一种裂缝方位和强度的预测方法及系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供一种裂缝方位和强度的预测方法及系统。所述方法包括：对三维地震资料进行处理，得到叠前纵波资料；根据所述叠前纵波资料建立速度-深度地质模型；根据检波点到炮点的方位角将地震道划分为至少一个方位区域；对所述方位区域内的地震道进行叠前偏移处理，生成偏移距离CRP道集；根据所述速度-深度地质模型和所述偏移距离CRP道集，生成入射角度域CRP道集；将所述生成的入射角度域CRP道集划分为至少一个角度区域；计算出各个所述方位区域中的各个所述角度区域对应的波阻抗数据；根据裂缝参数和所述波阻抗数据的关系，得到裂缝的方位和强度。本申请提供的裂缝方位和强度的预测方法及系统考虑了入射角对预测结果的影响，提高了预测精度。
【专利说明】一种裂缝方位和强度的预测方法及系统
【技术领域】
[0001] 本申请涉及地球物理勘探领域，尤其涉及一种微裂缝方位和强度的预测方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 随着世界各国经济发展对能源需求的不断攀升，储量大、容易勘探开采的常规能 源越来越少。近20年来，随着勘探和开发技术的不断提高，非常规能源资源逐渐进入人们 的视野。例如，美国页岩气的大规模开发，对提高美国能源安全、降低对外依存度、缓解天然 气供应不足等起到了积极作用。我国非常规页岩气资源潜力巨大，勘探开发一旦突破并形 成产能，就可以缓解中国油气资源紧张的压力。
[0003] 研究显示，非常规页岩气开发除了与地层含气量有关外，还与裂缝发育程度有关。 国外非常规页岩气开采经验表明，在裂缝发育程度强的储层中进行压裂开采，获得高产的 机会要大的多。此外，垂直于裂缝发育方向的水平开发井组要比平行于裂缝方向的水平开 发井组采收率高的多。因此，研究储层裂缝发育方位和强度，对于非常规能源资源的开发将 有着非常重要的意义。
[0004] 目前对裂缝方位和强度的预测方法包括：曲寿利在《全方位P波属性裂缝检测方 法》（石油地球物理勘探，2001，36 (4) :390-397) -文中提出了用波阻抗随着方位角变化的 近似方程预测裂缝发育；甘其刚等人在《振幅随方位角变化裂缝检测技术及其应用》（石油 物探，2004,43 (4) :373-376) -文中，利用振幅随方位角的变化关系预测了川西凹陷须家 河组须二段储层的裂缝发育特征；张明等人《多分量地震裂缝预测技术进展》（天然气地球 科学，2007,18(2) :293-297) -文中，提出了利用横波双折射现象检测裂缝的密度和角度。
[0005] 综上所述，目前裂缝方位和强度的预测方法主要包括以下两种：一是通过波阻抗 或振幅与方位角的近似关系预测裂缝方位和强度；二是利用横波的双折射现象预测裂缝方 位和强度。
[0006] 在实施本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：
[0007] 通过波阻抗或振幅与方位角的近似关系预测裂缝方位和强度的方法忽略了地震 波的入射角。实际地震波并非垂直入射，且由于震源干扰，近偏道信号信噪比较低，往往中 等入射角度（5度-30度）的地震资料信噪比较高，资料较可靠；此外，目前非常规油气勘探 多采用宽方位、大偏移距离的采集观测系统，地震记录中存在大入射角度（30度以上）的资 料。因此忽略地震波的入射角会给裂缝预测结果带来影响；利用横波的双折射现象预测裂 缝方位和强度的方法在实际应用中存在很多困难：一方面是横波资料的数据信噪比和分辨 率要比纵波低，难以获得有效资料；另一方面是横波资料获取的成本要比纵波的高的多。
【发明内容】
[0008] 本申请实施例的目的在于提供一种裂缝方位和强度的预测方法及系统，在考虑地 震波入射角的情况下，利用纵波资料对裂缝的方位和强度进行预测。
[0009] 本申请实施例提供的一种裂缝方位和强度的预测方法是这样实现的：
[0010] 一种裂缝方位和强度的预测方法，包括：
[0011] 对三维地震资料进行处理，得到叠前纵波资料；
[0012] 根据所述叠前纵波资料建立速度-深度地质模型；
[0013] 根据检波点到炮点的方位角将地震道划分为至少一个方位区域；
[0014] 根据所述速度-深度地质模型，对所述方位区域内的地震道进行叠前偏移处理， 生成偏移距离CRP道集；
[0015] 根据所述速度-深度地质模型和所述偏移距离CRP道集，生成入射角度域CRP道 集；
[0016] 将所述生成的入射角度域CRP道集划分为至少一个角度区域；
[0017] 计算出各个所述方位区域中的各个所述角度区域对应的波阻抗数据；
[0018] 根据裂缝参数和所述波阻抗数据的关系，得到裂缝的方位和强度。
[0019] 本申请实施例还提供一种裂缝方位和强度的预测系统，包括：预处理模块，速 度-深度地质模型建立模块，方位区域划分模块，偏移距离CRP道集生成模块，入射角度域CRP道集生成模块，角度区域划分模块，波阻抗数据计算模块，裂缝参数获取模块，其中：
[0020] 所述预处理模块，用来三维地震资料进行处理，得到叠前纵波资料；
[0021] 所述速度-深度地质模型建立模块，用来根据所述叠前纵波资料建立速度-深度 地质模型；
[0022] 所述方位区域划分模块，用来根据检波点到炮点的方位角将地震道划分为至少一 个方位区域；
[0023] 所述偏移距离CRP道集生成模块，用来根据所述速度-深度地质模型，对所述方位 区域内的地震道进行叠前偏移处理，生成偏移距离CRP道集；
[0024] 所述入射角度域CRP道集生成模块，用来根据所述速度-深度地质模型和偏移距 离CRP道集，生成入射角度域CRP道集；
[0025] 所述角度区域划分模块，将所述生成的入射角度域CRP道集划分为至少一个角度 区域；
[0026] 所述波阻抗数据计算模块，用来计算出各个所述方位区域中的各个所述角度区域 对应的波阻抗数据；
[0027] 所述裂缝参数获取模块，用来根据裂缝参数和所述波阻抗数据的关系，得到裂缝 的方位和强度。
[0028] 本申请实施例提供的一种裂缝方位和强度的预测方法及系统中利用的纵波资料 与横波资料相比：一方面纵波资料容易获取，成本较低；另一方面纵波资料的品质较高，可 以使得预测结果更加准确。另外，本申请实施例提供的一种裂缝方位和强度的预测方法及 系统考虑了地震波的入射角对预测结果的影响，能够准确地预测裂缝的方位和强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1是本申请提供的一种裂缝方位和强度的预测方法的一个实施例的流程图；
[0030] 图2是实际资料速度-深度地质模型示意图；
[0031] 图3是本申请一实施例中地震道方位区域划分的示意图；
[0032] 图4是利用射线正演方法计算入射角度的示意图；
[0033] 图5是本申请一实施例中入射角随时间变化的入射角度域道集的示意图；
[0034] 图6是本申请一实施例中裂缝方位与强度的平面示意图；
[0035] 图7是本申请一实施例提供的一种裂缝方位和强度的预测系统的模块功能图；
[0036] 图8是本申请一实施例提供的一种裂缝方位和强度的预测系统中预处理模块的 功能模块图。
【具体实施方式】
[0037] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护 的范围。
[0038] 图1是本申请提供的一种裂缝方位和强度的预测方法的一个实施例的流程图。如 图1所示，所述方法包括：
[0039]Sl:对三维地震资料进行处理，得到叠前纵波资料。
[0040] 三维地震资料处理是油气勘探过程中比较重要的基础工作，其处理成果的质量可 以影响勘探的全过程。三维地震资料处理可以包括：去噪处理、提高分辨率处理以及振幅保 真处理。其中，提高分辨率可以通过一些常见的手段来实现，例如小波变换分频重构、广义 S变换、反Q滤波等；振幅保真可以通过真振幅恢复技术或相对保幅技术来实现。对三维地 震资料进行处理后，可以等到叠前纵波资料。所述叠前纵波资料可以在后续步骤中用来进 行叠前偏移处理。
[0041]S2:根据所述叠前纵波资料建立速度-深度地质模型。
[0042] 速度-深度地质模型是叠前偏移处理的基础。一般来说，地层速度模型可以通过 层速度相干反演、叠加速度反演或均方根速度转换等方法进行求取。用地层速度模型对时 间层位进行射线偏移，就可以得到该层的深度，即深度界面模型。这样，从浅到深逐层分析 得到各层的层速度，再将深度界面用层速度内插到深度域，就可以得到速度-深度的地质 模型。图2为实际资料速度-深度地质模型示意图。如图2所示，地层速度会随着垂直深 度的变化而改变，同样也可以随着水平距离的改变而改变。
[0043]S3:根据检波点到炮点的方位角将地震道划分为至少一个方位区域。
[0044] 图3为本申请一实施例中地震道方位区域划分的示意图。如图3所示，例如，所 有的地震道被划分为6个方位区域。其中，五角星代表一个地震道，圆形代表反射面元中 心，以正北方向为基准来计算各个方位区域的方位角。例如，方位区域A的方位角为0° 到50°，方位区域B的方位角为50°到100°，以此类推，方位区域F的方位角为310°到 360。。
[0045] 对地震道划分方位区域后，可以给每个方位区域分别设置一个方位角。所述方位 角可以设置为方为区域的中间位置。例如，可以将方位区域A的方位角设置为25°，可以将 方位区域B的方位角设置为75°，以此类推，可以将方位区域F的方位角设置为335°。这 样，便可以将一个方位区域内所有的地震道统一看成位于该方位角的地震道。例如，将0° 到50°方位区域内的所有地震道统一可以看成位于25°方位角的地震道，将50°到100°方位区域内的所有地震道统一可以看成位于75°方位角的地震道，以此类推，将310°到 360°方位区域内的所有地震道统一可以看成位于335°方位角的地震道。经过上述划分方 位区域处理，整个区域内就相当于只有6个方位存在地震道，所有的地震道便可以集中到 所述6个方位上。这样将某一方位区域限定到一个特定的方位可以提高该方位地震道的品 质。同时，将一个方位范围限定到一个确定的方位角度，便于后续步骤进行处理。
[0046] 步骤S3中，将地震道划分为方位区域时应当注意：
[0047] 划分的方位区域个数以4-6个为宜，因为方位划分太多会减少方位区域内的地震 道数量，从而无法保证限定方位后的地震道的品质；
[0048] 划分方位区域时应当要保证各个方为区域内地震道数量基本相同，并且最大和最 小炮检距分布应当比较均匀。
[0049] S4 :根据所述速度-深度地质模型，对所述方位区域内的地震道进行叠前偏移处 理，生成偏移距离CRP道集。
[0050] 继续以S3中的例子进行说明。经过步骤S3,地震道可以被划分为6个方位区域， 并且这6个方位区域分别可以被指定一个特定的方位角，得到6个方位。最终，所有的地震 道便可以集中到所述6个方位上。现在基于步骤S2所述建立的速度-深度地质模型，分 别对这6个方位的地震道进行叠前偏移处理，其中，所述的叠前偏移处理可以是叠前深度 偏移处理，也可以是叠前时间偏移处理。经过叠前偏移处理后，便可以得到偏移距离CRP道 集，所述偏移距离CRP道集中包括每个地震道的偏移距离信息。最终，可以对所述偏移距离 CRP道集进行消除多次波，较平同相轴，提高信噪比等常规优化处理后，进行后续处理。
[0051] S5 :根据所述速度-深度地质模型和所述偏移距离CRP道集，生成入射角度域CRP 道集。
[0052] 本申请实施例利用射线正演方法，可以将每个地震道的偏移距离转换为对应的入 射角度，这样便可以由所述的偏移距离CRP道集中的偏移距离信息，生成入射角度域的CRP 道集。图4为利用射线正演方法计算入射角度的示意图。如图4所示，炮点到对应检波点 的距离即为偏移距离，该偏移距离包含在所述的偏移距离CRP道集中。利用射线正演方法， 可以得到从炮点到反射点的射线路径。以反射界面1为例，利用射线正演方法，可以得到炮 点1到反射点1的射线路径Ll。射线路径与垂直方向的夹角即为入射角。入射角1和偏移 距离1及射线路径Ll的三角函数关系为：
[0053]
【权利要求】
1. 一种裂缝方位和强度的预测方法，其特征在于，包括： 对三维地震资料进行处理，得到叠前纵波资料； 根据所述叠前纵波资料建立速度-深度地质模型； 根据检波点到炮点的方位角将地震道划分为至少一个方位区域； 根据所述速度-深度地质模型，对所述方位区域内的地震道进行叠前偏移处理，生成 偏移距离CRP道集； 根据所述速度-深度地质模型和所述偏移距离CRP道集，生成入射角度域CRP道集； 将所述生成的入射角度域CRP道集划分为至少一个角度区域； 计算出各个所述方位区域中的各个所述角度区域对应的波阻抗数据； 根据裂缝参数和所述波阻抗数据的关系，得到裂缝的方位和强度。
2. 如权利要求1所述的一种裂缝方位和强度的预测方法，其特征在于，所述对三维地 震资料进行处理包括：对三维地震资料进行去噪处理、提高分辨率处理以及振幅保真处理。
3. 如权利要求1所述的一种裂缝方位和强度的预测方法，其特征在于，所述根据检波 点到炮点的方位角将地震道划分为至少一个方位区域步骤之后还包括： 给每个所述的方位区域分别设置一个方位角。
4. 如权利要求1所述的一种裂缝方位和强度的预测方法，其特征在于，所述叠前偏移 处理包括：叠前深度偏移处理和叠前时间偏移处理。
5. 如权利要求1所述的一种裂缝方位和强度的预测方法，其特征在于，所述将所述生 成的入射角度域CRP道集划分为至少一个角度区域步骤之后还包括： 给每个所述的角度区域分别设置一个角度。
6. 如权利要求1所述的一种裂缝方位和强度的预测方法，其特征在于，所述裂缝参数 包括：裂缝方位和裂缝强度。
7. -种裂缝方位和强度的预测系统，其特征在于，包括：预处理模块，速度-深度地质 模型建立模块，方位区域划分模块，偏移距离CRP道集生成模块，入射角度域CRP道集生成 模块，角度区域划分模块，波阻抗数据计算模块，裂缝参数获取模块，其中： 所述预处理模块，用来三维地震资料进行处理，得到叠前纵波资料； 所述速度-深度地质模型建立模块，用来根据所述叠前纵波资料建立速度-深度地质 模型； 所述方位区域划分模块，用来根据检波点到炮点的方位角将地震道划分为至少一个方 位区域； 所述偏移距离CRP道集生成模块，用来根据所述速度-深度地质模型，对所述方位区域 内的地震道进行叠前偏移处理，生成偏移距离CRP道集； 所述入射角度域CRP道集生成模块，用来根据所述速度-深度地质模型和偏移距离CRP 道集，生成入射角度域CRP道集； 所述角度区域划分模块，将所述生成的入射角度域CRP道集划分为至少一个角度区 域； 所述波阻抗数据计算模块，用来计算出各个所述方位区域中的各个所述角度区域对应 的波阻抗数据； 所述裂缝参数获取模块，用来根据裂缝参数和所述波阻抗数据的关系，得到裂缝的方 位和强度。
8. 如权利要求7所述的一种裂缝方位和强度的预测系统，其特征在于，还包括： 方位角设置模块，用来给每个所述的方位区域分别设置一个方位角； 角度设置模块，用来给每个所述的角度区域分别设置一个角度。
9. 如权利要求7所述的一种裂缝方位和强度的预测系统，其特征在于，所述预处理模 块具体包括： 去噪处理模块，用来对三维地震资料进行去噪处理； 提高分辨率处理模块，用来对三维地震资料进行提高分辨率处理； 振幅保真处理，用来三维地震资料进行振幅保真处理模块。
【文档编号】G06F19/00GK104316965SQ201410593374
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】金其虎, 余刚, 万小平 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司