专利名称：多层裂缝预测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地震勘探技术领域，特别涉及一种多层裂缝预测方法和装置。
背景技术：
裂缝是地下油气储集和运移的重要空间，裂缝预测是指预测裂缝的方向，或者根据预测的裂缝方向获得裂缝的相关参数。因此，寻找裂缝是地震勘探的重要目标之一。目前利用纵波的方位变化信息来研究裂缝方位各向异性的技术比较多，但是基本上都是假设上覆层是各向同性的或具有相同裂缝方向的介质，而实际上这是不可能的。为了克服这个限制，有人提出针对垂向均勻各向异性介质的正常时差校正(NMO=Normal MoveOut)方法， 但是由于误差传播等问题，NMO方法需要仔细处理，在实际应用中可应用性很低。例如，采用地震波反射振幅随着炮检距变化(AVO Amplitude VersusOffse)方法来预测裂缝时假设，将一个包含垂直裂缝的介质看成是具有水平对称轴的横向各向同性介质 (TIH =Horizontally Transversely Isotropic)。考虑 TIH 介质，用 vp。和 Vs0 分别表示纵波的垂直速度和快横波速度，其中，Vp0 = ^fC33/P ；Vs0 = ^fc44/p O在此首先介绍TIH中的Thomsen参数TIH中的汤姆森(Thomsen)参数为ε = (C33-C11)/2Cn ；y = (C44-C66) /2C66 ；S=(°33+Qej2-(^n-C66)2 ；
2 C1 ！ (C,, — C66)在上述公式中，Cu为刚性张量，Cij描述介质的性质，对于不同的介质该值有所不同。P为介质的密度。上述参数是针对具有水平对称轴的TIH介质，此外，Tsvankin(1997)给出了另一种Thomsen参数描述方法，假设在水平层状介质中存在一个含有垂直裂缝的目标层，这个裂缝层可等效为一个方位各向异性介质，并称作为具有水平对称轴的横向各向同性介质， 在这种介质中，纵波的属性参数，即纵波的振幅、旅行时或层速度可用以下方程近似表示出来F( θ , φ) = Α( θ )+Β( θ )cos 2Φ+0( θ )Cos2 2Φ,其中，F( θ，φ)表示纵波的反射振幅，或NMO速度平方的倒数，或层间旅行时。θ 是入射角，Φ是相对裂缝方向的方位角，Α( θ )、Β( θ)和C( θ)是和方位角无关的系数。忽略高阶项，上式可进一步化简为F( θ , φ) = Α( θ )+Β( θ )cos 2 Φ当固定入射角时，在极坐标中，F是一个椭圆，而且Φ = O是椭圆的长轴，在预测之前不知道裂缝方向，当方位角是按坐标轴定义的时，椭圆的长轴方向就是裂缝方向。因此，裂缝预测方法是 1)选定一个合适炮检距，相当于固定了入射角θ ；2)利用获得的地震数据计算在这个炮检距上各个方位角上的属性F( θ，φ)，即纵波的振幅、旅行时或层速度；3)拟合这个椭圆，求出长轴方向，这就是裂缝的方向；其中，可根据多个方位Φ上的数据得到关于方程F( θ，φ) =A(0)+B(0)cos 2Φ的超定方程组，解这个方程组就是拟合椭圆的过程。4)此外，进一步计算椭圆长轴与短轴的比，这个数值代表了裂缝的强度。上述的方法仅适用单层裂缝介质中，在多层介质情况下，如果裂缝走向随深度变化，上述方法并不适合；另外，该方法需要各个方位上的属性，需要的数据较多。
发明内容
本发明实施例提供一种多层裂缝预测方法和装置，通过利用两对正交测线的层间方位时差响应AMR来实现多层裂缝预测，只需要两对正交测线上的数据(4个方位上的数据)即可进行裂缝预测，需要的数据量少。本发明实施例提供一种多层裂缝预测方法，该方法包括获取将要进行多层裂缝预测的地震数据；利用获取的地震数据确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR ；根据确定的每一层的两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR确定相应层的裂缝方向。本发明实施例提供一种多层裂缝预测装置，该装置包括地震数据获取单元，用于获取将要进行多层裂缝预测的地震数据；时差确定单元，用于利用所述地震数据获取单元获取的地震数据确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR ；方向确定单元，用于根据所述时差确定单元确定的每一层的两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR确定相应层的裂缝方向。本发明实施例的有益效果在于，通过利用两对正交测线的层间方位时差响应AMR 来实现多层裂缝预测，只需要两对正交测线上的数据(4个方位上的数据)即可进行裂缝预测，需要的数据量少。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中图1是多层裂缝介质的示意图；图2是本发明实施例1的多层裂缝预测方法流程图；图3是本发明实施例2的多层裂缝预测方法流程图；图4是图2中步骤305的过程流程图5是本发明实施例3的多层裂缝预测方法流程图；图6是本发明实施例4的多层裂缝预测装置构成示意图；图7是图6中时差确定单元的一个构成示意图；图8是图6中时差确定单元的另一个构成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。在本实施例中，首先结合附图1对本发明实施例的多层裂缝介质需要引入的层间方位时差响应AMR的概念和公式进行说明。一、相关概念和公式1.单层TIH介质纵波动校正方程对于一条和裂缝方向之间的夹角为Φ的测线，Sayers和Ebrom(1997)给出了反
χ2 Ax4
射波动校正公式Z(^U) = C +；^__ 2 ,.22、
Vnmo X + T0Vp0⑴其中， (Φ, Χ)是炮检距为X的反射波旅行时，Φ是测线方向与裂缝方向之间的夹角，X是炮检距，to为零炮检距双程旅行时，Vnmo是动校正速度，Vp0是纵波的垂直速度，A 是校正系数。通常，方程⑴是针对弱各向异性的情况下导出的(见Sena，1991 ；Li and Cramp in, 1993)，对于一般的各向异性介质，Al-Dajani和Tsvankin (1998)给出了一个经验
的、但更精确的公式，此时，Vnmo和A的一阶近似公式分别表示为
+ = 叫 sin、]
Vnmo 0⑵
> ⑶这里，A满足d = - Ιν2ρ0ΑΛ，其中、是四次校正系数，可通过现有技术获得，此处
不再赘述；ε和δ是汤姆森参数，在弱各向异性近似中δ-2 ε δ(ν)，其中δ (ν)是有效 Thomsen 参数。将方程(2)和(3)代入到(1)式，对各向异性参数ε和δ进行线性化得
t (Φ, x) = L2 + [1 - (J - 2岣 sin2 θ sin2 φ-(ε-δ) sin4 θ sin4 φ]
V v^⑷其中，θ是反射点入射线和垂直方向的夹角，平方根项是标准的动校正项。此外， 若Z□和t±分别为平行裂缝方向和垂直裂缝方向测线的旅行时，则
权利要求
1.一种多层裂缝预测方法，其特征在于，所述方法包括 获取将要进行多层裂缝预测的地震数据；利用获取的地震数据确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR ；根据确定的每一层的两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR确定相应层的裂缝方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 根据确定的裂缝方向获得相应层的裂缝密度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用获取的地震数据确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR，包括利用各向同性射线追踪方式、或者利用正常时差校正方式确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用各向同性射线追踪方式确定多层裂缝介质的第i层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR，包括步骤1，分别计算每一对正交测线方向上的第1层到第i层的层间方位时差响应AMR之和；步骤2，利用计算获得的第1层到第i层的层间方位时差响应AMR之和、以及第1层到第i_l层的层间方位时差响应AMR分别计算每一对正交测线方向上的第i层的层间方位时差响应AMR ；其中，i为大于1的自然数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在计算每一对正交测线方向上的第i层的层间方位时差响应AMR之后，所述方法还包括判断是否计算完多层裂缝介质的所有层的层间方位时差响应AMR ； 若判断结果为是，则预测结束；若判断结果为否，则将i = i+Ι，然后重复步骤1、2，直到获得每一对正交测线方向上的第η层的层间方位时差响应AMR。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在选择两对正交测线之后，所述方法还包括在所述两对正交测线的交点上找到相应的四个共深度点道集⑶P，所述共深度点道集 CDP包括地震数据；根据找到的共深度点道集CDP对地震波在地下介质中传播的速度进行分析，获得多层裂缝介质的每一层的速度，以建立进行射线追踪的速度模型；获取未进行正常时差校正的共深度点道集CDP上的旅行时，以建立所述多层裂缝介质中每一层的旅行时表；做各向同性的射线追踪，以建立每一层的炮检距与射线段分量表； 利用选择的两对正交测线计算每一对正交测线方向上的第1层的层间方位时差响应AMR。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用正常时差校正方式确定多层裂缝介质的第i层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR，包括在选择的两对正交测线方向上找到相应的四个共深度点道集⑶P，所述共深度点道集 CDP包括地震数据；分别对每个共深度点道集CDP针对第i层顶界面进行动校正；对第i层底界面用与顶界面同样的速度进行动校正；拾取第i层底界面的剩余校正量，以获得每一对正交测线方向上的第i层的层间方位时差响应AMR ；其中，i为大于1的自然数。
8.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，在根据确定的第i层的层间方位时差响应AMR确定第i层的裂缝方向时，所述方法包括根据层间方位时差响应AMR变化规律对确定的第i层的每一对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR进行交绘分析，以确定第i层的裂缝方向。
9.一种多层裂缝预测装置，其特征在于，所述装置包括地震数据获取单元，用于获取将要进行多层裂缝预测的地震数据；时差确定单元，用于利用所述地震数据获取单元获取的地震数据确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR ；方向确定单元，用于根据所述时差确定单元确定的每一层的两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR确定相应层的裂缝方向。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括参数确定单元，用于根据所述方向确定单元确定的裂缝方向获得相应层的裂缝密度。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述时差确定单元具体用于利用各向同性射线追踪方式、或者利用正常时差校正方式确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当利用各向同性射线追踪方式确定多层裂缝介质的第i层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR时，所述时差确定单元包括第一计算单元，用于分别计算每一对正交测线方向上的第1层到第i层的层间方位时差响应AMR之和；第二计算单元，用于利用所述第一计算单元计算获得的第1层到第i层的层间方位时差响应AMR之和、以及第1层到第i-Ι层的层间方位时差响应AMR分别计算每一对正交测线方向上的第i层的层间方位时差响应AMR;其中，i为大于1的自然数。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述时差确定单元还包括判断单元，用于在所述第二计算单元计算第i层的层间方位时差响应AMR后，判断是否计算完多层裂缝介质的所有层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR;预测结束单元，用于在所述判断单元的判断结果为是时，结束预测过程；处理单元，用于在所述判断单元的判断结果为否时，将i = i+Ι，以通过所述第一计算单元、第二计算单元计算两对正交测线方向上的第i+Ι层的层间方位时差响应AMR。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述时差确定单元还包括第一查找单元，用于在所述两对正交测线的交点上找到相应的四个共深度点道集⑶P， 所述共深度点道集CDP包括地震数据；速度分析单元，用于根据所述第一查找单元查找到的共深度点道集CDP对地震波在地下介质中传播的速度进行分析，以建立进行射线追踪的速度模型；旅行时获取单元，用于获取未进行正常时差校正的共深度点道集CDP上的旅行时，以建立所述多层裂缝中每一层的旅行时表；射线追踪单元，用于做各向同性的射线追踪，以建立每一层的炮检距与射线段分量表；第三计算单元，用于利用所述第一选择单元选择的两对正交测线计算每一对正交测线方向上的第一层的层间方位时差响应AMR。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当利用正常时差校正方式确定多层裂缝介质的第i层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR时，所述时差确定单元包括第二查找单元，用于在选择的两对正交测线方向上找到相应的四个共深度点道集⑶P， 所述共深度点道集CDP包括地震数据；第一校正单元，用于分别对所述第二查找单元查找到的每个共深度点道集CDP针对第 i层顶界面进行动校正；第二校正单元，用于对第i层底界面用与所述顶界面同样的速度进行动校正； 第四计算单元，用于拾取第i层底界面的剩余校正量，以获得每一对正交测线方向上的第i层的旅行时差；其中，i为大于1的自然数。
16.根据权利要求12或14所述的装置，其特征在于，所述方向确定单元具体用于根据层间方位时差响应AMR变化规律对确定的第i层的每一对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR进行交绘分析，以确定第i层的裂缝方向。
全文摘要
本发明实施例提供一种多层裂缝预测方法和装置。该方法包括获取将要进行多层裂缝预测的地震数据；利用获取的地震数据确定多层裂缝介质的每一层在两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR；根据确定的每一层的两对正交测线方向上的层间方位时差响应AMR确定相应层的裂缝方向。通过利用两对正交测线的层间方位时差响应AMR来实现多层裂缝预测，只需要两对正交测线上的数据(4个方位上的数据)即可进行裂缝预测，需要的数据量少。
文档编号G01V1/00GK102236101SQ20101017204
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者付锁堂, 张道伟, 曹正林, 李向阳, 郑红军 申请人:中国石油天然气股份有限公司