專利名稱：一種橫波分裂裂縫檢測的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油地球物理勘探技術(shù)，具體是多波地震數(shù)據(jù)應用，是一種橫波分裂裂縫檢測的方法。
背景技術(shù)：
在油氣勘探開發(fā)中，裂縫性油氣藏所占的比例越來越大，特別是在碳酸鹽巖、火成巖及致密砂巖中，裂縫性儲層預測至關(guān)重要。測井資料能夠獲取比較可靠的裂縫信息，但這些信息只在特定的井位有效，由于裂縫的復雜性，井間裂縫的預測難以依靠井中結(jié)果進行外推。對于大面積無鉆井區(qū)域裂縫，常規(guī)方法是依靠縱波地震資料進行預測。地震屬性預測裂縫能完成對大尺度斷裂的描述；縱波方位各向異性是利用地震波在各向異性介質(zhì)中傳播時發(fā)生的地震特征隨方位角的變化，檢測裂縫發(fā)育的方向和發(fā)育密度。雖然縱波資料的振幅和速度信息能夠反映地下地質(zhì)情況變化，但同時也受到了如幾何擴散、吸收衰減和薄層調(diào)諧等多因素的影響，因此利用縱波資料進行裂縫檢測和描述具有多解性，存在明顯的資料缺陷和陷阱。由于橫波只反映巖石骨架，而與流體無關(guān)；因此橫波剖面更真實的反應了裂縫發(fā) 育對骨架的影響。橫波分裂預測裂縫在經(jīng)歷了多年的理論研究，已得到了科學證明。根據(jù)橫波分裂理論，當橫波通過方位各向異性介質(zhì)時，會分裂成兩個偏移方向正交的橫波，一個波的偏移方向與裂縫走向平行，速度較快，稱之為快橫波、另一個波的偏移方向與裂縫方向垂直，速度較慢，稱之為慢橫波。分裂的快慢波的強弱與裂縫的強弱密切相關(guān)，而快橫波的方向即能準確確定裂縫發(fā)育的方向，這就是橫波分裂預測裂縫的基本原理，如圖I所示。橫波分裂預測裂縫的基礎(chǔ)就是對快慢橫波進行有效分離。目前實現(xiàn)橫波分裂方法有多種，其中角度掃描術(shù)在橫波分裂分析中具有廣泛應用，在此基礎(chǔ)上又形成了互相關(guān)法、比值法和最小能量法等，但這些方法和手段不能滿足實際生產(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種能夠滿足實際生產(chǎn)的要求，提高裂縫型儲層的預測精度的橫波分裂裂縫檢測的方法。本發(fā)明的具體實施步驟如下I)采集地震橫波，將快、慢橫波分離，形成方位角道集數(shù)據(jù)體；步驟I)所述的采集與分離是在野外采集中，利用寬方位三維三分量地震勘探技術(shù)得到轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)，將寬方位水平分量的徑向和橫向分量數(shù)據(jù)分成不同的方位角扇形區(qū)，每個扇形區(qū)按方位各向同性完成疊前時間偏移處理，得到不同方位扇區(qū)的徑向和橫向分量偏移數(shù)據(jù)體；將不同方位扇區(qū)的徑向分量和橫向分量按不同方位角以從小到大順序排列形成方位角道集數(shù)據(jù)體。2)利用方位角道集數(shù)據(jù)體確定裂縫發(fā)育情況；
步驟2)所述的確定裂縫發(fā)育情況的方法是在裂縫發(fā)育層段，徑向分量方位角道集數(shù)據(jù)體上，同一反射界面走時呈正弦曲線分布；傳播時間最短即正弦曲線的峰值頂點為快橫波，其對應的方位就是裂縫發(fā)育方向；傳播時間最長即正弦曲線的谷值頂點的為慢橫波，方位為垂直于裂縫發(fā)育方向；橫向分量在裂縫發(fā)育層每隔90度有明顯的極性反轉(zhuǎn)，極性反轉(zhuǎn)點對應方位角指示裂縫發(fā)育的方向；徑向分量方位角道集數(shù)據(jù)上，傳播的最大時間和最小時間的時差值定性代表裂縫
的發(fā)育程度，時差越大裂縫越發(fā)育，反之裂縫不發(fā)育。3)按相同的角度間隔將方位角道集數(shù)據(jù)進行分角度疊加，形成分別代表不同方位角的多個疊加數(shù)據(jù)體；所述的相同的角度間隔是10°至30°，形成不同方位角的5至10套疊加數(shù)據(jù)體。4)按照野外采集數(shù)據(jù)的采集方位角度和已知工區(qū)的主要構(gòu)造、斷裂特征，在多套數(shù)據(jù)體中確定一個疊加數(shù)據(jù)體作為參考方位數(shù)據(jù)體；所述的確定一個疊加數(shù)據(jù)體作為參考方位數(shù)據(jù)體是以工區(qū)的構(gòu)造軸向角度與方位角相同或近似。5)將參考方位疊加數(shù)據(jù)體分別與其他幾套疊加數(shù)據(jù)體進行時差運算，得到不同方位角數(shù)據(jù)與參考方位數(shù)據(jù)間的相同同相軸的時間差；計算結(jié)果的方位角度分別定義為相應的其他幾套的方位角度；步驟5)所述的時差運算是設(shè)置20ms至40ms的分析時窗，得出不同方位角數(shù)據(jù)體的同一個反射界面，將參考方位疊加數(shù)據(jù)體與其中一個方位角的疊加數(shù)據(jù)體進行反射時差運算，最終得到每個反射界面在兩個不同方位角之間的反射時間差。步驟5)所述的分別定義是將參考方位疊加數(shù)據(jù)體與其他幾個方位角疊加數(shù)據(jù)體按上述方法進行反射時差運算，最終得到多套反射時差數(shù)據(jù)體，將每套反射時差數(shù)據(jù)體的方位角度分別確定。步驟5)所述的時差運算是利用反射波外部形態(tài)、振幅強度、相位特征的最大相似性。6)抽取不同方位的時差道集數(shù)據(jù)體，確定最大時差；步驟6)所述的多套時差數(shù)據(jù)體按相同位置不同方位角抽取單道重新進行排列，形成不同方位角的反射時差道集數(shù)據(jù)體，每個道集中包含了多個不同方位角的反射時差信息；利用反射時差方位道集數(shù)據(jù)體，將代表不同方位角的反射時差值進行對比，確定其中最大的時差值及對應方位角。7)進行裂縫發(fā)育方位與密度的檢測。步驟7)所述的裂縫發(fā)育方位與密度的檢測方法是最大時差值對應的方位角度就是平行或垂直裂縫的方向；時差值為正，方位角度為垂直裂縫的方位；時差值為負，方位角度即為平行裂縫的發(fā)育方向；而時差值的絕對值越大，裂縫越發(fā)育，反之亦然。本發(fā)明將橫波分裂預測裂縫理論應用于實際，提供了裂縫型儲層定量描述的一種方法，提高了裂縫型儲層的預測精度。


圖I是橫波分裂示意圖；圖2是徑向分量和橫向分量方位角道集數(shù)據(jù)(模型)；圖3是本發(fā)明采集實例徑向分量方位角道集數(shù)據(jù)；圖4是目的層段儲層裂縫密度平面分布圖；圖5是目的層段儲層裂縫密度與方向疊合圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實例具體說明本發(fā)明。本發(fā)明是先采集寬方位三維三分量地震數(shù)據(jù)，用三維三分量地震處理技術(shù)得到水平分量的徑向分量和橫向分量方位角道集數(shù)據(jù)體；按相同的角度間隔進行分角度疊加，形成分別代表不同方位角的多個疊加數(shù)據(jù)體；利用不同方位角數(shù)據(jù)體之間的反射時間差,檢測裂縫發(fā)育方向和密度。本發(fā)明具體步驟如下I)在野外采集中，利用寬方位三維三分量地震勘探技術(shù)得到轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)，將寬方位水平分量的徑向和橫向分量數(shù)據(jù)按10°角度間隔分成不同的方位角扇形區(qū)，并分別完成各向同性疊前時間偏移處理；將不同方位扇區(qū)的徑向分量和橫向分量按不同方位角排列形成方位角道集數(shù)據(jù)體。2)在裂縫發(fā)育層段，徑向分量方位角道集數(shù)據(jù)體上，同一反射界面走時呈正弦曲線分布；橫向分量方位角道集數(shù)據(jù)體上，每隔90度有明顯的極性反轉(zhuǎn)，如圖2。3)按相同的角度間隔將方位角道集數(shù)據(jù)進行分角度疊加，形成分別代表不同方位角的多個疊加數(shù)據(jù)體；4)在多套數(shù)據(jù)體中確定一個疊加數(shù)據(jù)體作為參考方位數(shù)據(jù)體；5)將參考方位疊加數(shù)據(jù)體分別與其他幾套疊加數(shù)據(jù)體進行時差運算，得到不同方位角數(shù)據(jù)與參考方位數(shù)據(jù)間的相同同相軸的時間差；計算結(jié)果的方位角度分別定義為相應的其他幾套的方位角度；6)將多套時差數(shù)據(jù)體重新進行排列，形成不同方位角的反射時差道集數(shù)據(jù)體，每個道集中包含了多個不同方位角的反射時差信息；將代表不同方位角的反射時差值進行對比，確定其中最大的時差值及對應的方位角度。7)根據(jù)步驟6)最大時差值的判斷結(jié)果，檢測裂縫的密度和發(fā)育方向。本發(fā)明具體實施方式
實例如下。I)采集實例266平方公里的寬方位三維三分量地震資料，利用三維三分量地震處理技術(shù)得到了轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)；將寬方位水平分量的徑向和橫向分量數(shù)據(jù)按方位角10°的間隔分成不同的方位角扇形區(qū)，每個扇形區(qū)按方位各向同性完成疊前時間偏移處理，得到不同方位扇區(qū)的徑向和橫向分量偏移數(shù)據(jù)體；將不同方位扇區(qū)的徑向分量和橫向分量按不同方位角以從小到大順序排列形成方位角道集數(shù)據(jù)體。2)圖3為主測線668的1778、1779、1780三個CDP點徑向分量方位角道集數(shù)據(jù)；在裂縫發(fā)育層段，同一反射界面走時呈正弦曲線分布；3)按每20°的間隔將方位角道集數(shù)據(jù)進行分角度疊加，形成分別代表方位角10°、30°、50°、70°、90° UlO0、130°、150°、170° 的 9 套疊加數(shù)據(jù)體；4)按照野外采集數(shù)據(jù)的采集方位角度和已知工區(qū)的主要構(gòu)造、斷裂特征，在9套數(shù)據(jù)體中選擇150°方位角的疊加數(shù)據(jù)體做為參考數(shù)據(jù)體。5)將150°參考方位疊加數(shù)據(jù)體與其他幾個方位角疊加數(shù)據(jù)體(10°、30°、50°、70°、90° UlO0、130°、170° )進行同一反射界面的反射時差運算，得到八套反射時差數(shù)據(jù)體，反射時差數(shù)據(jù)體的方位角度分別定義為10°、30°、50°、70°、90° UlO0、130。 ,170° 。
6)將 10°、30。、50。、70。、90。UlO0、130。、170。八套時差數(shù)據(jù)體按相同位
置不同方位角抽取單道重新進行排列，形成一套不同方位角反射時差道集數(shù)據(jù)體，每個道集中包含了八個不同方位角的反射時差信息。利用反射時差方位道集數(shù)據(jù)，將代表不同方位角的八個反射時差值進行對比分析，確定其中最大的時差值及對應方位角。7)根據(jù)對比分析出的最大時差值和對應的方位角即可檢測出裂縫的密度和發(fā)育方向。圖4是得到的目的層段儲層裂縫密度平面圖，紅色代表裂縫密度大而藍色代表裂縫密度??；圖5是得到的目的層段儲層裂縫密度與方向的疊合圖，圖上黑色線段代表了裂縫的方向，線段的長短反映了裂縫的發(fā)育程度。預測結(jié)果與鉆井實測吻合。
權(quán)利要求
1.一種橫波分裂裂縫檢測的方法，特點是具體實施步驟如下 1)采集地震橫波，將快、慢橫波分離，形成方位角道集數(shù)據(jù)體； 2)利用方位角道集數(shù)據(jù)體確定裂縫發(fā)育情況； 3)按相同的角度間隔將方位角道集數(shù)據(jù)進行分角度疊加，形成分別代表不同方位角的多個疊加數(shù)據(jù)體； 4)按照野外采集數(shù)據(jù)的采集方位角度和已知工區(qū)的主要構(gòu)造、斷裂特征，在多套數(shù)據(jù)體中確定一個疊加數(shù)據(jù)體作為參考方位數(shù)據(jù)體； 5)將參考方位疊加數(shù)據(jù)體分別與其他幾套疊加數(shù)據(jù)體進行時差運算，得到不同方位角數(shù)據(jù)與參考方位數(shù)據(jù)間的相同同相軸的時間差；計算結(jié)果的方位角度分別定義為相應的其他幾套的方位角度； 6)抽取不同方位的時差道集數(shù)據(jù)體，確定最大時差； 7)進行裂縫發(fā)育方位與密度的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟I)所述的采集與分離是在野外采集中，利用寬方位三維三分量地震勘探技術(shù)得到轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)，將寬方位水平分量的徑向和橫向分量數(shù)據(jù)分成不同的方位角扇形區(qū)，每個扇形區(qū)按方位各向同性完成疊前時間偏移處理，得到不同方位扇區(qū)的徑向和橫向分量偏移數(shù)據(jù)體；將不同方位扇區(qū)的徑向分量和橫向分量按不同方位角以從小到大順序排列形成方位角道集數(shù)據(jù)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟2)所述的確定裂縫發(fā)育情況的方法是 在裂縫發(fā)育層段，徑向分量方位角道集數(shù)據(jù)體上，同一反射界面走時呈正弦曲線分布； 傳播時間最短即正弦曲線的峰值頂點為快橫波，其對應的方位就是裂縫發(fā)育方向；傳播時間最長即正弦曲線的谷值頂點的為慢橫波，方位為垂直于裂縫發(fā)育方向； 橫向分量在裂縫發(fā)育層每隔90度有明顯的極性反轉(zhuǎn)，極性反轉(zhuǎn)點對應方位角指示裂縫發(fā)育的方向； 徑向分量方位角道集數(shù)據(jù)上，傳播的最大時間和最小時間的時差值定性代表裂縫的發(fā)育程度，時差越大裂縫越發(fā)育，反之裂縫不發(fā)育。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟3)所述的相同的角度間隔是10°至30°，形成不同方位角的5至10套疊加數(shù)據(jù)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟4)所述的確定一個疊加數(shù)據(jù)體作為參考方位數(shù)據(jù)體是以工區(qū)的構(gòu)造軸向角度與方位角相同或近似。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟5)所述的時差運算是設(shè)置20ms至40ms的分析時窗，得出不同方位角數(shù)據(jù)體的同一個反射界面，將參考方位疊加數(shù)據(jù)體與其中一個方位角的疊加數(shù)據(jù)體進行反射時差運算，最終得到每個反射界面在兩個不同方位角之間的反射時間差。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟5)所述的分別定義是將參考方位疊加數(shù)據(jù)體與其他幾個方位角疊加數(shù)據(jù)體按上述方法進行反射時差運算，最終得到多套反射時差數(shù)據(jù)體，將每套反射時差數(shù)據(jù)體的方位角度分別確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟5)所述的時差運算是利用反射波外部形態(tài)、振幅強度、相位特征的最大相似性。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟6)所述的多套時差數(shù)據(jù)體按相同位置不同方位角抽取單道重新進行排列，形成不同方位角的反射時差道集數(shù)據(jù)體，每個道集中包含了多個不同方位角的反射時差信息；利用反射時差方位道集數(shù)據(jù)體，將代表不同方位角的反射時差值進行對比，確定其中最大的時差值及對應方位角。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟7)所述的裂縫發(fā)育方位與密度的檢測方法是 最大時差值對應的方位角度就是平行或垂直裂縫的方向； 時差值為正，方位角度為垂直裂縫的方位； 時差值為負，方位角度即為平行裂縫的發(fā)育方向； 而時差值的絕對值越大，裂縫越發(fā)育，反之亦然。
全文摘要
本發(fā)明是石油地球物理勘探中橫波分裂裂縫檢測的方法，采集形成方位角道集數(shù)據(jù)體，確定裂縫發(fā)育情況，將方位角道集數(shù)據(jù)進行分角度疊加，形成多個疊加數(shù)據(jù)體，按照已知工區(qū)構(gòu)造、斷裂特征確定一個疊加數(shù)據(jù)體作為參考方位數(shù)據(jù)體，將參考方位疊加數(shù)據(jù)體與其他疊加數(shù)據(jù)體進行時差運算，得到同相軸的時間差，計算、定義其他方位角度，抽取時差道集數(shù)據(jù)體，確定最大時差，進行裂縫發(fā)育方位與密度的檢測。本發(fā)明將橫波分裂預測裂縫理論應用于實際，提供了裂縫型儲層定量描述的方法，提高了裂縫型儲層的預測精度。
文檔編號G01V1/00GK102879800SQ201110199239
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者王九拴, 楊靜, 邵林海, 劉艷娜, 侯艷 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司