一種裂縫方位和強度的預測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N裂縫方位和強度的預測方法及系統(tǒng)。所述方法包括：對三維地震資料進行處理，得到疊前縱波資料；根據(jù)所述疊前縱波資料建立速度-深度地質模型；根據(jù)檢波點到炮點的方位角將地震道劃分為至少一個方位區(qū)域；對所述方位區(qū)域內的地震道進行疊前偏移處理，生成偏移距離CRP道集；根據(jù)所述速度-深度地質模型和所述偏移距離CRP道集，生成入射角度域CRP道集；將所述生成的入射角度域CRP道集劃分為至少一個角度區(qū)域；計算出各個所述方位區(qū)域中的各個所述角度區(qū)域對應的波阻抗數(shù)據(jù)；根據(jù)裂縫參數(shù)和所述波阻抗數(shù)據(jù)的關系，得到裂縫的方位和強度。本申請?zhí)峁┑牧芽p方位和強度的預測方法及系統(tǒng)考慮了入射角對預測結果的影響，提高了預測精度。
【專利說明】一種裂縫方位和強度的預測方法及系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本申請涉及地球物理勘探領域，尤其涉及一種微裂縫方位和強度的預測方法及系 統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 隨著世界各國經(jīng)濟發(fā)展對能源需求的不斷攀升，儲量大、容易勘探開采的常規(guī)能 源越來越少。近20年來，隨著勘探和開發(fā)技術的不斷提高，非常規(guī)能源資源逐漸進入人們 的視野。例如，美國頁巖氣的大規(guī)模開發(fā)，對提高美國能源安全、降低對外依存度、緩解天然 氣供應不足等起到了積極作用。我國非常規(guī)頁巖氣資源潛力巨大，勘探開發(fā)一旦突破并形 成產(chǎn)能，就可以緩解中國油氣資源緊張的壓力。
[0003] 研究顯示，非常規(guī)頁巖氣開發(fā)除了與地層含氣量有關外，還與裂縫發(fā)育程度有關。 國外非常規(guī)頁巖氣開采經(jīng)驗表明，在裂縫發(fā)育程度強的儲層中進行壓裂開采，獲得高產(chǎn)的 機會要大的多。此外，垂直于裂縫發(fā)育方向的水平開發(fā)井組要比平行于裂縫方向的水平開 發(fā)井組采收率高的多。因此，研究儲層裂縫發(fā)育方位和強度，對于非常規(guī)能源資源的開發(fā)將 有著非常重要的意義。
[0004] 目前對裂縫方位和強度的預測方法包括：曲壽利在《全方位P波屬性裂縫檢測方 法》（石油地球物理勘探，2001，36 (4) :390-397) -文中提出了用波阻抗隨著方位角變化的 近似方程預測裂縫發(fā)育；甘其剛等人在《振幅隨方位角變化裂縫檢測技術及其應用》（石油 物探，2004,43 (4) :373-376) -文中，利用振幅隨方位角的變化關系預測了川西凹陷須家 河組須二段儲層的裂縫發(fā)育特征；張明等人《多分量地震裂縫預測技術進展》（天然氣地球 科學，2007,18(2) :293-297) -文中，提出了利用橫波雙折射現(xiàn)象檢測裂縫的密度和角度。
[0005] 綜上所述，目前裂縫方位和強度的預測方法主要包括以下兩種：一是通過波阻抗 或振幅與方位角的近似關系預測裂縫方位和強度；二是利用橫波的雙折射現(xiàn)象預測裂縫方 位和強度。
[0006] 在實施本申請的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在如下問題：
[0007] 通過波阻抗或振幅與方位角的近似關系預測裂縫方位和強度的方法忽略了地震 波的入射角。實際地震波并非垂直入射，且由于震源干擾，近偏道信號信噪比較低，往往中 等入射角度（5度-30度）的地震資料信噪比較高，資料較可靠；此外，目前非常規(guī)油氣勘探 多采用寬方位、大偏移距離的采集觀測系統(tǒng)，地震記錄中存在大入射角度（30度以上）的資 料。因此忽略地震波的入射角會給裂縫預測結果帶來影響；利用橫波的雙折射現(xiàn)象預測裂 縫方位和強度的方法在實際應用中存在很多困難：一方面是橫波資料的數(shù)據(jù)信噪比和分辨 率要比縱波低，難以獲得有效資料；另一方面是橫波資料獲取的成本要比縱波的高的多。


【發(fā)明內容】

[0008] 本申請實施例的目的在于提供一種裂縫方位和強度的預測方法及系統(tǒng)，在考慮地 震波入射角的情況下，利用縱波資料對裂縫的方位和強度進行預測。
[0009] 本申請實施例提供的一種裂縫方位和強度的預測方法是這樣實現(xiàn)的：
[0010] 一種裂縫方位和強度的預測方法，包括：
[0011] 對三維地震資料進行處理，得到疊前縱波資料；
[0012] 根據(jù)所述疊前縱波資料建立速度-深度地質模型；
[0013] 根據(jù)檢波點到炮點的方位角將地震道劃分為至少一個方位區(qū)域；
[0014] 根據(jù)所述速度-深度地質模型，對所述方位區(qū)域內的地震道進行疊前偏移處理， 生成偏移距離CRP道集；
[0015] 根據(jù)所述速度-深度地質模型和所述偏移距離CRP道集，生成入射角度域CRP道 集；
[0016] 將所述生成的入射角度域CRP道集劃分為至少一個角度區(qū)域；
[0017] 計算出各個所述方位區(qū)域中的各個所述角度區(qū)域對應的波阻抗數(shù)據(jù)；
[0018] 根據(jù)裂縫參數(shù)和所述波阻抗數(shù)據(jù)的關系，得到裂縫的方位和強度。
[0019] 本申請實施例還提供一種裂縫方位和強度的預測系統(tǒng)，包括：預處理模塊，速 度-深度地質模型建立模塊，方位區(qū)域劃分模塊，偏移距離CRP道集生成模塊，入射角度域CRP道集生成模塊，角度區(qū)域劃分模塊，波阻抗數(shù)據(jù)計算模塊，裂縫參數(shù)獲取模塊，其中：
[0020] 所述預處理模塊，用來三維地震資料進行處理，得到疊前縱波資料；
[0021] 所述速度-深度地質模型建立模塊，用來根據(jù)所述疊前縱波資料建立速度-深度 地質模型；
[0022] 所述方位區(qū)域劃分模塊，用來根據(jù)檢波點到炮點的方位角將地震道劃分為至少一 個方位區(qū)域；
[0023] 所述偏移距離CRP道集生成模塊，用來根據(jù)所述速度-深度地質模型，對所述方位 區(qū)域內的地震道進行疊前偏移處理，生成偏移距離CRP道集；
[0024] 所述入射角度域CRP道集生成模塊，用來根據(jù)所述速度-深度地質模型和偏移距 離CRP道集，生成入射角度域CRP道集；
[0025] 所述角度區(qū)域劃分模塊，將所述生成的入射角度域CRP道集劃分為至少一個角度 區(qū)域；
[0026] 所述波阻抗數(shù)據(jù)計算模塊，用來計算出各個所述方位區(qū)域中的各個所述角度區(qū)域 對應的波阻抗數(shù)據(jù)；
[0027] 所述裂縫參數(shù)獲取模塊，用來根據(jù)裂縫參數(shù)和所述波阻抗數(shù)據(jù)的關系，得到裂縫 的方位和強度。
[0028] 本申請實施例提供的一種裂縫方位和強度的預測方法及系統(tǒng)中利用的縱波資料 與橫波資料相比：一方面縱波資料容易獲取，成本較低；另一方面縱波資料的品質較高，可 以使得預測結果更加準確。另外，本申請實施例提供的一種裂縫方位和強度的預測方法及 系統(tǒng)考慮了地震波的入射角對預測結果的影響，能夠準確地預測裂縫的方位和強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本申請?zhí)峁┑囊环N裂縫方位和強度的預測方法的一個實施例的流程圖；
[0030] 圖2是實際資料速度-深度地質模型示意圖；
[0031] 圖3是本申請一實施例中地震道方位區(qū)域劃分的示意圖；
[0032] 圖4是利用射線正演方法計算入射角度的示意圖；
[0033] 圖5是本申請一實施例中入射角隨時間變化的入射角度域道集的示意圖；
[0034] 圖6是本申請一實施例中裂縫方位與強度的平面示意圖；
[0035] 圖7是本申請一實施例提供的一種裂縫方位和強度的預測系統(tǒng)的模塊功能圖；
[0036] 圖8是本申請一實施例提供的一種裂縫方位和強度的預測系統(tǒng)中預處理模塊的 功能模塊圖。

【具體實施方式】
[0037] 為了使本【技術領域】的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實 施例中的附圖，對本申請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 例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，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，都應當屬于本發(fā)明保護 的范圍。
[0038] 圖1是本申請?zhí)峁┑囊环N裂縫方位和強度的預測方法的一個實施例的流程圖。如 圖1所示，所述方法包括：
[0039]Sl:對三維地震資料進行處理，得到疊前縱波資料。
[0040] 三維地震資料處理是油氣勘探過程中比較重要的基礎工作，其處理成果的質量可 以影響勘探的全過程。三維地震資料處理可以包括：去噪處理、提高分辨率處理以及振幅保 真處理。其中，提高分辨率可以通過一些常見的手段來實現(xiàn)，例如小波變換分頻重構、廣義 S變換、反Q濾波等；振幅保真可以通過真振幅恢復技術或相對保幅技術來實現(xiàn)。對三維地 震資料進行處理后，可以等到疊前縱波資料。所述疊前縱波資料可以在后續(xù)步驟中用來進 行疊前偏移處理。
[0041]S2:根據(jù)所述疊前縱波資料建立速度-深度地質模型。
[0042] 速度-深度地質模型是疊前偏移處理的基礎。一般來說，地層速度模型可以通過 層速度相干反演、疊加速度反演或均方根速度轉換等方法進行求取。用地層速度模型對時 間層位進行射線偏移，就可以得到該層的深度，即深度界面模型。這樣，從淺到深逐層分析 得到各層的層速度，再將深度界面用層速度內插到深度域，就可以得到速度-深度的地質 模型。圖2為實際資料速度-深度地質模型示意圖。如圖2所示，地層速度會隨著垂直深 度的變化而改變，同樣也可以隨著水平距離的改變而改變。
[0043]S3:根據(jù)檢波點到炮點的方位角將地震道劃分為至少一個方位區(qū)域。
[0044] 圖3為本申請一實施例中地震道方位區(qū)域劃分的示意圖。如圖3所示，例如，所 有的地震道被劃分為6個方位區(qū)域。其中，五角星代表一個地震道，圓形代表反射面元中 心，以正北方向為基準來計算各個方位區(qū)域的方位角。例如，方位區(qū)域A的方位角為0° 到50°，方位區(qū)域B的方位角為50°到100°，以此類推，方位區(qū)域F的方位角為310°到 360。。
[0045] 對地震道劃分方位區(qū)域后，可以給每個方位區(qū)域分別設置一個方位角。所述方位 角可以設置為方為區(qū)域的中間位置。例如，可以將方位區(qū)域A的方位角設置為25°，可以將 方位區(qū)域B的方位角設置為75°，以此類推，可以將方位區(qū)域F的方位角設置為335°。這 樣，便可以將一個方位區(qū)域內所有的地震道統(tǒng)一看成位于該方位角的地震道。例如，將0° 到50°方位區(qū)域內的所有地震道統(tǒng)一可以看成位于25°方位角的地震道，將50°到100°方位區(qū)域內的所有地震道統(tǒng)一可以看成位于75°方位角的地震道，以此類推，將310°到 360°方位區(qū)域內的所有地震道統(tǒng)一可以看成位于335°方位角的地震道。經(jīng)過上述劃分方 位區(qū)域處理，整個區(qū)域內就相當于只有6個方位存在地震道，所有的地震道便可以集中到 所述6個方位上。這樣將某一方位區(qū)域限定到一個特定的方位可以提高該方位地震道的品 質。同時，將一個方位范圍限定到一個確定的方位角度，便于后續(xù)步驟進行處理。
[0046] 步驟S3中，將地震道劃分為方位區(qū)域時應當注意：
[0047] 劃分的方位區(qū)域個數(shù)以4-6個為宜，因為方位劃分太多會減少方位區(qū)域內的地震 道數(shù)量，從而無法保證限定方位后的地震道的品質；
[0048] 劃分方位區(qū)域時應當要保證各個方為區(qū)域內地震道數(shù)量基本相同，并且最大和最 小炮檢距分布應當比較均勻。
[0049] S4 :根據(jù)所述速度-深度地質模型，對所述方位區(qū)域內的地震道進行疊前偏移處 理，生成偏移距離CRP道集。
[0050] 繼續(xù)以S3中的例子進行說明。經(jīng)過步驟S3,地震道可以被劃分為6個方位區(qū)域， 并且這6個方位區(qū)域分別可以被指定一個特定的方位角，得到6個方位。最終，所有的地震 道便可以集中到所述6個方位上?，F(xiàn)在基于步驟S2所述建立的速度-深度地質模型，分 別對這6個方位的地震道進行疊前偏移處理，其中，所述的疊前偏移處理可以是疊前深度 偏移處理，也可以是疊前時間偏移處理。經(jīng)過疊前偏移處理后，便可以得到偏移距離CRP道 集，所述偏移距離CRP道集中包括每個地震道的偏移距離信息。最終，可以對所述偏移距離 CRP道集進行消除多次波，較平同相軸，提高信噪比等常規(guī)優(yōu)化處理后，進行后續(xù)處理。
[0051] S5 :根據(jù)所述速度-深度地質模型和所述偏移距離CRP道集，生成入射角度域CRP 道集。
[0052] 本申請實施例利用射線正演方法，可以將每個地震道的偏移距離轉換為對應的入 射角度，這樣便可以由所述的偏移距離CRP道集中的偏移距離信息，生成入射角度域的CRP 道集。圖4為利用射線正演方法計算入射角度的示意圖。如圖4所示，炮點到對應檢波點 的距離即為偏移距離，該偏移距離包含在所述的偏移距離CRP道集中。利用射線正演方法， 可以得到從炮點到反射點的射線路徑。以反射界面1為例，利用射線正演方法，可以得到炮 點1到反射點1的射線路徑Ll。射線路徑與垂直方向的夾角即為入射角。入射角1和偏移 距離1及射線路徑Ll的三角函數(shù)關系為：
[0053]

【權利要求】
1. 一種裂縫方位和強度的預測方法，其特征在于，包括： 對三維地震資料進行處理，得到疊前縱波資料； 根據(jù)所述疊前縱波資料建立速度-深度地質模型； 根據(jù)檢波點到炮點的方位角將地震道劃分為至少一個方位區(qū)域； 根據(jù)所述速度-深度地質模型，對所述方位區(qū)域內的地震道進行疊前偏移處理，生成 偏移距離CRP道集； 根據(jù)所述速度-深度地質模型和所述偏移距離CRP道集，生成入射角度域CRP道集； 將所述生成的入射角度域CRP道集劃分為至少一個角度區(qū)域； 計算出各個所述方位區(qū)域中的各個所述角度區(qū)域對應的波阻抗數(shù)據(jù)； 根據(jù)裂縫參數(shù)和所述波阻抗數(shù)據(jù)的關系，得到裂縫的方位和強度。
2. 如權利要求1所述的一種裂縫方位和強度的預測方法，其特征在于，所述對三維地 震資料進行處理包括：對三維地震資料進行去噪處理、提高分辨率處理以及振幅保真處理。
3. 如權利要求1所述的一種裂縫方位和強度的預測方法，其特征在于，所述根據(jù)檢波 點到炮點的方位角將地震道劃分為至少一個方位區(qū)域步驟之后還包括： 給每個所述的方位區(qū)域分別設置一個方位角。
4. 如權利要求1所述的一種裂縫方位和強度的預測方法，其特征在于，所述疊前偏移 處理包括：疊前深度偏移處理和疊前時間偏移處理。
5. 如權利要求1所述的一種裂縫方位和強度的預測方法，其特征在于，所述將所述生 成的入射角度域CRP道集劃分為至少一個角度區(qū)域步驟之后還包括： 給每個所述的角度區(qū)域分別設置一個角度。
6. 如權利要求1所述的一種裂縫方位和強度的預測方法，其特征在于，所述裂縫參數(shù) 包括：裂縫方位和裂縫強度。
7. -種裂縫方位和強度的預測系統(tǒng)，其特征在于，包括：預處理模塊，速度-深度地質 模型建立模塊，方位區(qū)域劃分模塊，偏移距離CRP道集生成模塊，入射角度域CRP道集生成 模塊，角度區(qū)域劃分模塊，波阻抗數(shù)據(jù)計算模塊，裂縫參數(shù)獲取模塊，其中： 所述預處理模塊，用來三維地震資料進行處理，得到疊前縱波資料； 所述速度-深度地質模型建立模塊，用來根據(jù)所述疊前縱波資料建立速度-深度地質 模型； 所述方位區(qū)域劃分模塊，用來根據(jù)檢波點到炮點的方位角將地震道劃分為至少一個方 位區(qū)域； 所述偏移距離CRP道集生成模塊，用來根據(jù)所述速度-深度地質模型，對所述方位區(qū)域 內的地震道進行疊前偏移處理，生成偏移距離CRP道集； 所述入射角度域CRP道集生成模塊，用來根據(jù)所述速度-深度地質模型和偏移距離CRP 道集，生成入射角度域CRP道集； 所述角度區(qū)域劃分模塊，將所述生成的入射角度域CRP道集劃分為至少一個角度區(qū) 域； 所述波阻抗數(shù)據(jù)計算模塊，用來計算出各個所述方位區(qū)域中的各個所述角度區(qū)域對應 的波阻抗數(shù)據(jù)； 所述裂縫參數(shù)獲取模塊，用來根據(jù)裂縫參數(shù)和所述波阻抗數(shù)據(jù)的關系，得到裂縫的方 位和強度。
8. 如權利要求7所述的一種裂縫方位和強度的預測系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 方位角設置模塊，用來給每個所述的方位區(qū)域分別設置一個方位角； 角度設置模塊，用來給每個所述的角度區(qū)域分別設置一個角度。
9. 如權利要求7所述的一種裂縫方位和強度的預測系統(tǒng)，其特征在于，所述預處理模 塊具體包括： 去噪處理模塊，用來對三維地震資料進行去噪處理； 提高分辨率處理模塊，用來對三維地震資料進行提高分辨率處理； 振幅保真處理，用來三維地震資料進行振幅保真處理模塊。
【文檔編號】G06F19/00GK104316965SQ201410593374
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】金其虎, 余剛, 萬小平 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