专利名称：地下裂缝预测方法
技术领域：
本发明涉及地球物理勘探技术领域，更具体地，涉及一种地下裂缝预测方法。
背景技术：
裂缝油气藏勘探在油气勘探中占有重要的位置。目前有关裂缝的地震研究工作主要基于下面两种思路。一种基于成因分析的预测 方法不直接针对裂缝，而是从裂缝的形成条件出发，间接预测裂缝发育规律，例如分析裂 缝发育的有利构造部位、有利沉积相带、有利岩性、有利厚度等，揭示裂缝分布和发育的规 律，将裂缝预测转化为构造研究、沉积相分析、岩石物性分析、储层厚度预测等。另一种基 于裂缝响应属性的预测方法分析裂缝的地震响应特征，直接预测裂缝展布特征，其关键在 于选择对裂缝敏感的地震属性，如相干体、振幅、速度、波阻抗、吸收系数、地层曲率、分频属 性、属性体和属性差异体等。多波多分量地震资料中携带了比单波分量更丰富的地层岩性信息，尤其还携带了 地层裂缝信息，因此，当前正在发展的多波勘探技术为用地震方法研究地层裂缝提供了可 能性。由于地震横波在通过各向异性介质(例如裂缝)时会发生分裂，质点振动沿裂缝走 向时，传播速度快，而质点振动垂直裂缝走向时传播速度慢，从而形成快横波(平行于裂缝 方向的横波)和慢横波(垂直于裂缝方向的横波)。由于横波仅仅与裂缝方位呈一定的角 度时才会发生分裂，而分裂的快慢横波的差异程度与裂缝的发育强度密切相关，因此，利用 快慢横波分裂成为研究裂缝方向及其发育程度的最直接、最可靠的方法。但利用横渡分裂检测裂缝是一项非常复杂的技术，目前利用横波分裂来检测裂缝 的技术，通常利用快慢波时差来表示裂缝的发育强度，但这种方法只能得到从地表至某一 深度的整个上覆地层(例如从地表至地下2000米深度的整个地层)的综合情况反应，而裂 缝的发育规模往往不如我们所想像的那么大，而且也并非很规则，所以利用这样的裂缝预 测方法并不能精确预测某一局部范围内的裂缝强度，例如不能预测从地下1000米至地下 1200米的一段地层范围内的裂缝强度，因而裂缝预测精度不高。
发明内容
为了解决现有技术中利用横波分裂来预测裂缝只能得到整个上属地层的裂缝的 综合情况反应，裂缝预测精度不高的问题，提出了一种既能够预测整个上属地层的裂缝情 况又能够精确预测某一段地层范围内的裂缝方向和裂缝强度的地下裂缝预测方法。本发明提供的地下裂缝预测方法包括获得横波的径向分量R(t)和横向分量 T(t)；根据所述径向分量R(t)和横向分量T(t)求取快横波分量&(0和慢横波分量之间的时差函数At(t)；对所述快横波分量S1 (t)和慢横波分量之间的时差函数 At(t)求导，得到该时差函数的导数函数dt(t)；以及利用所述导数函数dt(t)进行裂缝发 育强度预测。本发明求取由横波分裂得到的快横波和慢横波的时差函数Δ t (t)，并利用该时差函数Ata)的导数函数dta)进行裂缝发育强度预测，该导数函数dta)可以反映出地下 某一段具体地层范围内的裂缝发育强度，所以利用本发明所提供的地层裂缝预测方法既可 以预测整个地层的裂缝发育情况，又可以将裂缝发育情况的预测精确定位到某一具体深度 范围内，甚至精确到某一具体深度，从而大大提高了裂缝预测的精度。
图1是本发明的地下裂缝预测方法的流程图；图2是快横波和慢横波分裂的示意图。
具体实施例方式下面参考附图详细描述本发明。如图1所示，本发明提供了一种地下裂缝预测方法，该方法包括获得横波的径向 分量R(t)和横向分量T(t) (SllO)；根据所述径向分量R(t)和横向分量T(t)求取快横波 分量S“t)和慢横波分量之间的时差函数At (t) (S120)；对所述快横波分量S1 (t)和 慢横波分量之间的时差函数At(t)求导，得到该时差函数的导数函数dt(t) (S130)； 以及利用所述导数函数dt(t)进行裂缝发育强度预测(S140)。其中，在步骤SllO中，首先要对地震数据进行获取，通过检波器获取的横波地震 数据可以包括径向分量R(t)和横向分量T(t)(在转换波地震勘探中，采用数字三分量检波 器接收地震信号，径向分量指的是沿着炮点和检波点连线方向的分量，横向分量指的是垂 直于炮点和检波点连线方向分量，径向分量和横向分量满足“右手”定则。)。获取横波数据可以采用常用的手段。在本发明提供的方法中，可以采用横波震源 通过地层反射获得横波。在本发明提供的方法中，也可以通过纵波经地层反射后的转换波来实现横波，由 于纵波反射产生的转换横波不垂直或者平行穿过裂缝时会和横波震源激发的横波一样发 生分裂，因此能够起到与横波震源激发的横波相同的作用，而且采用这种方法获得的横波 价格低廉，性能良好，因此，本发明提供的方法中，获取横波优选采用这种方法。其中，由检 波器所接收的横向分量和径向分量获得所需要的径向分量R(t)和横向分量T(t)的方法在 文献中作了相关的描述。(马昭军等在2008年在《新疆石油地质》第四卷第3期第376-379 页上发表的《三维转换波处理技术在新场地区的应用》、刘洋等在2006年在《地质与勘探》 第沈卷第12期第72-74页上发表的《三维转换波地震资料处理方法》、邢春颖等在2004年 在《石油地球物理勘探》第39卷第1期第37-40页上发表的《三维三分量地震资料试处理》寸J ο本发明采用转换波处理方法分别对转换波的径向分量和横向分量进行处理，得到 径向分量剖面和横向分量剖面数据，并从所述径向分量剖面和横向分量剖面数据中获取所 需要的径向分量R(t)和横向分量T(t)，该径向分量R(t)和横向分量T(t)与分裂的快横波 分量S1U)和慢横波分量相对应。在步骤S120中，根据所述径向分量R(t)和横向分量T(t)求取快横波分量51(0 和慢横波分量之间的时差函数Ata)。按照本发明的一种实施方式，如图2所示，根据波的叠加原理，转换横波分裂为快4横波分量S1 (t)、慢横波分量&(t)，并且横波的径向分量R (t)和横向分量T (t)与所述快横 波分量S1⑴、慢横波分量&⑴之间的关系为
权利要求
1.一种地下裂缝预测方法，该方法包括获得横波的径向分量R(t)和横向分量T(t)，其中t为获得地震数据的时间；根据所述径向分量R (t)和横向分量T (t)求取快横波分量S1 (t)和慢横波分量 之间的时差函数At(t)；对所述快横波分量S1U)和慢横波分量之间的时差函数At(t)求导，得到该时 差函数的导数函数dt(t)；以及利用所述导数函数dt(t)对裂缝的发育强度进行预测。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述获得横波的径向分量R(t)和横向分量 T(t)的步骤中，由地震勘探中的数字三分量检波器的两个水平分量接收到的地震数据得到 所述横波的径向分量R(t)和横向分量T (t)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在求取快横波分量S1(t)和慢横波分量之 间的时差函数At(t)的步骤中，通过以下步骤来求取所述时差函数At(t)a)根据下列方程计算所述快横波分量S1(t)和慢横波分量之间的剩余误差 Ε( θ , At, t)Ε( θ，At, t) = (R(t)cos θ +T(t)sin θ )-(R(t-A t) sin θ -T (t-At) cos θ )-(Ne (t) cos θ +Nt (t) sin θ ) - (Ne (t_ Δ t) sin θ -Nt (t_ Δ t) cos θ )其中，θ为裂缝的方位角，At为所述快横波分量S1 (t)和所述慢横波分量之间 的时差，Ne(t)和Nt(t)分别为沿径向和横向的噪声；b)对于一时窗内的η个采样点，对所述快横波S1(t)和慢横波&(0之间的剩余误差 Ε(θ，At，t)进行累加，得到如下的累加函数F( θ，At), ρ丄k=\其中，tk为第k个采样点的时间，ρ为累加指数，ρ = 2、3、4或5 ；c)对方位角θ与时差At的值进行扫描获得的二维曲面，并得到使该二维曲面达到最 小值点的极值方位角θ min与极值时差Atmin，该极值方位角θ min与极值时差Atmin作为所 述时窗的时间中点处的裂缝方位角θ与时差At;d)在时间轴上连续移动所述时窗，得到以时间t为变量的时差函数At(t)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，对时差函数求导的步骤还包括对得到的导数函 数dt(t)进行下列处理中的至少一项处理去除异常值处理、插值处理、以及平滑处理。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述采样点的个数η大于1，所述时窗的大小为采 样点的个数η乘以采样间隔；
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述采样间隔是相邻的两个采样点间的时间间 隔，该时间间隔为0. lms-20ms。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述时间间隔为Ims-Sms
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在利用所述导数函数dt(t)进行裂缝发育强度预 测的步骤中，根据所述导数函数dt(t)中的一个时间点的所述导数函数dt(t)的值，判断与 该时间点对应的地层深度处的裂缝的发育强度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，与该时间点对应的地层深度根据横波的速度和 该时间点的时间值计算得到。
全文摘要
本发明提供的地下裂缝预测方法包括获得转换横波的径向分量R(t)和横向分量T(t)；根据所述径向分量R(t)和横向分量T(t)求取快横波分量S1(t)和慢横波分量S2(t)之间的时差函数Δt(t)；对所述快横波分量S1(t)和慢横波分量S2(t)之间的时差函数Δt(t)求导，得到该时差函数的导数函数dt(t)；以及利用所述导数函数dt(t)进行裂缝发育强度预测。
文档编号G01V1/28GK102053266SQ20091023727
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者唐建明, 张永刚, 张虹, 徐天吉, 李显贵, 程冰洁, 蔡希源, 马昭军 申请人:中国石油化工股份有限公司