056] 在Ε達(dá)到最小的情況下，反演求解得到儲(chǔ)層的彈性參數(shù)值Ρ、Q、&· c?(2#及 Q · ?η(2φ) 〇
[0057]為使E達(dá)到最小值，采用基于最小二乘解的計(jì)算方法，求解如下方程組：
[0062 ] 計(jì)算上述方程組的解，即可獲得P、Q、β · ??(2的及0 · 的值。
[0063] (5)計(jì)算裂縫密度及裂縫方位角。在方位各向異性介質(zhì)中，上述步驟(3)中縱波反 射系數(shù)隨觀測(cè)方位角的變化表現(xiàn)為橢圓特征，P+Q為橢圓特征的長(zhǎng)軸，P-Q為橢圓特征的短 軸，橢圓長(zhǎng)軸方向即為裂縫走向方位角，長(zhǎng)軸與短軸之比指示了裂縫發(fā)育強(qiáng)度。
[0064]利用步驟(4)的反演結(jié)果，分別計(jì)算橢圓長(zhǎng)軸P+Q，橢圓短軸P-Q，則可計(jì)算得到裂 縫密度e和裂縫方位角夢(mèng)如下：
[0067] (6)對(duì)于提供的所有成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，針對(duì)目標(biāo)儲(chǔ) 層時(shí)窗范圍，重復(fù)以上步驟（1)至步驟(5)，則可得到整個(gè)三維工區(qū)地震數(shù)據(jù)體目標(biāo)儲(chǔ)層的 裂縫密度e和裂縫方位角#反演結(jié)果。然后，即可根據(jù)整個(gè)地震工區(qū)目標(biāo)儲(chǔ)層的裂縫密度和 裂縫方位角反演結(jié)果進(jìn)行裂縫性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和識(shí)別。
[0068] 本發(fā)明步驟(3)至步驟(5)中所闡述的縱波反射系數(shù)隨觀測(cè)方位角的變化規(guī)律及 裂縫密度、裂縫方位計(jì)算方法，其理論基礎(chǔ)為各向異性理論，即地震波在各向異性介質(zhì)中平 行或垂直裂縫方向傳播時(shí)具有不同的傳播特征。當(dāng)射線平面與裂縫發(fā)育帶方向平行時(shí)，縱 波反射振幅最大；當(dāng)射線平面與裂縫發(fā)育帶方向垂直時(shí)，縱波反射振幅最?。黄渌较?，縱 波反射振幅介于二者之間，其振幅近似為周期180度的正余弦曲線。
[0069] 在上述步驟(2)至步驟(5)中，成像點(diǎn)位置可以是預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)任意一個(gè)成像點(diǎn)的位 置，也可以是預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)的一段成像點(diǎn)范圍，也可以是全部三維工區(qū)數(shù)據(jù)體的所有成像點(diǎn) 范圍，即該技術(shù)方案既適用于三維工區(qū)中任意時(shí)窗范圍、任意平面范圍內(nèi)偏移距矢量片疊 前道集數(shù)據(jù)的反演。具體反演時(shí)窗的選取是根據(jù)具體地震工區(qū)目標(biāo)儲(chǔ)層的地質(zhì)層位決定 的。
[0070] 以下將結(jié)合具體示例來詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0071] 在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫 的方法可以由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0072] (1)寬方位縱波地震數(shù)據(jù)偏移距矢量片(0VT)域疊前時(shí)間偏移處理。
[0073]以本領(lǐng)域公知的方法進(jìn)行三維寬方位地震勘探采集，以得到適合進(jìn)行寬方位處理 的地震數(shù)據(jù)，然后，對(duì)采集得到的三維寬方位地震數(shù)據(jù)在偏移距矢量片(0VT)域進(jìn)行處理， 得到能夠進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫密度和裂縫方位反演的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)。
[0074] (2)預(yù)測(cè)時(shí)窗選取。
[0075]導(dǎo)入經(jīng)過疊前時(shí)間偏移處理的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，根據(jù)目標(biāo)儲(chǔ)層所 在時(shí)間范圍，選取裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗[Ta，Tb]。針對(duì)不同沉積特征的目標(biāo)儲(chǔ)層，預(yù)測(cè)時(shí)窗[Ta，Tb] 具有不同的取值范圍。如針對(duì)淺層碎肩巖沉積儲(chǔ)層須家河組的儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)，[T a，Tb]分別 代表須家河組頂、底反射界面的反射時(shí)間；又如針對(duì)深層碳酸鹽巖沉積儲(chǔ)層龍王廟組的儲(chǔ) 層裂縫預(yù)測(cè)，[T a，Tb]分別代表龍王廟組頂、底反射界面的反射時(shí)間。
[0076] (3)對(duì)于預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)給定成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，計(jì)算偏 移距和方位角信息。
[0077]導(dǎo)入經(jīng)過疊前時(shí)間偏移處理的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，其最大道數(shù)為N， 根據(jù)第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的橫向偏移距信息〇FFx、縱向偏移距信息0FFy，計(jì)算該 偏移距矢量片的偏移距OFFi和觀測(cè)方位角(實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角）0i，i = l，2,3,. . .，N， 其計(jì)算公式如下：
[0080] (4)對(duì)給定成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)進(jìn)行部分疊加處理。
[0081] 由于原始偏移距矢量片(0VT)疊前道集數(shù)據(jù)通常信噪比較低，一般需要對(duì)道集數(shù) 據(jù)進(jìn)行部分疊加處理(所謂部分疊加處理，是指將道集分為若干個(gè)扇區(qū)，分別對(duì)每個(gè)扇區(qū)內(nèi) 的地震道進(jìn)行疊加，即分扇區(qū)疊加。相對(duì)于傳統(tǒng)意義上的道集全部疊加，該處理過程被稱為 道集分部分疊加），以提高道集的信噪比，進(jìn)而提高后續(xù)反演算法的穩(wěn)定性和精確度。具體 實(shí)施過程如下：
[0082]假設(shè)給定成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片(0VT)道集數(shù)據(jù)方位角范圍為0度至180度， 可以將方位角范圍按照10度的間隔劃分為18等份:0-10度為扇區(qū)1，10-20度為扇區(qū)2,…， 170-180度為扇區(qū)18，則對(duì)應(yīng)每一個(gè)扇區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)道數(shù)為M m，m= 1，2，…，18。
[0083]對(duì)于第m個(gè)扇區(qū)，將該扇區(qū)內(nèi)的地震道進(jìn)行疊加處理，則該扇區(qū)內(nèi)新生成地震道的 偏移距〇FFm_ne3w和方位角信息0mne3W由如下公式計(jì)算：
[0086] m=l ,2,---,18
[0087] 其中，OFFj為第m扇區(qū)內(nèi)第j道的偏移距，Θ」為第m個(gè)扇區(qū)內(nèi)第j道的方位角，j = 1， 2,…，Mm〇
[0088] 上述公式計(jì)算得到的偏移距0FFm_nejP方位角0mnew，即可作為新生成的部分疊加 偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)的更新后實(shí)際觀測(cè)偏移距信息和實(shí)際觀測(cè)方位角信息，并 對(duì)外輸出，然后將已完成部分疊加的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)作為后續(xù)反演計(jì)算的 輸入數(shù)據(jù)。
[0089] (5)基于Ruger縱波HTI介質(zhì)反射系數(shù)公式，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立如下的計(jì)算公式：
[0090] R{0) = P + Q- co^-φ-φ)
[0091] 對(duì)該公式進(jìn)行三角函數(shù)展開，得到如下形式：
[0093] 其中，Θ為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角，R(0)為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角Θ對(duì)應(yīng)的縱 波反射系數(shù)，供為裂縫介質(zhì)對(duì)稱軸的方位角表示炮檢方向和裂縫走向之間的夾角，P 為各向同性介質(zhì)下的反射系數(shù)，而Q為與裂縫發(fā)育密度相關(guān)的各向異性反射系數(shù)。在上述公 式中，縱波反射系數(shù)隨觀測(cè)方位角的變化表現(xiàn)為橢圓特征。
[0094] (6)對(duì)于步驟(4)輸入的裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震 疊前道集數(shù)據(jù)，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)：
[0096] 其中，0,為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角，ΙΓ-ΗΘΟ為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角Θ,對(duì)應(yīng) 的縱波反射系數(shù)，i = l，2,3, ...，Ν，Ν為該成像點(diǎn)位置偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)的最 大反射道數(shù)，ΘΝ為實(shí)際最大炮檢觀測(cè)方位角。在Ε達(dá)到最小的情況下，反演求解得到儲(chǔ)層的 彈性參數(shù)值p、Q、Ρ · mv(2p)及β1 · 〇
[0097] 為使E達(dá)到最小值，采用基于最小二乘解的計(jì)算方法，求解如下方程組：
[0102] 計(jì)算上述方程組的解，即可獲得P、Q、β · ??'(2妁及C) _.咖叫V的值。
[0103] (7)利用步驟(4)的反演結(jié)果，分別計(jì)算橢圓長(zhǎng)軸P+Q，橢圓短軸P-Q，則可計(jì)算得到 裂縫密度e和裂縫方位角夢(mèng)如下：
[0106] (8)對(duì)于提供的所有成像點(diǎn)偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，針對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層時(shí)窗 范圍，重復(fù)以上步驟（1)至步驟(7)，則可得到整個(gè)三維工區(qū)地震數(shù)據(jù)體目標(biāo)儲(chǔ)層的裂縫密 度e和裂縫方位角P反演結(jié)果。
[0107] 具體地講，要達(dá)到目標(biāo)儲(chǔ)層段裂縫預(yù)測(cè)目的，需要針對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層段反演時(shí)窗[Ta， Tb]內(nèi)的所有成像點(diǎn)進(jìn)行反演計(jì)算。如需針對(duì)淺層碎肩巖沉積儲(chǔ)層須家河組進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫 預(yù)測(cè)，則需要針對(duì)須家河組頂、底反射界面的反射時(shí)間[Ta，Tb]內(nèi)所有成像點(diǎn)進(jìn)行反演計(jì)算； 又如需針對(duì)深層碳酸鹽巖沉積儲(chǔ)層龍王廟組進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)，則需要針對(duì)龍王廟組頂、 底反射界面的反射時(shí)間[T a，Tb]內(nèi)所有成像點(diǎn)進(jìn)行反演計(jì)算。然后，即可根據(jù)整個(gè)地震工區(qū) 目標(biāo)儲(chǔ)層的裂縫密度和裂縫方位角反演結(jié)果進(jìn)行裂縫性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和識(shí)別。
[0108] 綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括:采用了寬方位偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)進(jìn) 行反演計(jì)算，保留了更全面、完整的偏移距和方位角信息，為方位各向異性研究提供了更合 適的地震數(shù)據(jù)，克服了常規(guī)窄方位疊前地震裂縫預(yù)測(cè)技術(shù)存在的反演精度不高、空間分辨 率不足等缺陷，反演計(jì)算出的儲(chǔ)層裂縫發(fā)育密度和裂縫方位信息更加精確、分辨率更高。另 外，構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式清晰簡(jiǎn)潔，易于推廣應(yīng)用，基于最小二乘解的反演算法，保證了 數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性和收斂性，提高了計(jì)算效率和反演精度，反演結(jié)果更有利于斷層、裂縫和 儲(chǔ)層氣水變化特征的有效識(shí)別。
[0109] 也就是說，本發(fā)明通過利用寬方位偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)能夠直接反演 出裂縫密度和裂縫方位，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的儲(chǔ)層裂縫發(fā)育帶預(yù)測(cè)。本發(fā)明針對(duì)復(fù)雜巖 性油氣藏勘探中裂縫性儲(chǔ)層識(shí)別問題具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0110]盡管上面已經(jīng)通過結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清 楚，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行各 種修改和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法，其特征在于，所述 方法包括W下步驟： A、 對(duì)于經(jīng)過疊前時(shí)間偏移處理的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，根據(jù)目的儲(chǔ)層所在 時(shí)間范圍，選取裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗； B、 對(duì)于裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置，計(jì)算偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)的偏 移距和方位角； C、 對(duì)于裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，構(gòu)建縱 波反射系數(shù)R(9)，其中，Θ為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角，R(0)為實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角Θ對(duì)應(yīng)的縱波反 射系數(shù)為裂縫介質(zhì)對(duì)稱軸的方位角，心表示炮檢方向和裂縫走向之間的夾角，P為各 向同性介質(zhì)下的反射系數(shù)，Q為與裂縫發(fā)育密度相關(guān)的各向異性反射系數(shù)； D、 對(duì)于裂縫預(yù)測(cè)時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)，構(gòu)建目 標(biāo)函數(shù)：其中，θι為第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角，real(0i)為第i 個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的實(shí)際地震炮檢觀測(cè)方位角θι對(duì)應(yīng)的縱波反射系數(shù)，N為該成 像點(diǎn)位置偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)的最大反射道數(shù)，Θν為實(shí)際最大炮檢觀測(cè)方位 角； 在Ε達(dá)到最小的情況下，反演求解得到儲(chǔ)層的彈性參數(shù)值P、Q、^ms'U的及口抑； Ε、利用所述步驟D的反演結(jié)果，計(jì)算得到裂縫密度e和裂縫方位角Ρ，2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法， 其特征在于，所述方法還包括步驟F:針對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層時(shí)窗范圍，對(duì)所有成像點(diǎn)的偏移距矢量 片地震疊前道集數(shù)據(jù)，重復(fù)W上步驟A至步驟E，W得到整個(gè)Ξ維工區(qū)地震數(shù)據(jù)體目標(biāo)儲(chǔ)層 的裂縫密度6和裂縫方位角|^反演結(jié)果。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法， 其特征在于，其中，采用基于最小二乘解的計(jì)算方法來使步驟D中的E最小，求解方程組得到 儲(chǔ)層的彈性參數(shù)值P、Q、資·娜(2約及0·.如口 W，所述方程組為：4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法， 其特征在于，在所述步驟B中，根據(jù)第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的橫向偏移距信息OFFx、 縱向偏移距信息OFFy，計(jì)算得到所述第i個(gè)偏移距矢量片地震疊前道的偏移距OFFi和實(shí)際地 震炮檢觀測(cè)方位角曰1，5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法，其特 征在于，所述方法還包括在步驟B和C之間進(jìn)行地步驟G:對(duì)給定成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片 道集數(shù)據(jù)進(jìn)行部分疊加處理。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法， 其特征在于，所述步驟G包括： G1、將給定成像點(diǎn)位置的偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)的方位角劃分為X個(gè)扇區(qū)，每 個(gè)扇區(qū)內(nèi)的道數(shù)為Mm，m=l，2,…，X; G2、對(duì)任一扇區(qū)m內(nèi)的所有道進(jìn)行疊加，得到所述任一扇區(qū)m內(nèi)新生成地震道的偏移距 0FFm_new和方位角f目息0m_new，其中，OF門為第m個(gè)扇區(qū)內(nèi)第j道的偏移距，為第m個(gè)扇區(qū)內(nèi)第j道的方位角，j = l， 2 , · ··, Mm ； G3、重復(fù)所述步驟G2，直到X個(gè)扇區(qū)都被處理。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法， 所述X大于3且小于所述偏移距矢量片地震疊前道集的最大覆蓋次數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偏移距矢量片地震疊前道集數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的方法， 其特征在于，將采集的Ξ維寬方位地震數(shù)據(jù)在偏移距矢量片域進(jìn)行處理，得到偏移距矢量 片地震疊前道集數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01V1/30GK106094029SQ201610715839
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月24日
【發(fā)明人】謝萬學(xué), 巫芙蓉, 李德珍, 何光明, 雷虹, 陳丹, 王瓏
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司