专利名称：基于宽方位三维地震的裂缝参数确定方法
技术领域：
本发明涉及油藏地球物理勘探中裂缝型油气藏储层预测技术，具体是基于宽方位三维地震的裂缝参数确定方法。
背景技术：
油藏地球物理勘探中宽方位地震勘探技术是采用纵横比较大的地震观测方式进行高精度三维地震采集、处理和解释的研究方法。宽方位三维地震勘探较窄方位三维地震勘探具有明显的优势，尤其在裂缝型油气勘探领域具有广阔的应用前景。随着采集、处理技术的不断提高，宽方位角三维地震勘探已成为裂缝型油气藏地震勘探首选的采集观测系统。基于宽方位三维地震的裂缝参数求取技术主要针对裂缝性储层的方向(HTI)各向异性特性进行的。对于垂向裂缝性储层即HTI各向异性介质而言，地震波在不同方向传播时会引起不同的射线弯曲，从而造成随方位角的动校正时差变化，根据这种特性，利用宽方位三维地震的分方位角数据就可以反推出裂缝的空间发育位置和裂缝参数。地震各向异性最初的研究是由波兰科学家M. P. Rudzki在19世纪末提出的。地震数据处理中各向异性速度分析和成像技术在20世纪80年代末和90年代初开始发展，人们开始注意各向异性弹性常量的反演，各向异性介质反射波时距曲线方程的研究，以及裂缝参数的估计等问题的研究，Tsvankin I (2005)在其著作中较全面地总结了整个各向异性介质理论的发展和相关理论。各向异性介质可简化为VTI各向异性介质、HTI各向异性介质和TTI各向异性介质。如果弹性介质中存在一个二维平面，在平面内沿所有方向的弹性性质相同， 而且垂直平面各点的轴向都是相互平行的，则称这样的平面为各向同性平面，垂直各向同性平面的轴称之为对称轴，具有各向同性面的弹性介质称为横向各向同性介质， 简称TI (Transvers Isotropy)介质。当TI介质的对称轴与Z轴重合时，称VTI介质 (Vertical Transverse Isotropy)。当TI介质的对称轴与χ轴或y轴重合时，称HTI 介质(HorizontaljTransverseIsotropy), HTI介质模型可近似表示由于构造应力产生空间排列垂直裂缝群体而引起的各向异性，也称扩容各向异性介质或EDA(Extensive DilatancyAnisotropy)介质(如图1 (a)所示)。对于垂向裂缝性储层即HTI各向异性介质而言，地震波在不同方向传播时会引起沿不同方位角传播的地震波速度不同，从而产生不同的射线弯曲，导致随方位角变化的动校正时差，从而对地震成像产生影响现象(如图 1(b)所示)。最终会引起地面地震成像数据随方位角的变化和成像变差的问题。利用宽方位三维地震资料确定裂缝参数跟其他方法相比具有观测网格均勻、观测密度大、空间定位准确等优势。利用宽方位三维地震资料解决上述HTI各向异性介质会引起地震波在不同方向传播时发生不同的射线弯曲现象和随方位角变化的动校正时差问题， 并根据HTI各向异性参数来分析判断裂缝主要发育方向和裂缝发育密度，为复杂岩性储层的地震成像与裂缝解释研究提供有效的手段，是需要解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种针对复杂岩性储层，方便有效的基于宽方位三维地震的裂缝参数确定方法。本发明通过以下具体步骤实现1)采集宽方位地震观测数据，按一定网格抽取CMP形成随方位角变化的CMP道集数据，对比地震波在HTI介质中沿不同方向传播时引起的动校正时差变化；步骤1)所述的随方位角变化的CMP道集是以观测点为中心360°的范围排列的共中心点道集。2)对目标储层应用叠后地震数据进行层位拾取，得到目的层段地震反射波每一个时间点位置的TO数据；步骤2、所述的TO数据是从地表附近到地下某一地层界面的双程地震波垂直传播的时间数据。3)在上述步骤2)获得的目的层每一个时间点的位置，在时间点所对应的方位角 CMP道集上，以时间点为中心，在360°的范围内利用相关算法计算该点与方位角CMP道集中各道的相关系数，得到一组方位角及其所对应的相关系数的数据；步骤3)所述的相关算法是首先确定各向异性时差最大值的范围，逐样点滑动时窗计算相关值，得到一组方位角及其所对应的各向异性时差数据；4)在上述得到的一组方位角和各向异性时差的数据中，时差最大方位角数据的方向是裂缝最发育的方向，时差的大小为裂缝的相对发育密度；步骤4)所述裂缝的发育密度是单位地层裂缝发育条数，利用钻井资料得到的裂缝密度标定或刻度地震计算的结果，得到裂缝密度绝对度量值。5)在网格内，逐点计算目的层每一时间点的最大各向异性时差和裂缝的最大发育方向，得到目的层段的沿层裂缝发育平面分布，裂缝的矢量线段方向是裂缝发育方向，线段的长度是裂缝密度。本发明可以方便有效地对裂缝型储层进行定量和半定量的描述，将裂缝密度和方向数据通过矢量线段方式绘成图像，得到目的层段的裂缝相对发育平面图，显现裂缝型储层的空间发育位置、裂缝的发育方向和相对密度，提高裂缝型储层预测的精度。
图1(a)是各向异性介质示意图，(b)是各向异性引起地震波射线弯曲和速度变化示意图；图2是实际三维垂直地震测井(3D VSP)观测方式示意图；图3是全方位三维地震采集共深度点道集(⑶P)覆盖次数图；图4是叠后地震数据剖面层位解释结果；图5是火山岩顶面层位解释双程旅行时间(TO)图；图6是水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质引起的时差矢量图；图7是利用时差矢量求取裂缝最发育的方向示意图；图8是火山岩顶面裂缝分布平面图9是火山岩顶面相干数据与裂缝分布叠合图；图10是火山岩顶面裂缝密度反演数据与裂缝分布叠合图。
具体实施例方式以下结合附图详细说明本发明。基于宽方位三维地震的裂缝参数确定方法，具体包含以下步骤1)采集宽方位地震观测数据，按一定网格抽取CMP形成随方位角变化的CMP道集数据，对比地震波在HTI介质中沿不同方向传播时引起的动校正时差变化。实际地面三维观测系统采用30条接收线接收，每次滚动1条线，纵横向的覆盖次数为32次和15次，纵横比为0. 623，为宽方位角采集，面元大小为25mX 25m，接收道数为 5760道(30线X 192道)，总的覆盖次数达到480次(如图2所示)。利用宽方位地面地震观测优势，研究抽取井旁CMP形成了随方位角变化的共深度点道集(CMP)数据(如图3所示)。从随方位角变化的共深度点道集(CMP)道集数据可以看出，在MOO毫秒火成岩以上部位的地面地震数据随方位角存在较小的方向各向异性影响，如图3中M60毫秒处白色虚线表示的随方位角反射波的相位时差变化。随地震波进入火成岩内部(大于2500毫秒)，从图3中沈00毫秒和沈80毫秒部位的黑色虚线的随方位角反射波的相位时差变化可以看出，在火成岩内幕不同深度上和火成岩上覆地层相比，地震反射波随方位角的变化明显增大和不同。2)对目标储层应用叠后地震数据进行层位拾取，得到目的层段地震反射波每一个时间点位置的TO数据；研究区的主要含气层位于靠近火山岩顶部的位置，应用叠后地震数据对主要的气层进行层位拾取工作，得到各气层段的等TO数据，图4为剖面解释的结果，图中从上面数第二条黑线为火山顶面。通过精确的三维地震构造解释得到TO数据可以准确地刻画地下地层空间起伏形态，图5为火山岩顶面层位解释TO图，图中可见明显的火山构造。3)在上述步骤2获得的目的层每一个时间点的位置，在该点所对应的方位角CMP 道集上，以该点为中心，在360°的范围内利用相关算法计算该点与方位角CMP道集中各道的相关系数，得到一组方位角及其所对应的相关系数的数据；步骤3)所述的相关系数计算时，首先确定各向异性时差最大值的范围，逐样点滑动时窗计算相关值，得到一组方位角及其所对应的各向异性时差数据。图6为HTI各向异性引起的各个方向的各向异性时差矢量图，图中可明显看到在 360°的范围内，时差变化较大，存在西南方向的时差大于东北方向时差的现象，说明研究区存在一定的HTI各向异性介质特性，这时裂缝检测的基础。4)在上述得到的一组方位角和各向异性时差的数据中，各向异性时差最大方位角数据的方向是裂缝最发育的方向，各向异性时差的大小为裂缝的相对发育密度。裂缝最发育的方向可以从HTI各向异性引起的时差矢量图清楚地标示出来(图 7)，图中可明显看出裂缝最发育的方向位于东北方向大约40°的位置，这一点在图3随方位角变化的CMP道集数据也非常清楚，40°时差变大，成像变差，反应了裂缝的发育程度。5)在网格内，逐点计算目的层每一时间点的最大各向异性时差和裂缝的最大发育方向，得到目的层段的沿层裂缝发育平面分布，裂缝的矢量线段方向是裂缝发育方向，线段的长度是裂缝密度。图8为本发明得到的研究区火山岩顶面裂缝分布平面图，该图比较详细地展示了火山岩顶面裂缝的平面发育规律。6)把上述于HTI介质裂缝的密度和方向数据，可以与其他的地震属性叠合显示， 以利于裂缝型储层的综合研究。本发明实现了裂缝检测与地震资料、井资料及其他地质信息的融合。图9为火山岩顶面相干数据与裂缝分布叠合图，可见裂缝检测的结果与相干数据有较好的一致性，特别是在火山口位置，裂缝的方向与相干数据结果及地质规律非常吻合。图10为火山岩顶面裂缝密度反演数据与裂缝分布叠合图，裂缝检测与裂缝密度反演的结果共同指示了火山口附近是裂缝型储层最发育的部位。基于宽方位三维地震的裂缝参数确定技术应用在火山岩气藏地震资料解释中，有效地预测了火山岩裂缝型储层的空间发育位置、裂缝的发育方向和相对密度。结合井资料， 可以有效地对裂缝型储层进行精细描述，为裂缝型的油气藏描述和建模提供了一种有效工具。采用本发明求取的裂缝参数可以满足裂缝型储层解释的需要，根据本发明处理结果所提供的建议井成功率和油气预测的准确率明显提高。
权利要求
1.一种基于宽方位三维地震的裂缝参数确定方法，通过以下具体步骤实现1)采集宽方位地震观测数据，按一定网格抽取CMP形成随方位角变化的CMP道集数据， 对比地震波在HTI介质中沿不同方向传播时引起的动校正时差变化；2)对目标储层应用叠后地震数据进行层位拾取，得到目的层段地震反射波每一个时间点位置的TO数据；3)在上述步骤2)获得的目的层每一个时间点的位置，在时间点所对应的方位角CMP道集上，以时间点为中心，在360°的范围内利用相关算法计算该点与方位角CMP道集中各道的相关系数，得到一组方位角及其所对应的相关系数的数据；4)在上述得到的一组方位角和各向异性时差的数据中，时差最大方位角数据的方向是裂缝最发育的方向，时差的大小为裂缝的相对发育密度；5)在网格内，逐点计算目的层每一时间点的最大各向异性时差和裂缝的最大发育方向，得到目的层段的沿层裂缝发育平面分布，裂缝的矢量线段方向是裂缝发育方向，线段的长度是裂缝密度。
2.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤1)所述的随方位角变化的CMP道集是以观测点为中心360°的范围排列的共中心点道集。
3.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤幻所述的TO数据是从地表附近到地下某一地层界面的双程地震波垂直传播的时间数据。
4.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤幻所述的相关算法是首先确定各向异性时差最大值的范围，逐样点滑动时窗计算相关值，得到一组方位角及其所对应的各向异性时差数据。
5.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤4)所述裂缝的发育密度是单位地层裂缝发育条数，利用钻井资料得到的裂缝密度标定或刻度地震计算的结果，得到裂缝密度绝对度量值。
全文摘要
本发明是地球物理勘探中基于宽方位三维地震的裂缝参数确定方法，应用叠后地震数据进行层位拾取，得到该层每一个时间点位置的T0数据，在时间点所对应的方位角CMP道集上以该点为中心，360°范围内计算该点与方位角CMP道集中各道的相关系数，得到一组方位角及其所对应的相关系数的数据，其中时差最大方位角的方向是裂缝最发育方向，时差大小为裂缝的发育密度，网格内逐点计算，得到目的层段的沿层裂缝发育平面分布。本发明可以方便有效地对裂缝型储层进行定量和半定量的描述，得到目的层段的裂缝发育平面图，提高裂缝型储层预测的精度。
文档编号G01V1/28GK102375154SQ20101025932
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者凌云, 孙德胜, 孙祥娥, 林吉祥, 高军 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