CN115144896B - 基于hti介质表征地应力地震响应特征的方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法与系统，包括：基于HTI介质刚度矩阵增加水平单轴地应力，建立线性滑移边界条件下HTI介质模型；根据裂缝参数与水平单轴应力的线性关系，计算所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数及对应扰动；利用所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量的扰动，结合散射函数得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程；根据水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，计算得到单轴水平应力与方位角所对应的反射系数之间的线性关系，基于所述线性关系对水平地应力进行计算。
Description
技术领域
本发明属于地震储层相关领域，尤其涉及基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法与系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
研究地震各向异性有助于对地下裂缝的发育程度、位置的预测进行表征和描述，进而较为准确地提供储层中的裂缝信息，指导裂缝型储层的勘探和开发。地下裂缝系统是碳酸盐岩储层和非常规储层(致密油气储层、页岩气储层)研究的重要部分。与孔隙较好连通的裂缝系统可以增加岩石的有效孔隙度，为油气储存和运移提供通道。而地应力的普遍存在于地下，以往在建立地震反射系数方程时，所包含的各向异性参数中耦合着由于地应力诱导产生的各向异性，但这些研究并未考虑到这一点，而是将他们都归于同一种各向异性，这种做法降低了反射系数方程应用的准确性，尤其在构造复杂地带的反射界面，这种不准确性将变得更加明显。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法与系统，能够准确的描述小地应力存在时地震响应的特征。
为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法，包括：
步骤1：基于HTI介质刚度矩阵增加水平单轴地应力，建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型；
步骤2：根据裂缝参数与水平单轴应力的线性关系，计算所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数及对应扰动；
步骤3：利用所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量的扰动，结合散射函数得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程；
步骤4：根据水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，计算得到水平单轴应力与方位角所对应的反射系数之间的线性关系，基于所述线性关系对水平地应力进行计算。
进一步的，在所述步骤2中，基于各向异性参数和单轴水平应力的线性关系以及裂缝参数和各向异性参数的线性关系推导计算裂缝参数与单轴水平应力之间的线性关系。
进一步的，在所述步骤2中，基于弱各向异性假设和小应力假设对所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中各项系数对应的扰动进行简化。
进一步的，在所述步骤3中，利用非均匀介质中有效刚度张量、地震慢度和极化矢量的空间扰动关系，结合所述的HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中各项系数对应的扰动以及地震散射函数，得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程。
进一步的，在所述步骤4中，选取第一方位角与第二方位角代入基于所述的水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程并作差，得到消去各向同性背景项的反射系数方程。
进一步的，基于应力诱导各向异性参数与水平地应力的关系方程，计算得到水平地应力与方位角分别为第一方位角和第二方位角时反射系数的线性方程，基于所述线性方程对水平地应力进行计算。
本发明的第二个方面提供基于HTI介质表征地应力地震响应特征的系统，其包括：
模型构建模块，其用于基于HTI介质刚度矩阵增加水平单轴地应力，建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型；
扰动计算模块，其用于根据裂缝参数与水平单轴应力的线性关系，计算所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数及对应扰动；
系数方程计算模块，其用于利用所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量的扰动，结合散射函数得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程；
水平地应力预测模块，其用于根据水平单轴弱应力HTI介质的线性化 PP波反射系数方程，计算得到单轴水平应力与方位角所对应的反射系数之间的线性关系，基于所述线性关系对水平地应力进行计算。
进一步的，在所述水平地应力预测模块中，选取第一方位角与第二方位角代入基于所述的水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程并作差，得到消去各向同性背景项的反射系数方程；基于应力诱导各向异性参数与水平地应力的关系方程，计算得到水平地应力与方位角分别为第一方位角和第二方位角时反射系数的线性方程，基于所述线性方程对水平地应力进行计算。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法中的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法中的步骤。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
本发明通过以无应力状态下HTI介质的弹性刚度矩阵为基础，利用应力与各向异性参数之间存在的拟线性关系，建立水平地应力诱导下的HTI介质弹性刚度矩阵；结合地震散射理论与水平地应力诱导下的刚度矩阵，推导地震纵波反射系数方程，建立地震反射特征与背景弹性参数、裂缝参数和应力诱导下各向异性参数之间的量化关系，进而进行水平地应力的计算，能够准确的描述小地应力存在时地震响应的特征。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本实施例一种基于HTI介质和线性滑移下地应力预测方法流程图；
图2(a)为ΔMb/Mb扰动项改变下反射系数随入射角的变化；
图2(b)为Δμb/Mb扰动项改变下反射系数随入射角的变化；
图2(c)为Δρb/ρb扰动项改变下反射系数随入射角的变化；
图2(d)为扰动项改变下反射系数随入射角的变化；
图2(e)为扰动项改变下反射系数随入射角的变化；
图2(f)为Δv扰动项改变下反射系数随入射角的变化；
图2(g)为Δw扰动项改变下反射系数随入射角的变化；
图3(a)为扰动项改变下反射系数随方位角的变化；
图3(b)为扰动项改变下反射系数随方位角的变化；
图3(c)为Δv扰动项改变下反射系数随方位角的变化；
图3(d)为Δv扰动项改变下反射系数随方位角的变化；
图4(a)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质Portland砂岩(下)界面地震响应特征，不同大小水平应力下反射系数随入射角变化规律(方位角60°)；
图4(b)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质Portland砂岩(下)界面地震响应特征，不同大小水平应力下反射系数随方位角变化规律(入射角20°)；
图5(a)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质Indiana石灰岩(下)界面地震响应特征，不同大小水平应力下反射系数随入射角变化规律(方位角60°)；
图5(b)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质Indiana石灰岩(下)界面地震响应特征,不同大小水平应力下反射系数随方位角变化规律(入射角20°)；
图6(a)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质Berea2砂岩 (下)界面地震响应特征，不同大小水平应力下反射系数随入射角变化规律(方位角60°)；
图6(b)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质Berea2砂岩(下)界面地震响应特征，不同大小水平应力下反射系数随方位角变化规律(入射角20°)；
图7(a)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质花岗岩(下) 界面地震响应特征，不同大小水平应力下反射系数随入射角变化规律(方位角60°)；
图7(b)为各向同性Castlegate砂岩(上)与HTI介质花岗岩(下) 界面地震响应特征，不同大小水平应力下反射系数随方位角变化规律(入射角20°)；
图8(a)为Rpp(θ,0)随入射角变化规律图；
图8(b)为Rpp(θ,90)随入射角变化规律图；
图8(c)为T11计算结果图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提出的总体思路：
本发明通过以无应力状态下HTI介质的弹性刚度矩阵为基础，利用应力与各向异性参数之间存在的拟线性关系，建立水平地应力诱导下的HTI介质弹性刚度矩阵；结合地震散射理论与水平地应力诱导下的刚度矩阵，推导地震纵波反射系数方程，建立地震反射特征与背景弹性参数、裂缝参数和应力诱导下各向异性参数之间的量化关系，进而进行水平地应力的计算。
实施例一
本实施例公开了一种利用HTI表征地应力反射系数方程的方法，包括：
步骤1：基于HTI介质刚度矩阵增加水平单轴地应力，建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型；
步骤2：根据裂缝参数与水平单轴应力的线性关系，计算所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数及对应扰动；
步骤3：利用所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量的扰动，结合散射函数得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程；
步骤4：根据水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，计算得到水平单轴应力与方位角所对应的反射系数之间的线性关系，基于所述线性关系对水平地应力进行计算。
在本实施例中，在所述步骤1中，Schoenberg(1995)给出了无地应力状态下HTI介质的弹性刚度矩阵，他将裂缝定义为线性滑移条件，认为存在裂缝的岩石柔度本质上是无裂缝的岩石柔度与裂缝柔度之和，具体为：
其中，为裂缝引起的柔度张量，将公式(1) 进行转置得到无地应力状态下HTI介质的弹性刚度矩阵：
其中，Mb＝λb+2μb，λb和μb为拉梅常数，χ＝λb/Mb，δN和δT分别代表法向和切向裂缝弱度,用于描述旋转不变的裂缝，上标s表示地应力状态下，当地应力为0Mpa时，公式(2)将退回Schoenberg(1995)所给出的形式，δN与裂缝或空隙中的流体填充物有关，而δT与裂缝密度相关。
在所述步骤2中，基于Sarkar(2003)给出了各向异性介质中Tsvankin (1997)各向异性参数ε(s)、δ(s)、γ(s)与单轴水平地应力T11之间的线性关系：
其中，T11为水平地应力，上标s表示地应力状态下，下标b表示无地应力状态时各向异性参数的均值，Kp和Ks与岩石二阶弹性参数Aij和Aijk三阶弹性参数相关，分别表示为Kp＝2A155/A33,Ks＝A455/A55。
基于Bakulin(2000)给出了HTI介质中裂缝参数与各向异性参数之间的转化关系：
ε＝-2gb(1-gb)δN (6)
式中，gb＝μb/(λb+2μb)＝μb/Mb，μb为上、下应力HTI介质对应的横波模量，Mb为上、下应力HTI介质对应的纵波模量。
结合公式(3)-(7)，得到裂缝参数与单轴水平应力之间的线性关系：
其中，分别与法向与切向应力诱导各向异性相关，在本实施例中称为应力诱导下各向异性参数，上标v表示无应力状态下。
因此，在HTI介质中水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数可以表示为：
对刚度张量中各元素进行求导，求取扰动：
ΔC44＝Δμb
在求取刚度张量各项系数扰动时，基于弱各向异性假设和小应力假设，可以忽略式中的 ΔMbv/4gb(1-gb)，Δλbv/4gb(1-gb)ΔMbχ2v/4gb(1-gb)MbΔχv/2gb(1-gb)，Δλbχv/4gb(1-gb)，λbΔχv/4gb(1-gb)，Δμbw项，使得刚度张量扰动得以化简。
基于渐进射线理论及固定相方法，散射函数与线性化PP波反射系数之间的关系为：
其中，θ表示垂直于入射波前和垂直于界面的相位矢量的夹角，S为散射函数，表示为：
其中，Δρs为应力下HTI介质密度的扰动，下标I和J为Voigt’s表示法，t和p分别为极化矢量和地震慢度，r0是弹性界面上满足Snell反射定律的点。
结合公式(10)-(13)，得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP 波反射系数方程：
其中，φ为方位角(沿裂缝垂直方向为0°)，Mb、μb、ρb分别为上、下应力HTI介质对应的纵波模量、横波模量和密度的平均值，θ为入射角。
由于公式(11)中的各向同性背景项与方位角无关，所以选取方位角0°与90°并做差，消去各向同性背景项来简化式(11)的反射系统方程：
其中，φ为方位角(沿裂缝垂直方向为0°)，Mb、μb、ρb分别为上、下应力HTI介质对应的纵波模量、横波模量和密度的平均值，θ为入射角。
结合公式，对其求导后，将公式 (15)中的Δv和Δw替换回T11相关的表达式后进行化简，最终得到：
式中：下标2表示下层介质的物理性质。
由此得到水平地应力T11与方位角分别为0°和90°时反射系数之间的线性关系，根据该线性关系，对水平地应力进行计算求取水平地应力的大小。
数值的模拟：
利用上层为各向同性Castlegate砂岩，下层为HTI介质Portland砂岩的弹性界面，观测该弹性界面下，PP波反射系数方程中的各项扰动值变化对PP反射系数振幅的影响，分别从反射系数大小随入射角和方位角变化的规律来进行分析。
图2表示了基于入射角变化的反射系数变化规律，不同的曲线代表在原有扰动基础上的增量不同(从-0.5到+0.5)，负增量为虚线，正增量为实线。可以看出裂缝参数项和应力诱导各向异性参数项在小入射角下对反射系数变化的贡献较小，反射系数在大入射角下对于公式(12)方程的后四项的扰动变化较为敏感，因此，在大入射角下进行裂缝参数和应力诱导各向异性参数的反演和预测将更为准确。
图3表示基于方位角的反射系数变化规律，不同的曲线代表的原有的扰动基础上的增量不同(从-0.5到+0.5)，负增量为虚线，正增量为实线。可以看出，应力改变了原本反射系数随方位角变化的周期，且每个图像都在90°和270°处存在极值点，该极值点的位置与应力方向有关。此外在 270°处的极值点性质(极大值或极小值)与岩石本身的Kp和Ks值以及应力大小和方向有关。
图4-图7给出了通过四种不同岩性的弹性界面下，分析水平地应力下反射系数方程的地震特征响应。
图4为上层各向同性Castlegate砂岩，下层为HTI介质Portland砂岩的弹性界面下的地震响应特征。在该弹性界面下，随着水平应力T11的增大，反射系数随之增大，且入射临界角减小，方位角90°处的极值点依然存在，270°的极值点为极大值，应力的增加导致该处极值点增大，是因为该弹性界面的Kp和Ks值均为负数，且应力也为负数(代表方向)，两个应力扰动项将为正数且随着应力的增加而增大，从而导致上述现象产生。
图5为上层为各向同性Castlegate砂岩，下层为HTI介质的Indiana 石灰岩的弹性界面下的地震响应特性。在该弹性界面下，反射系数大小随入射角变化规律与图3基本一致，随方位角变化中，其Kp和Ks值也均为负值，90°极值点存在，270°极值点随应力增大而增大。
图6为上层各向同性Castlegate砂岩，下层为HTI介质的Berea2石灰岩的弹性界面下的地震响应特征，该弹性界面下，不同应力的反射系数曲线在入射角38°下存在一个交点，交点以前差异很小，交点以后差异随应力增大而增大，为了便于观察，我们将入射角上限调整至70°，可以发现其变化规律依然与之前两个弹性界面相同。随方位角变化规律也与前两个弹性界面相同，其Kp和Ks值均为负数。
图7为上层为各向同性Castlegate砂岩，下层为HTI介质的花岗岩的弹性界面下的地震响应特征，该弹性界面下，不同应力的反射系数曲线在入射角为42°时相交，交点以前差异很小，交点以后差异随应力增大而增大，变化规律与之前三个弹性界面相反，随方位角变化规律也与前两个弹性界面相反。这是由于该弹性界面的Kp和Ks值均为正值且Ks>Kp，随着应力和入射角的增大，应力诱导各向异性扰动(尤其是Δw)造成的影响越来越大，反射系数因此而减小。
最后对所给出的地应力的计算方法进行验证分析，图8(a)和图8(b) 分别为0°和90°入射角下的反射系数曲线，图8(c)是根据公式(13) 所进行的模型水平地应力计算结果，可以看出，公式(13)对于水平地应力大小的计算十分有效，在实际中，虽然很难同时获得0°和90°入射角的地震响应信息，但只要知道两种不同入射角下地震响应信息，就能够将公式中的各向同性背景项消去，进而推导出类似的公式进行水平地应力大小的计算，在本发明中选取0°和90°是为了更加方便对反射系数方程的化简，也可以选取其他入射角度进行作差对反射系数方程进行简化，本发明所提出的方法对于地应力的预测具有一定的指导意义。
通过对于四种不同岩性的弹性界面，发现反射系数受到水平地应力的影响程度取决于弹性界面下层岩石的Kp和Ks值，当Kp和Ks值均为正值，反射系数将随着入射角和应力的增加而增大，在方位角270°时随着应力的增加极值增大；当Kp和Ks值均为负值时，呈现相反的规律。除此之外，Kp和 Ks值的绝对值大小会影响反射系数对入射角的敏感程度，当|Kp|＞＞|Ks|时，在小入射角下反射系数也会随着应力增加而明显改变；当Kp和Ks绝对值接近甚至|Kp|＜|Ks|时，在小入射角下反射系数对水平应力的变化并不敏感，只有在大入射角下才会随着应力增大而发生明显改变。
本发明推导出了裂缝参数与水平单轴应力的线性方程，改写了裂缝参数表征的水平地应力下岩石模型刚度张量，引入了应力诱导各向异性扰动项，并最终基于小应力假设和弱各向异性假设推出在该假设下精确PP波反射系数方程。根据Castlegate砂岩与Portland砂岩组成的弹性界面，可以观察到反射系数在小入射角下更多受到纵波模量扰动以及密度扰动影响，大入射角下将受到除密度扰动之外的其他扰动的共同影响。对于裂缝参数以及应力诱导各向异性参数的计算，在大入射角下进行会更为有利。
实施例二
本实施例提出一种HTI介质和线性滑移下地应力预测系统，包括：
模型构建模块，其用于基于HTI介质刚度矩阵增加水平单轴地应力，建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型；
扰动计算模块，其用于根据裂缝参数与水平单轴应力的线性关系，计算所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数及对应扰动；
系数方程计算模块，其用于利用所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量的扰动，结合散射函数得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程；
水平地应力预测模块，其用于根据水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，计算得到单轴水平应力与方位角所对应的反射系数之间的线性关系，基于所述线性关系对水平地应力进行计算。
实施例三
本实施例的目的是提供一种计算装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
实施例四
本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行上述方法的步骤。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法，其特征是，包括：
步骤1：基于HTI介质刚度矩阵增加水平单轴地应力，建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型；
步骤2：根据裂缝参数与水平单轴应力的线性关系，计算所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数及对应扰动；
步骤3：利用所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量的扰动，结合散射函数得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程；
水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，具体为：
其中，φ为方位角，Mb、μb、ρb分别为上、下应力HTI介质对应的纵波模量、横波模量和密度的平均值，θ为入射角；δN和δT分别代表法向和切向裂缝弱度,用于描述旋转不变的裂缝；上标v表示无应力状态下；△表示求其扰动；
步骤4：根据水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，计算得到水平单轴应力与方位角所对应的反射系数之间的线性关系，基于所述线性关系对水平地应力进行计算，具体为：
其中，T11为水平地应力，下标2表示下层介质的物理性质，gb＝μb/(λb+2μb)＝μb/Mb，μb为上、下应力HTI介质对应的横波模量，Mb为上、下应力HTI介质对应的纵波模量，λb为拉梅常数，Kp和Ks是与岩石二阶弹性参数Aij和Aijk三阶弹性参数相关量。
2.如权利要求1所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法，其特征是，在所述步骤2中，基于各向异性参数和单轴水平应力的线性关系以及裂缝参数和各向异性参数的线性关系推导计算裂缝参数与单轴水平应力之间的线性关系。
3.如权利要求1所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法，其特征是，在所述步骤2中，基于弱各向异性假设和小应力假设对所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中各项系数对应的扰动进行简化。
4.如权利要求1所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法，其特征是，在所述步骤3中，利用非均匀介质中有效刚度张量、地震慢度和极化矢量的空间扰动关系，结合所述的HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中各项系数对应的扰动以及地震散射函数，得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程。
5.如权利要求1所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法，其特征是，在所述步骤4中，选取第一方位角与第二方位角代入基于所述的水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程并作差，得到消去各向同性背景项的反射系数方程。
6.如权利要求5所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法，其特征是，基于应力诱导各向异性参数与水平地应力的关系方程，计算得到水平地应力与方位角分别为第一方位角和第二方位角时反射系数的线性方程，基于所述线性方程对水平地应力进行计算。
7.基于HTI介质表征地应力地震响应特征的系统，其特征是，包括：
模型构建模块，其用于基于HTI介质刚度矩阵增加水平单轴地应力，建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型；
扰动计算模块，其用于根据裂缝参数与水平单轴应力的线性关系，计算所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量中的各项系数及对应扰动；
系数方程计算模块，其用于利用所述HTI介质模型在水平单轴地应力作用下的有效刚度张量的扰动，结合散射函数得到水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程；
水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，具体为：
其中，φ为方位角，Mb、μb、ρb分别为上、下应力HTI介质对应的纵波模量、横波模量和密度的平均值，θ为入射角；δN和δT分别代表法向和切向裂缝弱度,用于描述旋转不变的裂缝；上标v表示无应力状态下；△表示求其扰动；
水平地应力预测模块，其用于根据水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程，计算得到单轴水平应力与方位角所对应的反射系数之间的线性关系，基于所述线性关系对水平地应力进行计算，具体为：
其中，T11为水平地应力，下标2表示下层介质的物理性质，gb＝μb/(λb+2μb)＝μb/Mb，μb为上、下应力HTI介质对应的横波模量，Mb为上、下应力HTI介质对应的纵波模量，λb为拉梅常数，Kp和Ks是与岩石二阶弹性参数Aij和Aijk三阶弹性参数相关量。
8.如权利要求7所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的系统，其特征是，在所述水平地应力预测模块中，选取第一方位角与第二方位角代入基于所述的水平单轴弱应力HTI介质的线性化PP波反射系数方程并作差，得到消去各向同性背景项的反射系数方程；基于应力诱导各向异性参数与水平地应力的关系方程，计算得到水平地应力与方位角分别为第一方位角和第二方位角时反射系数的线性方程，基于所述线性方程对水平力进行计算水平地应力。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于HTI介质表征地应力地震响应特征的方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210782681.6A CN115144896B (zh) | 2022-07-05 | 基于hti介质表征地应力地震响应特征的方法与系统 |
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| CN114488302A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 中南大学 | 一种原位各向异性地应力场预测方法及系统 |
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| CN114488302A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 中南大学 | 一种原位各向异性地应力场预测方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 非均质HTI介质裂缝弱度参数地震散射反演;潘新朋;张广智;印兴耀;;石油地球物理勘探;20171215(06);全文 * |
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