专利名称：一种基于叠前相干的裂缝检测方法
技术领域：
本发明属于油气田勘探领域，具体涉及一种基于叠前相干的裂缝检测方法，针对实际油气田勘探中存在的天然裂缝问题，利用叠前地震道集资料相干技术开展裂缝检测。
背景技术：
天然裂缝在石油勘探中具有重要的作用，因为在几乎每种储层、岩石类型以及深度都存在裂缝。确定这些裂缝以及识别裂缝的方向可以帮助勘探学家更好地理解储层。地下裂缝的尺寸是多种多样的，10米以下的小于地震级的裂缝是储层描述中大家非常感兴趣的，而确定最大裂缝密度区域或确定储层内这些裂缝的方位对于地球物理学家来说是一个重要的技术挑战。自从相干体作为计算地震相干的一种地震资料的属性出现后，用地震相干检测裂缝的研究就开始了。地震相干的计算提供了一种定量测量穿过一个不连续体的波形变化的手段；视倾角的计算提供了一种测量穿过一个不连续体时的反射倾角/方位的变化的手段；振幅梯度的测量提供了一种测量穿过一个不连续体时反射系数的变化的手段。目前，利用地震相干技术识别裂缝的方法常常基于叠后的地震资料，而叠后地震资料所面对的主要问题就是方位资料的缺失，所得到的相干计算裂缝的结果缺失了地震真实信息中的方位角，所得到的地震相干结果也是所有方位的裂缝信息平均后的结果，这对于地下发育的大断裂或者较大裂缝的发育和预测是没有问题的，但是对于某些尺度不大的裂缝而言，平均后的结果抹杀了其裂缝发育的方位走向。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于叠前相干的裂缝检测方法，在叠前地震道集记录的基础上使用相干技术，其在计算相邻道集相干能量的同时，也恰当的应用了叠前地震道集中保存的方位信息，不仅可以识别裂缝的发育走向，而且可以针对裂缝的方位信息进行有效的预测。本发明是通过以下技术方案实现的—种基于叠前相干的裂缝检测方法，所述方法首先针对实际叠前地震资料进行处理得到动校正后的叠前地震道集，然后利用叠前方位共中心点地震道集开展分方位、分偏移距叠加，得到分方位分偏移距叠加道集；对叠加得到的分方位分偏移距叠加道集再开展基于协方差矩阵的相干体计算，得到裂缝相干体，再对得到的裂缝相干体进行裂缝参数反演计算，进而得到最终的裂缝发育方位与发育强度。所述方法包括以下步骤①叠前地震资料的预处理；②宏面元抽取及不同方位均匀道集的形成；③分方位分偏移距叠加道集的形成；④最大相干能量道集的选取；
⑤叠前方位叠加道集的相干计算；⑥裂缝相干体的形成；⑦基于裂缝相干体的裂缝参数反演，得到最终的裂缝发育方位与发育强度，这两种参数在数学和微观意义上就对应了裂缝发育方位和强度图；最后，利用此裂缝发育方位与强度图来检测小于地震级的断层和裂缝。具体来说，所述步骤①叠前地震资料的预处理是指针对前期的地震资料作保幅处理，包括道编辑、带通滤波、真振幅恢复、静校正、速度分析、剩余静校正、地表振幅一致性补偿、叠前反褶积及动校正，得到动校正后的叠前地震道集。所述步骤②宏面元抽取及不同方位均匀道集的形成是指通过扩大原共中心点面元的手段建立共中心点宏面元，具体如下对于一个地震道来说是1X1，如果加上四周的两个道集，就是3 X 3，加上四周的四个道集，就是5 X 5，依此类推。所述步骤③分方位分偏移距叠加道集的形成是这样实现的假设该地震工区均匀采集，一个共反射点的叠前地震道集的道数为N，选取的共中心点宏面元尺度为3X 3,则该共反射点的共中心点宏面元道集的道数为9XN道,该9XN道地震数据均对应一个偏移距和一个方位角，因此得到一个9 X N道的地震数据的偏移距-方位角分布图，在该图中观察到最大满方位角覆盖的偏移距范围，然后选取一定的方位角和偏移距间隔进行叠加，进而得到数量不等的分方位分偏移距叠加道集。所述一定的方位角和偏移距间隔的理论参考值为方位角是2°到5°，偏移距是50米到200米，实际计算时需要根据实际地震工区的叠前道集的分布状况进行修正。所述步骤④最大相干能量道集选取具体如下选取某共反射点为计算点，通过步骤③计算得到分方位分偏移距叠加道集，再通过计算以该共反射点为中心点内其他共反射点的分方位分偏移距叠加道集，然后以80° -100°的方位差异选取至少两个相邻共反射点的分方位分偏移距叠加道集作为最大相干能量道集。所述步骤⑤叠前方位叠加道集的相干计算的具体步骤如下对步骤④选取得到的最大相干能量道集进行相干计算，然后再对计算的结果进行叠加平均，得到该共反射点的最大相干能量叠加道集。所述步骤⑥裂缝相干体的形成是这样实现的对整个三维地震工区内的每个共反射点重复步骤②、③、④和⑤，得到所有共反射点的最大相干能量叠加道集，所述所有共反射点的最大相干能量叠加道集构成了整个地震工区基于叠前地震道集的最大能量相干数据体，即为整个三维地震工区的裂缝相干体。所述步骤⑦基于裂缝相干体的裂缝参数反演是这样实现的针对步骤⑥形成的裂缝相干体，利用基于HTI的裂缝参数反演原理开展反演计算，得到最终的裂缝发育方位与发育强度。与现有技术相比，本发明的有益效果是(I)本发明是在叠前分方位角空间内计算相干，而不是在叠后全方位空间内计算；本发明首次将相干算法引入到叠前地震道集中，是在道集没有叠加之前的地震数据上进行计算的，通过不同偏移距与方位之间的道集相干计算提供了一种识别较小尺度断层或者裂缝的方法，可以使三维地震数据中的断裂或者裂缝更加清晰、明了、直观；(2)本发明涉及的相干计算充分利用了目前宽方位地震采集道集所得到的偏移距以及方位信息，相比叠后地震数据得到的相干体，具有更丰富的裂缝发育信息，并且通过后期不同尺度裂缝之间的融合，可以得到工区范围内直观、清晰的裂缝发育方位与强度图。
图1是本发明方法的步骤框图。图2是利用本发明方法得到的某油田某区裂缝发育预测平面图。图3是本发明实施例中9点宏面元偏移距方位角叠前道集分布图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述:(I)技术原理①基于协方差矩阵的相干计算原理在地震三维偏移体(即偏移成像)中，取相邻J个道N个样点组成一个地震子体构成矩阵D (即用矩阵D来表示地震子体):
权利要求
1.一种基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述方法首先针对实际叠前地震资料进行处理得到动校正后的叠前地震道集，然后利用叠前方位共中心点地震道集开展分方位、分偏移距叠加，得到分方位分偏移距叠加道集；对叠加得到的分方位分偏移距叠加道集再开展基于协方差矩阵的相干体计算，得到裂缝相干体，再对得到的裂缝相干体进行裂缝参数反演计算，进而得到最终的裂缝发育方位与发育强度。
2.根据权利要求1所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: ①叠前地震资料的预处理； ②宏面元抽取及不同方位均匀道集的形成； ③分方位分偏移距叠加道集的形成； ④最大相干能量道集的选取； ⑤叠前方位叠加道集的相干计算； ⑥裂缝相干体的形成； ⑦基于裂缝相干体的裂缝参数反演，得到最终的裂缝发育方位与发育强度，这两种参数在数学和微观意义上就对应了裂缝发育方位和强度图； 最后，利用此裂缝发育方位与强度图来检测小于地震级的断层和裂缝。·
3.根据权利要求2所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述步骤①叠前地震资料的预处理是指针对前期的地震资料作保幅处理，包括道编辑、带通滤波、真振幅恢复、静校正、速度分析、剩余静校正、地表振幅一致性补偿、叠前反褶积及动校正，得到动校正后的叠前地震道集。
4.根据权利要求3所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述步骤②宏面元抽取及不同方位均匀道集的形成是指通过扩大原共中心点面元的手段建立共中心点宏面元，具体如下:对于一个地震道来说是1X1，如果加上四周的两个道集，就是3X3，加上四周的四个道集，就是5X5，依此类推。
5.根据权利要求4所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述步骤③分方位分偏移距叠加道集的形成是这样实现的: 假设该地震工区均匀采集，一个共反射点的叠前地震道集的道数为N，选取的共中心点宏面元尺度为3X 3，则该共反射点的共中心点宏面元道集的道数为9XN道，该9XN道地震数据均对应一个偏移距和一个方位角，因此得到一个9 X N道的地震数据的偏移距-方位角分布图，在该图中观察到最大满方位角覆盖的偏移距范围，然后选取一定的方位角和偏移距间隔进行叠加，进而得到数量不等的分方位分偏移距叠加道集。
6.根据权利要求5所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述一定的方位角和偏移距间隔的理论参考值为:方位角是2°到5°，偏移距是50米到200米，实际计算时需要根据实际地震工区的叠前道集的分布状况进行修正。
7.根据权利要求5所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述步骤④最大相干能量道集选取具体如下:选取某共反射点为计算点，通过步骤③计算得到分方位分偏移距叠加道集，再通过计算以该共反射点为中心点内其他共反射点的分方位分偏移距叠加道集，然后以80° -100°的方位差异选取至少两个相邻共反射点的分方位分偏移距叠加道集作为最大相干能量道集。
8.根据权利要求7所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述步骤⑤叠前方位叠加道集的相干计算的具体步骤如下:对步骤④选取得到的最大相干能量道集进行相干计算，然后再对计算的结果进行叠加平均，得到该共反射点的最大相干能量叠加道集。
9.根据权利要求8所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述步骤⑥裂缝相干体的形成是这样实现的:对整个三维地震工区内的每个共反射点重复步骤②、③、④和⑤，得到所有共反射点的最大相干能量叠加道集，所述所有共反射点的最大相干能量叠加道集构成了整个地震工区基于叠前地震道集的最大能量相干数据体，即为整个三维地震工区的裂缝相干体。·
10.根据权利要求9所述的基于叠前相干的裂缝预测方法，其特征在于:所述步骤⑦基于裂缝相干体的裂缝参数反演是这样实现的:针对步骤⑥形成的裂缝相干体，利用基于HTI的裂缝参数反演原理开展反演计算，得到最终的裂缝发育方位与发育强度。
全文摘要
本发明提供了一种基于叠前相干的裂缝预测方法，属于油气田勘探领域。所述方法首先针对实际叠前地震资料进行处理得到动校正后的叠前地震道集，然后利用叠前方位共中心点地震道集开展分方位、分偏移距叠加，得到分方位分偏移距叠加道集；对叠加得到的分方位分偏移距叠加道集再开展基于协方差矩阵的相干体计算，得到裂缝相干体，再对得到的裂缝相干体进行裂缝参数反演计算，进而得到最终的裂缝发育方位与发育强度。本发明首次将相干算法引入到叠前地震道集中，提供了一种识别层厚小于地震波长的地层内的断层的方法，可以使三维地震数据中的断裂或者裂缝更加清晰、明了、直观。
文档编号G01V1/00GK103076623SQ20111032840
公开日2013年5月1日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者王世星, 梁志强 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院