CN105068117B - 用于裂缝性介质的avo反演方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于裂缝性介质的AVO反演方法，包括：获取裂缝性介质的地震数据，以及利用新建立的AVO方程对地震数据进行反演，得到裂缝性介质的反射系数。本发明还提供一种用于裂缝性介质的AVO反演装置和设备。利用本发明能够灵活、精确地反演出裂缝性介质(即围岩介质+裂缝)的岩性。

Description

用于裂缝性介质的AVO反演方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，具体涉及一种用于裂缝性介质的AVO反演方法、装置和设备。

背景技术

AVO(AmplitudeVersusOffset，振幅随偏移距的变化)反演的目的是利用已有的地面地震数据的振幅随炮检距变化来估计密度、P波速度和S波速度的反射系数。利用AVO结果推测岩性和流体性质，这些储层参数是油气勘探的终极目标。AVO反演基于振幅随炮检距变化这一事实，使地下岩石性质和地面地震直接联系起来，可用于油藏描述和油气检测。因此，AVO反演技术是一种有效的技术并且广泛应用于地震勘探、石油地震勘探、页岩气地震勘探、煤层气地震勘探、天然气地震勘探、煤田地震勘探物探、矿产地震勘探等工程物探技术领域。

AVO的理论基础源自Zoeppritz方程(1919)，该方程描述了在阻抗反差界面(速度和密度反差)平面波入射角与压缩波(P波)和剪切波(S波)的反射和透射系数之间的关系。许多研究基于完全粘接介质界面并通过对Zoeppritz方程取近似获得必要条件得到实用的AVO方程。1980年，Aki&Richards通过提供P波速度、S波速度和密度的弹性反射系数提出AVO方程。Shuey(1985)具体给出了求取零偏移距P波反射系数和梯度的AVO方程。SmithandGidlow(1987)重新改写了Aki&Richards方程并将经验关系(Gardneretal,1974)应用于近似AVO方程求取P波和S波速度反射系数。Fattietal.(1994)给出了求取P波和S波反射系数的AVO方程。2002年，Ruger使用Shuey的方法(1985)解出AVAZ方程，该方程表明反射系数直接受入射角和方位角的影响。2002年，Chaisri论述了在非粘接界面条件下极其复杂的精确反射和透射系数解，但没有给出AVO近似公式。

有一种基于裂缝地震记录的观点认为裂缝也是反射源，它的反射波在介质中传播(Schoenberg,1980；Cui,linesandkrebes,2013)。因此，当目标储层为裂缝性介质(裂缝性介质＝围岩介质+裂缝)时，记录的地面地震数据不可避免地包含裂缝反射。当应用常规AVO方程反演时，这将导致岩性(围岩介质)预测存在误差。原因在于常规AVO方程是基于完全粘接界面介质的假设并且其忽略裂缝的干扰。换句话说，当反演储层的岩性时，常规AVO方程不会从输入地震数据中去除裂缝反射。

当地震波在地下传播并遇到裂缝性介质(即使裂缝周围没有阻抗反差)时，入射波能量会部分反射并被地面地震数据记录，这些包含裂缝和围岩介质特征的地震记录证实裂缝能产生反射并且严重影响地震道的振幅、旅行时和纵横波速比(V_p/V_s)，据此，如果研究的储层是含有裂缝性的储层，那么根据地震振幅反演围岩介质的属性的常规AVO方程将是不准确的，因为振幅不可避免地被裂缝反射影响。然而，这一问题在常规AVO方法中没有涉及。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种用于裂缝性介质的AVO反演方法、装置和设备，利用新建立的AVO方程对裂缝性介质地震数据进行反演，可从地震数据反演出相关围岩、裂缝反射系数，以及可从地震数据中去除裂缝反射，灵活、精确地反演出裂缝性介质的反射系数。

本发明提供一种用于裂缝性介质的AVO反演方法，包括：获取裂缝性介质的地震数据；基于新建立的方程对地震数据进行AVO反演，得到裂缝性介质的反射系数。

本发明还提供一种用于裂缝性介质的AVO反演装置，包括：数据获取模块，用于获取裂缝性介质的地震数据；反演处理模块，用于基于新建立的方程对地震数据进行AVO反演，得到裂缝性介质的反射系数。

本发明还提供一种用于裂缝性介质的AVO反演设备，包括：数据采集装置，用于采集裂缝性介质的地震数据；数据预处理装置，用于对采集到的地震数据进行保幅处理和叠前偏移处理，分选到共深度点CDP道集；反演处理装置，用于基于新建立的方程对预处理后的地震数据进行AVO反演，得到裂缝性介质的反射系数。

本发明实施例建立了一种新的裂缝性介质的AVO方程，在新AVO方程中，反射系数分为粘接界面部分(常规阻抗差异部分)和非粘接界面部分(裂缝部分)，使用该方程对裂缝性介质反射得到的输入数据进行反演，可精确地分别反演出围岩和裂缝的反射系数；使用该方程对裂缝性介质，但围岩没有阻抗差异的反射得到的输入数据进行反演，可精确地反演出裂缝的反射系数，同时可预测裂缝在储层中的分布。使用该方程对裂缝性介质反射得到的输入数据进行反演，可消除裂缝带来的影响，从而灵活、精确地反演出裂缝性介质的围岩弹性反射系数。

附图说明

图1示出本发明实施例AVO反演方法的流程框图。

图2示出本发明实施例入射P波传播至水平面裂缝界面处的反射和透射射线示意图。

图3示出本发明实施例垂直干燥裂缝性介质(HTI)在不同裂缝方位的反射系数。

图4示出本发明实施例水平干燥裂缝性介质PP波反射系数的精确解和近似解的对比图。

图5示出本发明实施例对实际地震数据做新AVO方程反演的流程图。

图6示出本发明实施例采用的水平裂缝性介质的AVO反演模型。

图7示出本发明实施例对水平裂缝性介质做新AVO方程反演的结果。

图8示出本发明实施例对水平裂缝性介质做常规AVO方程反演的结果。

图9示出本发明实施例水平裂缝性介质做新的和常规AVO方程反演的结果误差。

图10示出本发明实施例对水平裂缝性介质做新AVO方程反演的裂缝切向和法向柔量参数。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

原始Zoeppritz方程基于粘结边界条件描述了PP和PS波入射角与反射和透射系数之间的关系，它是许多近似AVO反演方程的基础。在勘探中，AVO反演方法广泛应用于估计岩石弹性反射系数(P波、S波和密度反射系数)，并且之后推导更多描述储层特征的参数。这些AVO方程基于一个假设，即粘结边界条件会给具有非粘结界面边界条件的裂缝性介质带来反演误差。这就需要一种方法，该方法既适用于具有粘结边界条件的介质，同时也适用于具有非粘结边界条件的介质。

在本发明的实施例中，考虑到裂缝性介质AVO方程中的裂缝问题，建立了描述平面波入射角与PP波和PS波反射和透射系数之间关系的方程表达式，该方程可以在粘结介质假设条件下变换成原始Zoeppritz方程，在非粘结界面假设条件下可变换成仅用来描述裂缝反射和透射系数的方程以及在非粘结介质假设条件下变换成描述裂缝性介质反射和透射系数的方程。这使得新的方程适用于描述具有上述两种边界的地下地质体，当人们使用该方程从裂缝性介质反射得到的输入数据中反演围岩介质弹性反射系数时，可去除裂缝的影响。

具体来看，本发明实施例建立的新的AVO方程如下：

$\begin{array}{c}{R}_p\left(\mathrm{\θ}\right)\≈\frac{{\mathrm{i\ωS}}_T}{1-{\mathrm{i\ωv}}_x{S}_T}{T}^T\left(\mathrm{\θ}\right)+{\mathrm{i\ωS}}_N{N}^N\left(\mathrm{\θ}\right)\\ +\left(A\left(\mathrm{\θ}\right)+\frac{{\mathrm{i\ωS}}_T}{1-{\mathrm{i\ωv}}_x{S}_T}{A_{\mathrm{\α}}}^T\left(\mathrm{\θ}\right)+{\mathrm{i\ωS}}_N{A_{\mathrm{\α}}}^N\left(\mathrm{\θ}\right)\right)r_{\mathrm{\α}}\\ +\left(B\left(\mathrm{\θ}\right)+\frac{{\mathrm{i\ωS}}_T}{1-{\mathrm{i\ωv}}_x{S}_T}{B_{\mathrm{\β}}}^T\left(\mathrm{\θ}\right)+{\mathrm{i\ωS}}_N{B_{\mathrm{\β}}}^N\left(\mathrm{\θ}\right)\right)r_{\mathrm{\β}}\\ +\left(C\left(\mathrm{\θ}\right)+\frac{{\mathrm{i\ωS}}_T}{1-{\mathrm{i\ωv}}_x{S}_T}{C_{\mathrm{\ρ}}}^T\left(\mathrm{\θ}\right)+{\mathrm{i\ωS}}_N{C_{\mathrm{\ρ}}}^N\left(\mathrm{\θ}\right)\right)r_{\mathrm{\ρ}}\end{array},$

其中，

$T^T\left(\mathrm{\θ}\right)=2\frac{1}{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\μ}}^2{q}_{\mathrm{\α}}{P}^2,N^N\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{2}\mathrm{\ρ}\mathrm{\α}\sec \mathrm{\θ}-\frac{2\mathrm{\μ}}{q_{\mathrm{\α}}}{P}^2,$

$B\left(\mathrm{\θ}\right)=-4{\left(\frac{\mathrm{\β}}{\mathrm{\α}}\right)}^2{\sin }^2\mathrm{\θ},{B_{\mathrm{\β}}}^T\left(\mathrm{\θ}\right)=2\frac{\mathrm{\μ}}{q_{\mathrm{\β}}}{P}^2,{B_{\mathrm{\β}}}^N\left(\mathrm{\θ}\right)=4{\mathrm{\μ}}^2\frac{q_{\mathrm{\β}}}{\mathrm{\ρ}}{P}^2,$

其中，

$r_{\mathrm{\α}}=\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\α}}{\mathrm{\α}},r_{\mathrm{\β}}=\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\β}}{\mathrm{\β}},r_{\mathrm{\ρ}}=\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\ρ}},$

$q_{{\mathrm{\α}}_{1,2}}=\frac{{\mathrm{cos\θ}}_{1,2}}{{\mathrm{\α}}_{1,2}},q_{\mathrm{\α}}=\frac{q_{\mathrm{\α}1}+q_{\mathrm{\α}2}}{2},$

μ＝ρβ²,

其中，v_x为裂缝的含流体粘性参数，S_T和S_N分别为裂缝的切向柔量和法向柔量，θ₁和θ₁分别为入射角和透射角，和分别为转换波反射角和转换波透射角，α_1,2、β_1,2和ρ_1,2分别为表征岩石性质的纵波速度、横波速度和密度，其中角标“1,2”表示上下介质，r_α、r_β和r_ρ分别为纵波速度、横波速度和密度的反射率，ω为频率，p为射线参数。

应用时，参考图1，在利用该方程进行AVO反演之前，需获取裂缝性介质的地震数据。例如，可设计一个裂缝性介质地质模型，采用有限差分的模拟方法和一个滑动的、非粘接界面边界条件产生合成地震单炮记录，即得到所需地震数据。或者采用实测的地震数据，对于实际地震数据须进行保幅处理和叠前偏移处理，再将数据分选到CDP道集做为上述新的AVO方程的已知的输入数据。然后可应用最小平方或其它算法求解新AVO方程(下文将做详细描述)，从而正确地得到的弹性反射系数R_p(θ)和相关裂缝参数等结果。

以下详细描述上述新的裂缝性介质AVO方程的推导过程。

一、裂缝性介质AVO方程

1、任意垂直含流体裂缝性介质(HTI)的精确反射系数方程

裂缝性HTI模型为方位垂直含流体裂缝(例如在饱和条件下包含流体的裂缝)嵌入围岩介质。

图2示出了入射P波传播至水平面裂缝界面处的反射和透射射线以及裂缝界面的边界条件示意图，其中，单箭头指示波的传播方向，双箭头指示波的偏振方向。在垂向x-z域显示有入射P-波(P`<sub>1</sub>)、反射P波(P`₁P`<sub>1</sub>)、透射P波(P`₁P`<sub>2</sub>)、转换S-波(P`₁S₁,P`<sub>1</sub>S`₂)、入射角(θ₁)、透射角(θ₂)、转换波反射角和转换波透射角在裂缝界面位移不连续，而应力连续。裂缝的含流体粘性参数是(v_x)、法向柔量是(S_N)和切向柔量是(S_T)。岩石性质为P-波速度(α_1,2)、S-波速度(β_1,2)和密度(ρ_1,2)。

使用谐波来代表入射面P波，即P`<sub>1</sub>＝Ae<sup>iω(s·x-t)</sup>d。其中，A为振幅并且假设为统一的。s·x＝s<sub>x</sub>x+s<sub>y</sub>y+s<sub>z</sub>z代表平面谐波在传播方向上的慢度。d代表波的偏振，且对于一个垂直裂缝,PP波和PS波偏振特征相量分别定义为d<sub>lθn</sub>、d<sub>mθn</sub>、和(Ruger,2002)。n＝1,2表示上下介质。对于给定的频率ω，在界面处的PP波(P`₁P`<sub>1</sub>,P`₁P`<sub>2</sub>)、PS波(P`₁S`<sub>1</sub>,P`₁S`₂)、角度和裂缝参数S_T和S_N之间的关系满足线性滑脱非粘接界面边界条件，

u⁺-u^-＝sσ⁺,(1.0a)

σ⁺＝σ^-,(1.0b)

其中， $u=\{\begin{array}{c}{u}_x\\ u_z\end{array},\mathrm{\&sigma;}=\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&sigma;}}_{xz}\\ {\mathrm{\&sigma;}}_{zz}\end{array}\right.,S=\left\{\begin{array}{c}{S}_T\\ S_N\end{array}\right.,$ S_T将被替换而表达线性滑脱非粘接界面含流体边界条件，这个线性滑脱非粘接界面含流体边界条件约束所有地震波在边界的传播。

其中， $i=\sqrt{-1},f=\frac{{\mathrm{\&alpha;}}^2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2-{\mathrm{\&beta;}}^2}$

${\left(\stackrel{\&OverBar;}{xx}\right)}_n=(d_{l\mathrm{\&theta;}n}+d_{m\mathrm{\&theta;}n}){\mathrm{\&rho;}}_n{{\mathrm{\&beta;}}_n}^{2}P,---\left(1.2f\right)$

${\left(\stackrel{\&OverBar;}{yy}\right)}_n={\mathrm{\&rho;}}_n\&lsqb;\left(d_{l\mathrm{\&theta;}n}-d_{m\mathrm{\&theta;}n}\right){{\mathrm{\&alpha;}}_n}^2{P}^2+\left(d_{m\mathrm{\&theta;}n}-d_{l\mathrm{\&theta;}n}2{{\mathrm{\&beta;}}_n}^2{P}^2\right)\&rsqb;,---\left(1.2h\right)$

一般而言，裂缝不总是局限于对称平面或各向同性平面相反地，相对于对称平面，其以不同的方位角沿任意平面存在。波的偏振随方位角变化并且呈现出方位各向异性的特征(HTI)(Ruger,2001)。公式(1.12)中ε^v和δ^v是HTI介质各向异性参数，由垂直裂缝参数Δ_N,Δ_T转换而来，

ε^v≈-2g(1-g)Δ_N,(1.3a)

δ^v≈-2g((1-2g)(Δ_N+Δ_T).(1.3b)

将方程(1.2)、(1.3)代入方程(1.1)可求出HTI介质在不同方位角时的反射系数。

图3展示了干燥垂直裂缝性介质(v_x＝0)在不同裂缝方位 时的反射系数。其中裂缝性介质的参数为α_1,2＝2262m/s,2500m/s，β_1,2＝1357m/s,1500m/s，密度为ρ_1,2＝2500g/cm3,2500g/cm。裂缝参数为S_T＝5.5x10^-11m/Pa和S_N＝2.5x10^-11m/Pa。图3中由上至下四条反射系数曲线分别对应方位角

图3表明裂缝性HTI介质的反射系数随入射角和裂缝方位改变即AVAZ特性。其中，方位角不同，反射系数曲线的斜率不同。它说明裂缝方位对裂缝性HTI介质十分重要。如果裂缝方位为波在各向同性平面中传播。如果裂缝方位为波在对称平面中传播。使且d_lθn＝1，d_mθn＝1，那么方程(1.1)将变换成对由水平裂缝嵌入各向同性介质组成的VTI介质的横向裂缝介质方程。另外，设裂缝参数为S_T＝S_N＝0，方程(1.1)可变换成横向各向异性标准VTI方程，该方程描述了完全粘结界面介质条件下层状VTI介质的反射系数。2、水平含流体裂缝性介质的近似AVO方程

方程(1.1)左侧的矩阵表征入射波，右侧方程则代表散射波和反射系数及透射系数。将方程(1.1)重写为：

M[P`<sub>1</sub>P`₁P`<sub>1</sub>S`₁P`<sub>1</sub>P`₂P`<sub>1</sub>S`₂]^T＝N.(1.4)

方程(1.4)为PP波反射系数方程。当及 时很容易解出线性代数方程(1.4)。那么，裂缝性VTI介质的精确PP波反射系数公式为：

$P_1^{`}{P}_1=R_w\left(\mathrm{\&theta;}\right)+R_{non\_w}\left(\mathrm{\&theta;}\right)=R_w\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\left(\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}\right)R_{non\_w}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\left({\mathrm{i\&omega;S}}_N\right)R_{non\_w}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right),---\left(1.5\right)$

方程(1.5)中PP反射系数包含2项。反射系数R_w由满足完全粘结界面介质的围岩介质的速度或密度反差引起。反射系数R_{non_w}由穿过裂缝的位移不连续产生反射波的裂缝引起。在方程(1.5)中，上标T和N代表由裂缝产生的反射系数并且分别对应裂缝切向和法向柔量参数S_T和S_N。对于常规反射系数R_w，它假设所有入射和透射角为实际角度并且小于90°，并且它使用Aki和Richards(1980)AVO方程的近似方法取近似。

$R_w\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\frac{1}{2{\cos }^2\mathrm{\&theta;}}{r}_{\mathrm{\&alpha;}}-4{\left(\frac{\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&alpha;}}\right)}^2{\sin }^2{\mathrm{\&theta;r}}_{\mathrm{\&beta;}}+\frac{1}{2}(1-4{\left(\frac{\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&alpha;}}\right)}^2{\sin }^2\mathrm{\&theta;})r_{\mathrm{\&rho;}}.---\left(1.6a\right)$

对于裂缝部分R_{non_w}，它可使用与R_w相同的近似方法对切向和法向分量取近似。因此得到：

$\begin{array}{c}{R}_{{\mathrm{non}}_w}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\frac{1}{2}\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&alpha;}\sec \mathrm{\&theta;}-\frac{2\mathrm{\&mu;}}{q_{\mathrm{\&alpha;}}}{P}^2-\left({\mathrm{\&mu;}}^2\frac{q_{\mathrm{\&beta;}}}{\mathrm{\&rho;}}\left(1+{\mathrm{sin\&theta;}}^2\right)P^2\right)r_{\mathrm{\&alpha;}}\\ +\left(4{\mathrm{\&mu;}}^2\frac{q_{\mathrm{\&beta;}}}{\mathrm{\&rho;}}{P}^2\right)r_{\mathrm{\&beta;}}+\left(2{\mathrm{\&mu;}}^2\frac{q_{\mathrm{\&beta;}}}{\mathrm{\&rho;}}{P}^2\right)r_{\mathrm{\&rho;}},\end{array}---\left(1.6c\right)$

其中，r_α、r_β和r_ρ分别为纵波、横波速度和密度反射系数，p为射线参数，且

$r_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&alpha;}}{\mathrm{\&alpha;}},r_{\mathrm{\&beta;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&beta;}},r_{\mathrm{\&rho;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&rho;}}{\mathrm{\&rho;}},---\left(1.7a\right)$

$q_{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}}=\frac{{\mathrm{cos\&theta;}}_{1.2}}{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}},q_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{q_{\mathrm{\&alpha;}1}+q_{\mathrm{\&alpha;}2}}{2},---\left(1.7b\right)$

μ＝ρβ²,(1.7d)

和与R_w中r_α,r_β和r_ρ等项类似。因此，方程(1.5)可改写为：

$\begin{array}{c}{R}_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;R_w\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{R}_{non\_w}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{R}_{non\_w}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\\ \&ap;\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\\ +\left(A\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&alpha;}}\\ +\left(B\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&beta;}}\\ +\left(C\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C_{\mathrm{\&rho;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&rho;}}\end{array}.---\left(1.8\right)$

这是适用于含流体水平裂缝性介质的新的近似后的AVO方程，裂缝性介质将反射系数分为两部分，即裂缝的裂缝反射系数和围岩介质的阻抗差反射系数。

当裂缝是一个干燥裂缝时，v_x＝0，方程(1.8)变化为：

$\begin{array}{c}{R}_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\\ +\left(A\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&alpha;}}\\ +\left(B\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&beta;}}\\ +\left(C\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C_{\mathrm{\&rho;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&rho;}}\end{array}.---\left(1.9\right)$

图4示出了干燥裂缝性介质PP波反射系数的精确解和近似解的对比图。其中，虚线代表方程(1.4)在v_x＝0的精确解(裂缝界面的精确解)；实线代表方程(1.9)的近似解(裂缝界面的近似解)。各参数值与图3中相同。图4证明了适用于裂缝性介质的新的近似后的AVO方程(1.9)在入射角小于40°的范围内非常接近精确解(方程1.4，v_x＝0)，也即裂缝界面的近似解在常规入射角范围内是精确的。

对于方程(1.8和1.9)，当去除输入数据的裂缝反射时，从输入数据中可以正确地反演出裂缝性介质的岩石性质(围岩介质)。

令方程(1.8和1.9)的r_α＝r_β＝r_ρ＝0，则

$R_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\left(\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\right(\mathrm{\&theta;})+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N(\mathrm{\&theta;}\left)\right).---\left(1.10a\right)$

R_p(θ)≈(iωS_TT^T(θ)+iωS_NN^N(θ))(1.10b)

方程(1.10)清晰地表明当裂缝嵌入在一个独特的没有阻抗差异的介质中时，地震参数可以预测裂缝参数。这可以成为验证初始模型中众所周知的参数的手段。

使方程(1.8和1.9)中S_T＝S_N＝0，那么

R_p(θ)≈A(θ)r_α+B(θ)r_β+C(θ)r_ρ.(1.11)

方程(1.11)表明新的AVO方程可以变换成常规AVO方程从而估计仅由介质中阻抗差异而不含裂缝造成的岩石弹性反射系数。

根据上述推导过程，可以看出，常规AVO方程基于一个假设，即粘结边界条件会给具有非粘结界面边界条件的裂缝性介质带来反演误差。而本发明实施例的方法既适用于具有粘结边界条件的介质，同时也适用于具有非粘结边界条件的介质。已经推导出描述垂直裂缝性介质的平面波入射角与PP-波和PS-波反射和透射系数之间关系的精确方程表达式(公式1.1)，该精确方程基于非粘结边界条件且考虑方位角参数。它们具有与原始Zoeppritz方程类似的模式，但它们把裂缝作为非粘结界面处理。同时，这些精确方程可以在粘结介质假设条件下变换成原始Zoeppritz方程，在非粘结界面假设条件下可变换成仅用来描述裂缝反射和透射系数的方程以及在非粘结介质假设条件下变换成描述裂缝性介质反射和透射系数的方程。因此，新的方程适用于描述具有上述讨论过的两种边界的地下地质体。

裂缝性介质等价于裂缝加上围岩介质(SchoenbergandMuri,1889)，类似地，在波阻抗较小的反射介面,裂缝性介质的反射波近似等价于裂缝的反射波加上围岩介质的反射波。因此，裂缝性介质的反射波减去裂缝的反射波得到围岩介质的反射波，可用来准确地反演围岩介质的岩石性质。本发明实施例建立了新的AVO方程，其粘结部分适用于阻抗反差界面产生的反射系数，而非粘结部分可解决裂缝的反射系数。新AVO方程可在一些假设条件下变换成其它方程。例如，当裂缝参数归零S_T＝0，S_N＝0，新AVO方程可简化成常规AVO方程，或者当围岩介质的弹性反射系数等于0(r_α＝r_β＝r_ρ＝0)，新AVO方程则变换成裂缝AVO方程。因此，裂缝性介质围岩介质的弹性反射系数的合理反演应使用新AVO方程，因为它们提供了从地震数据中去除裂缝反射系数的方法。换句话说，当我们试图反演围岩介质的弹性参数时，反演的输入数据不应被裂缝反射系数所污染。同样，利用裂缝AVO方程(1.10)，裂缝的切向和法向柔量参数可从仅含裂缝的地震数据中确定。

通过分别应用新的和常规AVO方程，裂缝性介质的合成地震记录被用来反演围岩介质的岩石性质。它阐明了新AVO方程的反演结果在理论上和实验上比常规AVO方程的结果更精确。通过计算这两种AVO方法的反演结果差异，表明横波比纵波对裂缝更为敏感。这一现象与正演模型中的地震记录分析一致。因此，结论是应使用新AVO方程估计裂缝性介质的围岩介质的岩石性质，这样才能准确地刻画裂缝中的储层。

二、干燥裂缝性介质(VTI)AVO反演实现

AVO方法的最终目的是获取与速度反射系数、密度反射系数对应的地质因子。方程(1.12)可写成如下矩阵形式：

$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{R}_p\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)-\left({\mathrm{i\&omega;S}}_T{T}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)\right)\\ R_p\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)-\left({\mathrm{i\&omega;S}}_T{T}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)\right)\\ .\\ .\\ .\\ R_p\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)-\left({\mathrm{i\&omega;S}}_T{T}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)\right)\\ R_p\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)-\left({\mathrm{i\&omega;S}}_T{T}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)\right)\end{array}\right]=\\ \left[\begin{array}{cc}A\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)& B\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)\\ A\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)& B\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ A\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_n-1\right)& B\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)\\ A\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)& B\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)\end{array}\right.\\ \begin{array}{c}C\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C^N}_{\mathrm{\&rho;}}\left({\mathrm{\&theta;}}_1\right)\\ C\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C^N}_{\mathrm{\&rho;}}\left({\mathrm{\&theta;}}_2\right)\\ .\\ .\\ .\\ C\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C^N}_{\mathrm{\&rho;}}\left({\mathrm{\&theta;}}_{n-1}\right)\\ C\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_T{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C^N}_{\mathrm{\&rho;}}\left({\mathrm{\&theta;}}_n\right)\end{array}\&rsqb;\left[\begin{array}{c}{r}_{\mathrm{\&alpha;}}\\ r_{\mathrm{\&beta;}}\\ r_{\mathrm{\&rho;}}\end{array}\right],---\left(1.12\right)\end{array}$

其中，n为CDP道集中偏移距序号的标记。在方程(1.12)中，矩阵形式声明新的近似AVO同时应用于CDP道集。方程(1.12)的解近似为弹性纵波速度反射率、横波速度反射率以及密度反射率。将方程(1.12)改写为广义线性反演(GLI)问题：

Gm＝d,(1.13)

其中，G为几何依赖的线性算子。m为未知的弹性反射率参数r_α、r_β和r_ρ。d为地震数据。方程(1.13)可用来求解具有和没有裂缝的介质的全部8个未知的弹性反射系数参数。

图5示出了利用本发明的方程对采集的地震数据做AVO反演以得到岩石物理参数的流程图。首先采集裂缝介质的地震数据，对地震数据进行保幅和叠前偏移处理，分选到CDP道集，然后根据实际需要选择合适的方程和参数进行AVO反演，具体地：

√对于含流体裂缝性介质，v_x≠0采用方程(1.8)进行反演，得到储层裂缝性介质(即围岩+裂缝)的岩石物理参数；对于干燥裂缝性介质，v_x＝0采用方程(1.9)进行反演，得到储层裂缝性介质(即围岩+裂缝)的岩石物理参数。

√对于裂缝嵌入在没有阻抗差异的介质，采用方程(1.10a,b)进行反演，得到储层裂缝的岩石物理参数。

√对于没有裂缝嵌入的储层而有阻抗差异的介质，采用方程(1.11)

进行反演，得到储层无裂缝的岩石物理参数。

然后根据得到的岩石物理参数对之前输入的初始模型(V_p,V_s,ρ,S_T,S_N,v_x,）进行修改，直到误差精度满足要求，则输出最终的岩石物理参数。

以下描述一个具体的实施方式举例，本实施例基于设计的裂缝性介质地质模型。

①数值应用

图6示出了本实施例采用的水平裂缝性介质的AVO反演模型。该模型聚焦于VTI裂缝性介质：水平缝嵌入各向同性的围岩介质。该裂缝性VTI介质的输入数据AVO反演由一个裂缝正演模型合成地震记录。其参数为P波速度α_(1,2)＝2850m/s,2825m/s，横波速度β_(1,2)＝1650m/s,1625m/s，密度ρ＝2.35g/cm3，以及水平干燥裂缝，其参数为S_T＝0.127x10^-8m/Pa和S_N＝0.269x10^-9m/Pa。

②数据预处理

裂缝性介质是裂缝和围岩介质的线性叠加。在波阻抗较小的反射介面，CDP道集的反射系数也近似地类似的关系，即裂缝性介质的反射系数≈裂缝的反射系数+围岩的反射系数。换句话说,裂缝性介质的叠前数据反射系数可分为裂缝的反射系数和围岩介质的反射系数两部分。因此，作为数值研究，为了真实地反演围岩介质的弹性反射系数，由裂缝引起的反射系数应计算或模拟出并从输入地震数据中去除。对于实际数据，裂缝参数可由井资料或Thomson各向异性参数求得，而Thomson各向异性参数可从叠前数据估计，因为裂缝会产生各向异性速度从而导致动校正之后的不均匀道集。因此，得到裂缝参数后,裂缝反射系数可利用方程(1.10)算出并且从输入地震数据中去除。同时，如果围岩介质是独特的各向同性介质，裂缝的切向和法向柔量参数可应用方程(1.10)从地震数据中预测得到

③结果分析

图7示出了AVO反演结果，其中裂缝性介质的围岩介质的P波和S波速度反射系数应用新的近似AVO方程和执行广义线性反演算法。另外，AVO反演输入地震数据已经去除了裂缝反射系数。图7中，0.1656(s)处，反演后的界面准确地代表了围岩介质的界面。图8也是AVO反演结果，但其中裂缝性介质的围岩介P-波和S-波速度反射系数应用了不考虑裂缝为反射体的常规AVO方程求得。在同一色标下，图7和图8中显示的两种反演结果的对比表明两种AVO方法获得了不同的反演速度反射系数来描述相同的裂缝性介质。图9为两种方法获得的AVO结果的差异。

图10示出了应用AVO方程(1.14)反演结果，表现为裂缝性地震数据的裂缝参数的切向和法向柔量。输入地震数据仅由裂缝反射体生成，因此围岩介质为没有阻抗差的独特均质各向同性介质。换句话说，使用常规AVO方程不可能反演出这些参数，因为常规AVO方程为弹性性质反射系数的估计。

在本发明的一个或多个实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，则可将功能作为计算机可读媒体上的一个或多个指令或代码而加以存储或传输。计算机可读媒体可包含计算机可读存储媒体(其对应于例如数据存储媒体等有形媒体)或通信媒体，通信媒体包含促进例如根据通信协议将计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体。以此方式，计算机可读媒体一般可对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储媒体或(2)例如信号或载波等通信媒体。数据存储媒体可为可由一个或多个计算机或一个或多个处理器存取以检索指令、代码和/或数据结构来用于实施本发明中所描述的技术的任何可用媒体。举例来说且并非限制，所述计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，快闪存储器，或可用于存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。同样，可恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包含于媒体的定义中。应理解，计算机可读存储媒体和数据存储媒体不包含连接、载波、信号或其它瞬时媒体，而是针对于非瞬态的、有形存储媒体。如本文所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地重现数据，而光盘使用激光光学地重现数据。以上各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。

所述代码可由一个或多个处理器执行，例如，一个或多个数字信号处理器DSP、通用微处理器、专用集成电路ASIC、现场可编程逻辑阵列FPGA或其它等效的集成或离散的逻辑电路。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指上述结构中的任一者或适合于实施本文中所描述的技术的任一其它结构。另外，在一些方面中，本文中所描述的功能性可提供于经配置以用于编码及解码的专用硬件模块和/或软件模块内，或并入组合式编解码器中。并且，可将所述技术完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。

本发明的技术可实施于广泛多种装置或设备中，包含无线手持机、集成电路(IC)或IC组(例如，芯片组)。本发明中描述各种组件、模块或单元来强调经配置以执行所揭示的技术的装置的若干功能性方面，但没有必要需要通过不同的硬件单元来实现。而是，如上文所描述，各种单元可联合合适的软件和/或固件而组合于编解码器硬件单元中或通过互操作的硬件单元的集合(包含如上文所描述的一个或多个处理器)来提供。

以上结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于裂缝性介质的AVO反演方法，其特征在于，包括：

获取裂缝性介质的地震数据；

基于以下方程对地震数据进行AVO反演，得到裂缝性介质的反射系数R_p(θ)：

$\begin{array}{c}{R}_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\\ +\left(A\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&alpha;}}\\ +\left(B\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&beta;}}\\ +\left(C\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C_{\mathrm{\&rho;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&rho;}}\end{array},$

其中，

$T^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)=2\frac{1}{\mathrm{\&rho;}}{\mathrm{\&mu;}}^2{q}_{\mathrm{\&alpha;}}{P}^2,N^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)=\frac{1}{2}\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&alpha;}\sec \mathrm{\&theta;}-\frac{2\mathrm{\&mu;}}{q_{\mathrm{\&alpha;}}}{P}^2,$

$B\left(\mathrm{\&theta;}\right)=-4{\left(\frac{\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&alpha;}}\right)}^2{\sin }^2\mathrm{\&theta;},{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)=2\frac{\mathrm{\&mu;}}{q_{\mathrm{\&beta;}}}{P}^2,{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)=4{\mathrm{\&mu;}}^2\frac{q_{\mathrm{\&beta;}}}{\mathrm{\&rho;}}{P}^2,$

其中，

$r_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&alpha;}}{\mathrm{\&alpha;}},r_{\mathrm{\&beta;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&beta;}},r_{\mathrm{\&rho;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&rho;}}{\mathrm{\&rho;}},$

$q_{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}}=\frac{{\mathrm{cos\&theta;}}_{1,2}}{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}},q_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{q_{\mathrm{\&alpha;}1}+q_{\mathrm{\&alpha;}2}}{2},$

μ＝ρβ²,

其中，v_x为裂缝的含流体粘性参数，S_T和S_N分别为裂缝的切向柔量和法向柔量，θ₁和θ₂分别为入射角和透射角，和分别为转换波反射角和转换波透射角，α_1，2、β_1，2和ρ_1，2分别为表征岩石性质的纵波速度、横波速度和密度，其中角标“1,2”表示上下介质，r_a、r_β和r_ρ分别为纵波速度、横波速度和密度的反射率，ω为频率，p为射线参数。

2.如权利要求1所述的用于裂缝性介质的AVO反演方法，其特征在于，其中，当v_x≠0时，所述AVO反演的结果为含流体裂缝性介质的岩石物理参数；当v_x＝0时，所述AVO反演的结果为干燥裂缝性介质的岩石物理参数。

3.如权利要求1所述的用于裂缝性介质的AVO反演方法，其特征在于，其中，当r_a＝r_β＝r_ρ＝0时，有：

$R_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\left(\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\right(\mathrm{\&theta;})+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N(\mathrm{\&theta;}\left)\right)$

则采用该方程进行AVO反演，得到在没有阻抗差异介质的储层中裂缝的岩石物理参数。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于裂缝性介质的AVO反演方法，其特征在于，其中，当S_T＝S_N＝0时，有R_p(θ)≈A(θ)r_α+B(θ)r_β+C(θ)r_ρ，则采用该方程进行AVO反演，得到没有裂缝而有阻抗差异储层的岩石物理参数。

5.一种用于裂缝性介质的AVO反演装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取裂缝性介质的地震数据；

反演处理模块，用于基于以下方程对地震数据进行AVO反演，得到裂缝性介质的反射系数R_p(θ)：

$\begin{array}{c}{R}_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\\ +\left(A\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&alpha;}}\\ +\left(B\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&beta;}}\\ +\left(C\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C_{\mathrm{\&rho;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&rho;}}\end{array},$

其中，

$T^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)=2\frac{1}{\mathrm{\&rho;}}{\mathrm{\&mu;}}^2{q}_{\mathrm{\&alpha;}}{P}^2,N^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)=\frac{1}{2}\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&alpha;}\sec \mathrm{\&theta;}-\frac{2\mathrm{\&mu;}}{q_{\mathrm{\&alpha;}}}{P}^2,$

$B\left(\mathrm{\&theta;}\right)=-4{\left(\frac{\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&alpha;}}\right)}^2{\sin }^2\mathrm{\&theta;},{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)=2\frac{\mathrm{\&mu;}}{q_{\mathrm{\&beta;}}}{P}^2,{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)=4{\mathrm{\&mu;}}^2\frac{q_{\mathrm{\&beta;}}}{\mathrm{\&rho;}}{P}^2,$

其中，

$r_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&alpha;}}{\mathrm{\&alpha;}},r_{\mathrm{\&beta;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&beta;}},r_{\mathrm{\&rho;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&rho;}}{\mathrm{\&rho;}},$

$q_{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}}=\frac{{\mathrm{cos\&theta;}}_{1,2}}{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}},q_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{q_{\mathrm{\&alpha;}1}+q_{\mathrm{\&alpha;}2}}{2},$

μ＝ρβ²,

其中，v_x为裂缝的含流体粘性参数，S_T和S_N分别为裂缝的切向柔量和法向柔量，θ₁和θ₂分别为入射角和透射角，和分别为转换波反射角和转换波透射角，α_1，2、β_1，2和ρ_1，2分别为表征岩石性质的纵波速度、横波速度和密度，其中角标“1,2”表示上下介质，r_α、r_β和r_ρ分别为纵波速度、横波速度和密度的反射率，ω为频率，p为射线参数。

6.如权利要求5所述的用于裂缝性介质的AVO反演装置，其特征在于，其中，当v_x≠0时，得到的AVO反演的结果为含流体裂缝性介质的岩石物理参数；当v_x＝0时，得到的AVO反演的结果为干燥裂缝性介质的岩石物理参数。

7.如权利要求5所述的用于裂缝性介质的AVO反演装置，其特征在于，其中，当r_α＝r_β＝r_ρ＝0时，有：

$R_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\left(\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\right(\mathrm{\&theta;})+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N(\mathrm{\&theta;}\left)\right)$

则采用该方程进行AVO反演，得到在没有阻抗差异介质的储层中裂缝的岩石物理参数。

8.如权利要求5-7中任一项所述的用于裂缝性介质的AVO反演装置，其特征在于，其中，当S_T＝S_N＝0时，有R_p(θ)≈A(θ)r_α+B(θ)r_β+C(θ)r_ρ，则采用该方程进行AVO反演，得到没有裂缝而有阻抗差异的储层的岩石物理参数。

9.一种用于裂缝性介质的AVO反演设备，其特征在于，包括：

数据采集装置，用于采集裂缝性介质的地震数据；

数据预处理装置，用于对采集到的地震数据进行保幅处理和叠前偏移处理，分选到共深度点CDP道集；

反演处理装置，用于基于以下方程对预处理后的地震数据进行AVO反演，得到裂缝性介质的反射系数R_p(θ)：

$\begin{array}{c}{R}_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\\ +\left(A\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{A_{\mathrm{\&alpha;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&alpha;}}\\ +\left(B\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&beta;}}\\ +\left(C\left(\mathrm{\&theta;}\right)+\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{C_{\mathrm{\&rho;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{C_{\mathrm{\&rho;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)\right)r_{\mathrm{\&rho;}}\end{array},$

其中，

$T^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)=2\frac{1}{\mathrm{\&rho;}}{\mathrm{\&mu;}}^2{q}_{\mathrm{\&alpha;}}{P}^2,N^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)=\frac{1}{2}\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&alpha;}\sec \mathrm{\&theta;}-\frac{2\mathrm{\&mu;}}{q_{\mathrm{\&alpha;}}}{P}^2,$

$B\left(\mathrm{\&theta;}\right)=-4{\left(\frac{\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&alpha;}}\right)}^2{\sin }^2\mathrm{\&theta;},{B_{\mathrm{\&beta;}}}^T\left(\mathrm{\&theta;}\right)=2\frac{\mathrm{\&mu;}}{q_{\mathrm{\&beta;}}}{P}^2,{B_{\mathrm{\&beta;}}}^N\left(\mathrm{\&theta;}\right)=4{\mathrm{\&mu;}}^2\frac{q_{\mathrm{\&beta;}}}{\mathrm{\&rho;}}{P}^2,$

其中，

$r_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&alpha;}}{\mathrm{\&alpha;}},r_{\mathrm{\&beta;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&beta;}},r_{\mathrm{\&rho;}}=\frac{\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&rho;}}{\mathrm{\&rho;}},$

$q_{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}}=\frac{{\mathrm{cos\&theta;}}_{1,2}}{{\mathrm{\&alpha;}}_{1,2}},q_{\mathrm{\&alpha;}}=\frac{q_{\mathrm{\&alpha;}1}+q_{\mathrm{\&alpha;}2}}{2},$

μ＝ρβ²,

其中，v_x为裂缝的含流体粘性参数，S_T和S_N分别为裂缝的切向柔量和法向柔量，θ₁和θ₂分别为入射角和透射角，和分别为转换波反射角和转换波透射角，α_1，2、β_1，2和ρ_1，2分别为表征岩石性质的纵波速度、横波速度和密度，其中角标“1,2”表示上下介质，r_α、r_β和r_ρ分别为纵波速度、横波速度和密度的反射率，为频率，p为射线参数。

10.如权利要求9所述的用于裂缝性介质的AVO反演设备，其特征在于，其中，当v_x≠0时，得到的AVO反演的结果为含流体裂缝性介质的岩石物理参数；当v_x＝０时，得到的AVO反演的结果为干燥裂缝性介质的岩石物理参数。

11.如权利要求9所述的用于裂缝性介质的AVO反演设备，其特征在于，其中，当r_α＝r_β＝r_ρ＝0时，有：

$R_p\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&ap;\left(\frac{{\mathrm{i\&omega;S}}_T}{1-{\mathrm{i\&omega;v}}_x{S}_T}{T}^T\right(\mathrm{\&theta;})+{\mathrm{i\&omega;S}}_N{N}^N(\mathrm{\&theta;}\left)\right)$

则采用该方程进行AVO反演，得到在没有阻抗差异介质的储层中裂缝的岩石物理参数。

12.如权利要求9-11中任一项所述的用于裂缝性介质的AVO反演设备，其特征在于，其中，当S_T＝S_N＝0时，有R_p(θ)≈A(θ)r_α+B(θ)r_β+C(θ)r_ρ，则采用该方程进行AVO反演，得到没有裂缝而有阻抗差异的储层的岩石物理参数。