CN104570086A - 一种在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法 - Google Patents

Abstract

一种在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，属于石油勘探裂缝预测技术领域。采集地震资料数据;对地震资料得到的共偏移距共方位角域各自独立地做叠前偏移；层位解释：对得到的共反射点CRP道集叠加得到成果数据体并进行目的层的顶、底均进行层位解释；CRP道集分割：根据工区内主要断裂的发育方向确定方位划分方案并根据CRP道集中方位角信息将CRP道集分割成n个组子CRP道集；分方位叠加：对每个子CRP道集分别进行叠加，得到n个地震道，将n个叠加后得到的地震道归并在一起形成一个新的CRP方位道集；层间剩余时差转换为均方根速度；新均方根速度转换为层速度；椭圆拟合快慢波速度和方向；计算裂缝密度。

Description

一种在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法

技术领域

本发明涉及一种在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，属于石油勘探裂缝预测技术领域。

背景技术

裂缝性油气藏所占比例越来越大，要成功进行裂缝性油气藏开发生产的一个关键点是探明裂缝的分布。特别是在致密砂岩气、页岩气和碳酸盐岩油气藏中，裂缝的密度和方向信息对于钻井及随后的开发策略至关重要。在这些油气藏中，裂缝不仅能够提供有效的渗滤通道和储集空间，更是成为沟通碳酸盐岩孔洞、提高产能和高效开发的主要因素，因此对高精度裂缝描述有非常迫切的需求。

传统的裂缝研究方法基于横波，特别是观测到的横波分裂或双折射现象的研究。当横波通过一个裂缝介质（各向异性）时，会分裂为二个极化的横波，这二个横波速度不同。快横波方向与裂缝方向一致而慢横波方向与裂缝方向垂直。通过精细测量到达信号的方向和速度，就有可能获得裂缝的方向和密度。

然而横波的采集处理是非常昂贵困难的，在现阶段难于广泛应用，目前还不是主流处理步骤，特别是与纵波数据处理相比。是否在传统的纵波处理中有更简单且更便宜的方法来检测裂缝？什么能替代横波分裂现象？研究表明，如果数据采集有良好的宽方位覆盖次数使得油藏在各个方向都能很好的照明，那么就能从纵波穿过岩石在不同方向的行为来获得裂缝的方向和密度。与横波分裂的效应相似，纵波的旅行速度依赖于它是否沿着或垂直于裂缝。而且，通过测量这些纵波在不同方向的速度来得到裂缝方向。即研究裂缝的方位各向异性特征。

传统的方位各向异性分析技术是通过分方位处理，将叠前数据划分成不同扇区，每个扇区数据各自独立偏移后再做一些分析拟合的工作。然而这种方法偏移工作量巨大，且对数据要求很高。往往由于扇区内覆盖次数有限成像很差，如扩大扇区则各向异性参数分析又不准，如扩大面元形成超道集则精度又受影响。而且它主要依据不同方向的振幅差异而不是速度差异来进行裂缝预测。

鉴于上述现有的缝洞型储层预测方法存在的问题和缺陷，本发明人依靠多年的工作经验和丰富的专业知识最终研发了一种在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，以消除现有技术中存在的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，具有工作量小、裂缝预测精度高的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，包括如下步骤：

（1）采集地震资料数据;

（2）对地震资料得到的共偏移距共方位角域各自独立地做叠前偏移，偏移后得到有方位角信息的共反射点（CRP）道集；

（3）层位解释：对得到的CRP道集叠加得到成果数据体，在成果数据体进行目的层的顶、底均进行层位解释；

（4）CRP道集分割：根据工区内主要断裂的发育方向确定方位划分方案，按照所确定的n个方位划分方案并根据CRP道集中方位角信息将CRP道集分割成n个组，每个组称为子CRP道集；

（5）分方位叠加：对每个子CRP道集分别进行叠加，得到n个地震道，将n个叠加后得到的地震道归并在一起形成一个新的CRP方位道集；

（6）CRP方位道集层位拾取：将第（3）步解释得到的目的层的顶层位和底层位投到新形成的CRP方位道集上，以其为约束，完成CRP道集上的层位拾取；

（7）计算层间剩余时差：将同一CRP点每一道拾取的顶层位、底层位相减，得到消除上覆地层影响的层间时差，并减去第（3）步解释得到的目的层顶层位、底层位的差值，得到层间剩余时差；

（8）层间剩余时差转换为均方根速度：将剩余均方根速度与原有均方根速度合成，形成新的均方根速度；

（9）转换为层速度：利用DIX公式将新的均方根速度转换为层速度；

（10）椭圆拟合快慢波速度和方向：对每个CRP道集中的n个层速度进行平面椭圆拟合，得到该CRP点地震波的快波速度V_fast、慢波速度V_slow和快波的传播方向，其中快波的传播方向即为裂缝发育的方向，重复这一过程，直到所有CRP道集都处理完毕；

（11）计算裂缝密度：对每个CRP点，利用公式计算裂缝发育的相对密度，其中a为裂缝发育相对密度；结合步骤（10）就可得到整个工区的裂缝发育相对密度和方向。

作为优选，所述CRP道集分割中按照如下六个方位进行划分：0°-30°、30°-60°、60°-90°、90°-120°、120°-150°、150°-180°；在此基础上将CRP道集按方位角分割成6个组。

作为优选，层间剩余时差转换为均方根速度通过如下公式进行：

$v_2=\frac{2x}{\sqrt{{\mathrm{\Δt}}^2+\frac{{4x}^2}{v_1^2}+2\mathrm{\Δt}\sqrt{t_0^2+\frac{{4x}^2}{v_1^2}}}}$

式中，V₂为目的层底界新的均方根速度；x为偏移距；V₁为层底界的原有均方根速度，其是根据目的层底界的层位值从工区均方根速度场中提取出的；△t为层间剩余时差；t₀为零偏移距反射时间。

作为优选，所述层间剩余时差通过如下公式得到，

△t＝T_b－T_t－（P_b－P_t）=(T_b－P_b）－(T_t－P_t）

其中，△t为层间剩余时差；T_t、T_b分别为步骤（3）解释得到的目的层顶层位和底层位；P_t、P_b分别为拾取的顶层位和底层位。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

有别于现有技术基于共偏移距域的分方位处理，本发明利用宽方位采集资料，在共偏移距共方位角域的基础上，根据纵波在不同方向的速度差异，应用沿层层间剩余时差法研究裂缝的方位各向异性特征来进行叠前裂缝预测的技术，其具有原理科学、工作量小、裂缝预测精度高的特点。

附图说明

图1为本发明实施的具体流程图；

图2a为共偏移距共方位角域叠前偏移后；

图2b为按方位分割后；

图2c为分方位叠加后；

图3为CRP方位道集上目的层顶、底解释层位和重新拾取层位；

图4a为均方根速度；

图4b为层速度；

图5a为椭圆拟合前；

图5b为椭圆拟合后；

图6为裂缝发育密度和裂缝发育方向叠合图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1为本发明实施的具体流程图。如图1所示，共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，包括如下步骤：

（1）共偏移距共方位角域叠前时间偏移。

本实施例是利用某实际地震资料（炮线距与检波线距都是330米，覆盖次数256次）进行，得到256个共偏移距共方位角域道集，个数与覆盖次数相同。每个共偏移距共方位角域道集各自独立地做叠前时间偏移，这样偏移后CRP道集能保存方位角信息。如图2a所示，图2a为共偏移距共方位角域叠前偏移后CRP道集。横座标即为方位角，范围0°-180°。还可见同一层位有明显的起伏，反映不同的方位地震波的走时不同和速度不同。

（2）层位解释

对上述CRP道集叠加得到成果数据体，在成果数据体进行目的层的层位解释。目的层的顶、底都要进行解释。利用地震资料解释常识即可。

（3）CRP道集分割

根据工区内主要断裂的发育方向确定方位划分方案。本实施例确定的方位划方案为：0°-30°、30°-60°、60°-90°、90°-120°、120°-150°、150°-180°。一共有6个方位。按照所确定的6个方位，从而将CRP道集按方位角分割成6个子集。如图2b所示，图2b为按方位分割后CRP道集。

（4）分方位叠加

对每个子CRP道集分别进行叠加，主要目的是提高信噪比。由于本实施例划分为6个方位，则每一个CRP点会得到6个叠加道，代表同一CRP点处6个不同方位的成像，将这6个叠加道归并在一起形成一个新的CRP方位道集。与原CRP道集相比，弱信号的信噪比有明显提高，且起伏形态得到很好保留。如图2c所示，图2c为分方位叠加后CRP道集。

（5）CRP方位道集层位拾取

将第（2）步解释得到的目的层顶、底层位，投到新形成的CRP方位道集上，以其为约束，完成CRP道集上的层位拾取。图3展示了6个道集上目的层顶、底层位和以其为约束进行拾取得到的新层位。它们不完全重合，反映了层位的方位各向异性。

（6）计算层间剩余时差

将每一道拾取的底、顶层位相减，再减去第（2）步解释得到的目的层底、顶层位的差值，得到层间剩余时差，记为△t。

如果令第（2）步解释得到的目的层顶、底层位分别为T_t、T_b，拾取的顶、底层位分别为P_t、P_b，则

△t＝T_b－T_t－（P_b－P_t）=(T_b－P_b）－(T_t－P_t）

上式表明，层间剩余时差△t等于目的层底界的剩余时差减去目的层顶界的剩余时差，反映了消除上覆地层影响后目的层底界的起伏。

（7）层间剩余时差转换为均方根速度

根据目的层底界的层位值，从工区均方根速度场中提取出目的层底界的均方根速度,记为V₁。通过地球物理处理常识可得。

根据层间剩余时差△t，利用公式

$v_2=\frac{2x}{\sqrt{{\mathrm{\Δt}}^2+\frac{{4x}^2}{v_1^2}+2\mathrm{\Δt}\sqrt{t_0^2+\frac{{4x}^2}{v_1^2}}}}$

计算得到目的层底界新的均方根速度V₂，其中x为偏移距，t₀为零偏移距反射时间。

（8）转换为层速度

根据目的层顶界的层位值，从工区均方根速度场中提取出目的层顶界的均方根速度，再利用目的层底界新的均方根速度V₂，用DIX公式计算得到目的层的层速度。（地球物理处理常识）。这样，每个CRP道集中的6道都有一个层速度，表示目的层在6个不同方位的层速度。图4a-图4b展示了某一方位的均方根速度及DIX转换后得到的层速度。图4a为均方根速度；图4b为层速度。

（9）椭圆拟合快慢波速度和方向

对每个CRP道集中的6个层速度进行平面椭圆拟合，得到该CRP点地震波的快波速度V_fast、慢波速度V_slow和快波的传播方向。快波的传播方向即为裂缝发育的方向。重复这一过程，直到所有CRP道集都处理完毕。图5a-图5b展示了椭圆拟合前后裂缝发育密度对比。图5a为椭圆拟合前；图5b为椭圆拟合后。

（10）计算裂缝密度

对每个CRP点，利用公式计算裂缝发育的相对密度。其中a为裂缝发育相对密度。结合步骤（9）就可得到整个工区的裂缝发育相对密度和方向。这样最终可以得到裂缝发育的成果图件。图6为裂缝发育密度和裂缝发育方向叠合图。

有别于现有技术基于共偏移距域的分方位处理，本发明利用宽方位采集资料，在共偏移距共方位角域的基础上，根据纵波在不同方向的速度差异，应用沿层层间剩余时差法研究裂缝的方位各向异性特征来进行叠前裂缝预测的技术，其具有原理科学、工作量小、裂缝预测精度高的特点。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1）、采集地震资料数据;

步骤2）、对地震资料得到的共偏移距共方位角域各自独立地做叠前偏移，偏移后得到有方位角信息的共反射点（CRP）道集；

步骤3）、层位解释：对得到的CRP道集叠加得到成果数据体，在成果数据体进行目的层的顶、底均进行层位解释；

步骤4）、CRP道集分割：根据工区内主要断裂的发育方向确定方位划分方案，按照所确定的n个方位划分方案并根据CRP道集中方位角信息将CRP道集分割成n个组，每个组称为子CRP道集；

步骤5）、分方位叠加：对每个子CRP道集分别进行叠加，得到n个地震道，将n个叠加后得到的地震道归并在一起形成一个新的CRP方位道集；

步骤6）、CRP方位道集层位拾取：将步骤3）解释得到的目的层的顶层位和底层位投到新形成的CRP方位道集上，以其为约束，完成CRP道集上的层位拾取；

步骤7）、计算层间剩余时差：将同一CRP点每一道拾取的顶层位、底层位相减，得到消除上覆地层影响的层间时差，并减去步骤3）解释得到的目的层顶层位、底层位的差值，得到层间剩余时差；

步骤8）、层间剩余时差转换为均方根速度：将剩余均方根速度与原有均方根速度合成，形成新的均方根速度；

步骤9）、转换为层速度：利用DIX公式将新的均方根速度转换为层速度；

步骤10）、椭圆拟合快慢波速度和方向：对每个CRP道集中的n个层速度进行平面椭圆拟合，得到该CRP点地震波的快波速度V_fast、慢波速度V_slow和快波的传播方向，其中快波的传播方向即为裂缝发育的方向，重复这一过程，直到所有CRP道集都处理完毕；

步骤11）、计算裂缝密度：对每个CRP点，利用公式计算裂缝发育的相对密度，其中a为裂缝发育相对密度；结合步骤10）就可得到整个工区的裂缝发育相对密度和方向。

2.根据权利要求1所述的在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，其特征在于，所述CRP道集分割中按照如下六个方位进行划分：0°-30°、30°-60°、60°-90°、90°-120°、120°-150°、150°-180°；在此基础上将CRP道集按方位角分割成6个组。

3.根据权利要求1所述的在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，其特征在于，层间剩余时差转换为均方根速度通过如下公式进行：

$v_2=\frac{2x}{\sqrt{{\mathrm{\Δt}}^2+\frac{{4x}^2}{v_1^2}+2\mathrm{\Δt}\sqrt{t_0^2+\frac{{4x}^2}{v_1^2}}}}$

式中，V₂为目的层底界新的均方根速度；x为偏移距；V₁为层底界的原有均方根速度，其是根据目的层底界的层位值从工区均方根速度场中提取出的；△t为层间剩余时差；t₀为零偏移距反射时间。

4.根据权利要求1所述的在共偏移距共方位角域进行叠前裂缝预测的方法，所述层间剩余时差通过如下公式得到，

△t＝T_b－T_t－（P_b－P_t）=(T_b－P_b）－(T_t－P_t）

其中，△t为层间剩余时差；T_t、T_b分别为步骤（3）解释得到的目的层顶层位和底层位；P_t、P_b分别为拾取的顶层位和底层位。