CN102879800B - 一种横波分裂裂缝检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是石油地球物理勘探中横波分裂裂缝检测的方法，采集形成方位角道集数据体，确定裂缝发育情况，将方位角道集数据进行分角度叠加，形成多个叠加数据体，按照已知工区构造、断裂特征确定一个叠加数据体作为参考方位数据体，将参考方位叠加数据体与其他叠加数据体进行时差运算，得到同相轴的时间差，计算、定义其他方位角度，抽取时差道集数据体，确定最大时差，进行裂缝发育方位与密度的检测。本发明将横波分裂预测裂缝理论应用于实际，提供了裂缝型储层定量描述的方法，提高了裂缝型储层的预测精度。

Description

一种横波分裂裂缝检测的方法

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探技术，具体是多波地震数据应用，是一种横波分裂裂缝检测的方法。

背景技术

在油气勘探开发中，裂缝性油气藏所占的比例越来越大，特别是在碳酸盐岩、火成岩及致密砂岩中，裂缝性储层预测至关重要。

测井资料能够获取比较可靠的裂缝信息，但这些信息只在特定的井位有效，由于裂缝的复杂性，井间裂缝的预测难以依靠井中结果进行外推。对于大面积无钻井区域裂缝，常规方法是依靠纵波地震资料进行预测。地震属性预测裂缝能完成对大尺度断裂的描述；纵波方位各向异性是利用地震波在各向异性介质中传播时发生的地震特征随方位角的变化，检测裂缝发育的方向和发育密度。

虽然纵波资料的振幅和速度信息能够反映地下地质情况变化，但同时也受到了如几何扩散、吸收衰减和薄层调谐等多因素的影响，因此利用纵波资料进行裂缝检测和描述具有多解性，存在明显的资料缺陷和陷阱。

由于横波只反映岩石骨架，而与流体无关；因此横波剖面更真实的反应了裂缝发育对骨架的影响。横波分裂预测裂缝在经历了多年的理论研究，已得到了科学证明。根据横波分裂理论，当横波通过方位各向异性介质时，会分裂成两个偏移方向正交的横波，一个波的偏移方向与裂缝走向平行，速度较快，称之为快横波、另一个波的偏移方向与裂缝方向垂直，速度较慢，称之为慢横波。分裂的快慢波的强弱与裂缝的强弱密切相关，而快横波的方向即能准确确定裂缝发育的方向，这就是横波分裂预测裂缝的基本原理，如图1所示。

横波分裂预测裂缝的基础就是对快慢横波进行有效分离。目前实现横波分裂方法有多种，其中角度扫描术在横波分裂分析中具有广泛应用，在此基础上又形成了互相关法、比值法和最小能量法等，但这些方法和手段不能满足实际生产的需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够满足实际生产的要求，提高裂缝型储层的预测精度的横波分裂裂缝检测的方法。

本发明的具体实施步骤如下：

1)采集地震横波，将快、慢横波分离，形成方位角道集数据体；

步骤1)所述的采集与分离是在野外采集中，利用宽方位三维三分量地震勘探技术得到转换波地震数据，将宽方位水平分量的径向和横向分量数据分成不同的方位角扇形区，每个扇形区按方位各向同性完成叠前时间偏移处理，得到不同方位扇区的径向和横向分量偏移数据体；将不同方位扇区的径向分量和横向分量按不同方位角以从小到大顺序排列形成方位角道集数据体。

2)利用方位角道集数据体确定裂缝发育情况；

步骤2)所述的确定裂缝发育情况的方法是：

在裂缝发育层段，径向分量方位角道集数据体上，同一反射界面走时呈正弦曲线分布；

传播时间最短即正弦曲线的峰值顶点为快横波，其对应的方位就是裂缝发育方向；传播时间最长即正弦曲线的谷值顶点的为慢横波，方位为垂直于裂缝发育方向；

横向分量在裂缝发育层每隔90度有明显的极性反转，极性反转点对应方位角指示裂缝发育的方向；

径向分量方位角道集数据上，传播的最大时间和最小时间的时差值定性代表裂缝的发育程度，时差越大裂缝越发育，反之裂缝不发育。

3)按相同的角度间隔将方位角道集数据进行分角度叠加，形成分别代表不同方位角的多个叠加数据体；

所述的相同的角度间隔是10°至30°，形成不同方位角的5至10套叠加数据体。

4)按照野外采集数据的采集方位角度和已知工区的主要构造、断裂特征，在多套数据体中确定一个叠加数据体作为参考方位数据体；

所述的确定一个叠加数据体作为参考方位数据体是以工区的构造轴向角度与方位角相同或近似。

5)将参考方位叠加数据体分别与其他几套叠加数据体进行时差运算，得到不同方位角数据与参考方位数据间的相同同相轴的时间差；计算结果的方位角度分别定义为相应的其他几套的方位角度；

步骤5)所述的时差运算是设置20ms至40ms的分析时窗，得出不同方位角数据体的同一个反射界面，将参考方位叠加数据体与其中一个方位角的叠加数据体进行反射时差运算，最终得到每个反射界面在两个不同方位角之间的反射时间差。

步骤5)所述的分别定义是将参考方位叠加数据体与其他几个方位角叠加数据体按上述方法进行反射时差运算，最终得到多套反射时差数据体，将每套反射时差数据体的方位角度分别确定。

步骤5)所述的时差运算是利用反射波外部形态、振幅强度、相位特征的最大相似性。

6)抽取不同方位的时差道集数据体，确定最大时差；

步骤6)所述的多套时差数据体按相同位置不同方位角抽取单道重新进行排列，形成不同方位角的反射时差道集数据体，每个道集中包含了多个不同方位角的反射时差信息；利用反射时差方位道集数据体，将代表不同方位角的反射时差值进行对比，确定其中最大的时差值及对应方位角。

7)进行裂缝发育方位与密度的检测。

步骤7)所述的裂缝发育方位与密度的检测方法是：

最大时差值对应的方位角度就是平行或垂直裂缝的方向；

时差值为正，方位角度为垂直裂缝的方位；

时差值为负，方位角度即为平行裂缝的发育方向；

而时差值的绝对值越大，裂缝越发育，反之亦然。

本发明将横波分裂预测裂缝理论应用于实际，提供了裂缝型储层定量描述的一种方法，提高了裂缝型储层的预测精度。

附图说明

图1是横波分裂示意图；

图2是径向分量和横向分量方位角道集数据(模型)；

图3是本发明采集实例径向分量方位角道集数据；

图4是目的层段储层裂缝密度平面分布图；

图5是目的层段储层裂缝密度与方向叠合图。

具体实施方式

以下结合附图和实例具体说明本发明。

本发明是先采集宽方位三维三分量地震数据，用三维三分量地震处理技术得到水平分量的径向分量和横向分量方位角道集数据体；按相同的角度间隔进行分角度叠加，形成分别代表不同方位角的多个叠加数据体；利用不同方位角数据体之间的反射时间差，检测裂缝发育方向和密度。

本发明具体步骤如下：

1)在野外采集中，利用宽方位三维三分量地震勘探技术得到转换波地震数据，将宽方位水平分量的径向和横向分量数据按10°角度间隔分成不同的方位角扇形区，并分别完成各向同性叠前时间偏移处理；将不同方位扇区的径向分量和横向分量按不同方位角排列形成方位角道集数据体。

2)在裂缝发育层段，径向分量方位角道集数据体上，同一反射界面走时呈正弦曲线分布；横向分量方位角道集数据体上，每隔90度有明显的极性反转，如图2。

3)按相同的角度间隔将方位角道集数据进行分角度叠加，形成分别代表不同方位角的多个叠加数据体；

4)在多套数据体中确定一个叠加数据体作为参考方位数据体；

5)将参考方位叠加数据体分别与其他几套叠加数据体进行时差运算，得到不同方位角数据与参考方位数据间的相同同相轴的时间差；计算结果的方位角度分别定义为相应的其他几套的方位角度；

6)将多套时差数据体重新进行排列，形成不同方位角的反射时差道集数据体，每个道集中包含了多个不同方位角的反射时差信息；将代表不同方位角的反射时差值进行对比，确定其中最大的时差值及对应的方位角度。

7)根据步骤6)最大时差值的判断结果，检测裂缝的密度和发育方向。

本发明具体实施方式实例如下。

1)采集实例266平方公里的宽方位三维三分量地震资料，利用三维三分量地震处理技术得到了转换波地震数据；将宽方位水平分量的径向和横向分量数据按方位角10°的间隔分成不同的方位角扇形区，每个扇形区按方位各向同性完成叠前时间偏移处理，得到不同方位扇区的径向和横向分量偏移数据体；将不同方位扇区的径向分量和横向分量按不同方位角以从小到大顺序排列形成方位角道集数据体。

2)图3为主测线668的1778、1779、1780三个CDP点径向分量方位角道集数据；在裂缝发育层段，同一反射界面走时呈正弦曲线分布；

3)按每20°的间隔将方位角道集数据进行分角度叠加，形成分别代表方位角10°、30°、50°、70°、90°、110°、130°、150°、170°的9套叠加数据体；

4)按照野外采集数据的采集方位角度和已知工区的主要构造、断裂特征，在9套数据体中选择150°方位角的叠加数据体做为参考数据体。

5)将150°参考方位叠加数据体与其他几个方位角叠加数据体(10°、30°、50°、70°、90°、110°、130°、170°)进行同一反射界面的反射时差运算，得到八套反射时差数据体，反射时差数据体的方位角度分别定义为10°、30°、50°、70°、90°、110°、130°、170°。

6)将10°、30°、50°、70°、90°、110°、130°、170°八套时差数据体按相同位置不同方位角抽取单道重新进行排列，形成一套不同方位角反射时差道集数据体，每个道集中包含了八个不同方位角的反射时差信息。

利用反射时差方位道集数据，将代表不同方位角的八个反射时差值进行对比分析，确定其中最大的时差值及对应方位角。

7)根据对比分析出的最大时差值和对应的方位角即可检测出裂缝的密度和发育方向。图4是得到的目的层段储层裂缝密度平面图，红色代表裂缝密度大而蓝色代表裂缝密度小；图5是得到的目的层段储层裂缝密度与方向的叠合图，图上黑色线段代表了裂缝的方向，线段的长短反映了裂缝的发育程度。预测结果与钻井实测吻合。

Claims (4)

1.一种横波分裂裂缝检测的方法，特点是具体实施步骤如下：

1)采集地震横波，将快、慢横波分离，形成方位角道集数据体；

2)利用方位角道集数据体确定裂缝发育情况；

所述的确定裂缝发育情况的方法是：

在裂缝发育层段，径向分量方位角道集数据体上，同一反射界面走时呈正弦曲线分布；

传播时间最短即正弦曲线的峰值顶点为快横波，其对应的方位就是裂缝发育方向；传播时间最长即正弦曲线的谷值顶点的为慢横波，方位为垂直于裂缝发育方向；

横向分量在裂缝发育层每隔90度有明显的极性反转，极性反转点对应方位角指示裂缝发育的方向；

径向分量方位角道集数据上，传播的最大时间和最小时间的时差值定性代表裂缝的发育程度，时差越大裂缝越发育，反之裂缝不发育；

3)按相同的角度间隔将方位角道集数据进行分角度叠加，形成分别代表不同方位角的多个叠加数据体；

4)按照野外采集数据的采集方位角度和已知工区的主要构造、断裂特征，在多套数据体中确定一个叠加数据体作为参考方位数据体；

5)将参考方位叠加数据体分别与其他几套叠加数据体进行时差运算，得到不同方位角数据与参考方位数据间的相同同相轴的时间差；计算结果的方位角度分别定义为相应的其他几套的方位角度；

所述的时差运算是设置20ms至40ms的分析时窗，得出不同方位角数据体的同一个反射界面，将参考方位叠加数据体与其中一个方位角的叠加数据体进行反射时差运算，最终得到每个反射界面在两个不同方位角之间的反射时间差；

所述的分别定义是将参考方位叠加数据体与其他几个方位角叠加数据体按上述方法进行反射时差运算，最终得到多套反射时差数据体，将每套反射时差数据体的方位角度分别确定；

所述的时差运算是利用反射波外部形态、振幅强度、相位特征的最大相似性；

6)抽取不同方位的时差道集数据体，确定最大时差；

所述的确定最大时差是多套时差数据体按相同位置不同方位角抽取单道重新进行排列，形成不同方位角的反射时差道集数据体，每个道集中包含了多个不同方位角的反射时差信息；利用反射时差方位道集数据体，将代表不同方位角的反射时差值进行对比，确定其中最大的时差值及对应方位角；

7)进行裂缝发育方位与密度的检测；

所述的裂缝发育方位与密度的检测方法是：

最大时差值对应的方位角度就是平行或垂直裂缝的方向；

时差值为正，方位角度为垂直裂缝的方位；

时差值为负，方位角度即为平行裂缝的发育方向；

而时差值的绝对值越大，裂缝越发育，反之亦然。

2.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤1)所述的采集与分离是在野外采集中，利用宽方位三维三分量地震勘探技术得到转换波地震数据，将宽方位水平分量的径向和横向分量数据分成不同的方位角扇形区，每个扇形区按方位各向同性完成叠前时间偏移处理，得到不同方位扇区的径向和横向分量偏移数据体；将不同方位扇区的径向分量和横向分量按不同方位角以从小到大顺序排列形成方位角道集数据体。

3.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤3)所述的相同的角度间隔是10°至30°，形成不同方位角的5至10套叠加数据体。

4.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤4)所述的确定一个叠加数据体作为参考方位数据体是以工区的构造轴向角度与方位角相同或近似。