专利名称：有限方位角条件下压噪叠前纵波各向异性裂缝检测方法
技术领域：
本发明属于石油勘探领域，涉及裂缝储层综合评价中应用叠前有限方位角地震数据对有效裂缝进行检测的方法。通过考虑噪音因子，有效地去除噪音对反演结果的不利影响。
背景技术：
裂缝是岩石受力发生破裂、沿破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种断裂构造现象。裂缝既是油、气、水等流体的储集空间，又是流体的运移通道。有效裂缝是指开启并充填流体的裂缝。有效裂缝是油、气储存的有效空间，为构造作用或成岩作用等形成。对有效裂缝的探测对于识别油气运移通道，寻找有效储集空间具有重要的指导意义。目前国内比较成熟的裂缝预测技术是利用叠后的三维地震数据体进行裂缝检测， 例如相干分析方法等。这些方法目前还存在很多不足之处。例如相干分析方法能够反映小断裂或断裂发育带，岩性突变带，但主要是用于断层边缘的检测，并且检测所有的断裂体系。当地下介质受多期次构造运动或成岩作用时，早期的裂缝可能被富含碳酸钙的流体所充填而成为无效裂缝。而这种无效裂缝在相干切片上仍能显示。相干分析技术很难预测出有效裂缝的发育特征。应用地质信息对裂缝进行描述往往会受岩心和成像测井(FMI)资料数量的限制。 而地震各向异性裂缝预测技术在横向大面积上具有预测意义，这种技术能够检测有效裂缝引起的各向异性特征。我们将地震各向异性定义为介质物理性质(如地震波的速度、振幅等)的方位差异特征。裂缝介质模型是一种典型的各向异性介质模型。理论证明，当地下介质中含有一系列垂直排列且相互平行的裂缝时，地震波旅行时和振幅会随地震测线方位角的变化而变化。对于这一点许多学者做了大量的研究，如Ruger (1996，1998) ,Tsvankin (2001) ,Grechka 等(1999)。当地震纵波在含有裂缝的各向异性介质中传播时，纵波在各个方位上传播的速度不同，沿着裂缝方向传播速度快，垂直裂缝方向传播速度慢。另外沿着裂缝方向振幅能量衰减小，垂直裂缝方向振幅能量衰减大。地震波在裂缝介质中传播时显示的方位差异特征， 可以帮助我们探测裂缝的发育特征，包括裂缝走向和密度等。世界著名的Ruger纵波反射系数公式是
权利要求
1.有效的有限方位角条件下压噪叠前纵波各向异性裂缝检测方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1 对地震资料进行分方位处理(包括保幅偏移处理)，抽取分方位共反射点 (CRP)道集；步骤2 将分方位的CRP道集进行数据合并，并为下一步作准备； 步骤3:用本发明所采用的算法进行裂缝反演，算出每个CRP点上每个时间采样点上的裂缝密度和裂缝方位角值；步骤4 对反演数据进行质量控制；步骤5 输出裂缝反演结果即裂缝密度数据体和方位角数据体； 步骤6 对输出后的数据体提取层位数据，并进行地质意义分析。
2.根据权利要求1所述的有限方位角条件下压噪叠前纵波各向异性裂缝检测方法，其特征在于，所述的步骤2中的算法，从世界著名的Ruger反射系数公式出发，当覆盖次数为η 时，一般的裂缝反演问题可归结为求解线性方程组AX = B ；其中A是η行4列的矩阵；X是四个未知量构成的列向量；B是不含噪音的地震反射振幅；其不足之处是，只能使用宽方位采集的地震资料进行反演，以克服噪音对反演结果的不利影响；当使用有限(窄)方位角地震资料时，含有噪音的资料会使反演的结果失效或不准确；本发明的改进之处在于通过添加噪音因子N，使要求解的方程转化为AX = Β+Ν 根据奇异值分解的方法求解A的广义逆，进而解上述方程可得 X = (ATA) ^1AT (Β+Ν) =VVUTB+VTW^N式中U是η行4列正交矩阵；W是4行4列对角矩阵，对角元素是正值或0 ;V是4行4 列正交矩阵；通过以上方程，将地震数据的有效信号和噪音项分开；具体方式是将N乘上一个很小的数或除以一个很大的数，从而使噪音项趋近于0 ；本算法的特色是可以利用含有噪音的有限方位角资料，准确地反演出裂缝的各向异性特征，极大地节约采集所需的成本。
3.根据权利要求1所述的有限方位角条件下压噪叠前纵波各向异性裂缝检测方法，其特征在于，裂缝探测的适用范围如下所述的步骤2中反演的裂缝密度，是指有效裂缝引起的各向异性强度；所谓有效裂缝是指开启并充填了流体的裂缝；有效裂缝是油、气、水的有效储集空间；当一定深度范围内有效裂缝走向大致相同时，各向异性程度高，反之，若在一定的深度范围内，裂缝的走向呈现出不同的方向，地震波的各向异性特征会被削弱，甚至会显示出各向同性的特征，无法通过反演获得地下裂缝的信息。
全文摘要
裂缝介质是各向异性介质；各向异性是指介质的物理性质(如地震波的速度，振幅等)随测量方向改变而变化。叠前地震资料可以用来检测裂缝。裂缝是油气的储集空间和运移通道，对裂缝的检测对寻找油气意义重大。常规裂缝检测方法往往采用宽方位地震资料。这是因为地震资料存在噪音，若应用有限(窄)方位资料，噪音的存在会使反演失效，而宽方位资料能够克服噪音的不利影响。但宽方位采集的成本非常高，可能是有限方位采集成本的好几倍，如何利用有限方位角地震资料进行裂缝检测具有重大经济意义。本发明在常规反演算法的基础上，考虑噪音因子，克服噪音对反演结果的不利影响，能够利用含有噪音的有限方位角地震资料，准确地反演出裂缝密度和走向。
文档编号G01V1/28GK102455436SQ20101052785
公开日2012年5月16日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者孙赞东, 肖曦 申请人:中国石油大学(北京)