一种OVT域横波速度方位各向异性反演实现方法与流程

本发明属于勘探开发地球物理技术地震预测领域。

背景技术：

横波分裂又叫横波双折射，1970年代最早被crampin等人发现并证实。crampin的研究小组利用人工地震地壳测深和天然地震资料，发现并证实了横波分裂现象的存在，而且快横波的偏振方向与应力场方向一致。

横波通过各向异性介质将分裂为速度各异的两个波。一个波偏振方向平行于裂缝走向，速度较快，称为快横波；另一个偏振方向垂直于裂缝走向，速度较慢，称为慢横波。

利用横波分裂的思想，首先对宽方位地震道集进行不同方位扇区划分，在每一个方位扇区内，我们将其近似看作各向同性，这样采用各向同性zoeppritz线性方求解横波速度。最后通过椭圆拟合处理的方法，找到快横波的方向和大小，以及慢横波的大小，并进一步求出快横波速度与慢横波速度比值，即各向异性的强度。

裂缝地震直接检测主要是基于研究宽方位地震数据的方位各向异性，而横波速度的方位各向异性最强。通过椭圆拟合处理技术可以确定方位各向异性主方向(快方向即椭圆长轴方向)和各向异性强度(椭圆长轴和短轴之比)。以往方位各向异性反演主要基于叠后地震属性，例如振幅、衰减、p波阻抗等等，即便是使用叠前地震数据也几乎没有使用叠前反演的横波速度数据。

我们基于成熟的ovt(offsetvectortile炮检距向量片)处理技术和横波速度叠前反演技术，发明了一套基于横波分裂思想的横波速度方位各向异性反演方法和流程，其中的几个关键环节包括方位扇区划分原则和方法、方位扇区道集优化处理原则、方位扇区横波速度反射率无井约束地震反演等。

技术实现要素：

本发明旨在解决基于ovt域道集方位各向异性反演完整的技术方法和流程。本发明采用以下技术解决方案。首先开展不同方位扇区划分，然后进行不同方位扇区道集优化处理、不同方位扇区横波速度弹性地震体反演、不同方位扇区无测井数据约束的横波速度反演，最后进行椭圆拟合处理并确定方位各向异性主方向(即裂缝方向)和各向异性强度(椭圆长轴/短轴比即裂缝密度)。

本发明步骤如下：

步骤一、根据ovt域道集数据中每一道偏移距数据的方位分布，开展方位扇区划分。方位扇区划分原则有两个：(1)根据单个扇区覆盖次数不低于35次的标准将360度方位ovt域道集划分为5～6个扇区，扇区太少不能保证椭圆拟合精度，扇区太多不能保证足够的覆盖次数从而导致叠前反演信噪比较低。(2)确保每个扇区都包含近、中、远偏移距数据，且各扇区最大偏移距基本相同，避免远偏移距不同造成不同扇区各向异性差异。

步骤二、各方位扇区叠前偏移后道集优化处理，主要去除高角度相干噪声(线性或双曲线多次波噪声)，尽量不做小时差噪声去除，因为这很可能抹杀道集上本来存在的方位各向异性。

步骤三、针对每一个不同方位扇区道集数据，利用公式(1)开展三参数avo反演得到横波速度弹性地震体(反射率)，这里之所以使用横波速度是因为横波速度方位各向异性最强。

式中：rp为反射系数；θ为入射角；vp为纵波速度；vs为横波速度；p为密度。

步骤四、针对每一个不同方位扇区横波速度弹性地震体，逐一开展横波速度无测井数据约束的地震反演。因为如果地震反演中使用测井数据约束，则会导致不同方位扇区横波速度趋于一致，这样就抹平了各方位扇区之间应有的横波速度的差异。方位各向异性反演就是通过不同方位扇区叠前反演找出弹性参数在不同方位扇区的差异。

步骤五、利用不同方位扇区(5个或6个)横波速度数据开展椭圆拟合处理，得到椭圆长轴(快横波)方位和大小、短轴(慢横波)大小并进一步得到长轴/短轴比(方位各向异性强度)。长轴方位就是各向异性的方向也即裂缝方向，长轴/短轴比就是各向异性强度也即裂缝密度。

本发明产生的效果包括提高方位各向异性反演的精度，使得裂缝直接检测更可靠，并将提高勘探成功率以及优化水平钻井和压裂设计。

附图说明

宽方位地震数据方位扇区划分示意图(图中每一根直线条代表该道数据偏移距大小和方位，线段长短代表偏移距大小，线段位置代表方位)。

(本示意图共划分了6个不同方位扇区，即扇区i：0°-40°：扇区ii：44°-130°；扇区iii：130°-180°；扇区iv：180°-224°；扇区v：224°-310°；扇区vi：310°-360°)

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施步骤进行说明。

本发明是这样实现的。

步骤一、根据ovt域道集数据中每一道偏移距数据的方位分布，开展方位扇区划分。方位扇区划分原则有两个：(1)根据单个扇区覆盖次数不低于35次的标准将360度方位ovt域道集划分为5～6个扇区，扇区太少不能保证椭圆拟合精度，扇区太多不能保证足够的覆盖次数从而导致叠前反演信噪比较低。(2)确保每个扇区都包含近、中、远偏移距数据，且各扇区最大偏移距基本相同，避免远偏移距不同造成不同扇区方位各向异性差异。如果地震数据总覆盖次数达到210次以上，可以划分为6个方位扇区，每个扇区覆盖次数不少于35次；如果地震数据覆盖次数低于210次，可以划分为5个方位扇区。

步骤二，各扇区叠前偏移后道集优化处理，可以采用诸如高分辨radon变换技术主要去除高角度相干噪声(线性或双曲线多次波噪声)，尽量不做小时差噪声去除，因为这很可能抹杀道集上本来存在的方位各向异性。

步骤三，针对每一个不同方位扇区道集数据，利用公式(1)开展三参数avo反演得到横波速度弹性地震体(反射率)。

步骤四，针对每一个不同方位扇区横波速度弹性地震体，逐一开展横波速度无测井数据约束的地震反演。因为如果地震反演中使用测井数据约束，则会导致不同方位扇区横波速度趋于一致，这样就抹平了各方位扇区之间应有的横波速度的差异。方位各向异性反演目标就是通过不同方位扇区叠前反演找出弹性参数在不同方位扇区的差异。

步骤五，利用不同方位扇区(5个或6个)横波速度数据开展椭圆拟合处理，得到椭圆长轴(快横波)方位和大小、短轴(慢横波)大小并进一步得到长轴/短轴比(方位各向异性强度)。长轴方位就是各向异性的方向也即裂缝方向，长轴/短轴比就是各向异性强度也即裂缝密度。

本发明的方法虽然是针对ovt域道集数据而设计，但很容易推广到分方位叠前偏移的道集数据，即所有的原则和方法都适用于分方位叠前偏移的道集数据。二者的区别仅是方位扇区划分的顺序，ovt域道集扇区划分是在叠前偏移之后，而分方位叠前偏移的道集数据是在叠前偏移前先划分好方位扇区。

技术特征：

1.一种ovt域横波速度方位各向异性反演实现方法，其特征在于方位扇区划分方法、道集优化只去除高角度噪声、每一个方位扇区开展没有井约束的地震反演。其实现步骤如下：

步骤一、根据ovt域道集数据中每一道偏移距数据的方位分布，开展方位扇区划分。方位扇区划分原则和方法：(1)根据单个扇区覆盖次数不低于35次的标准将360度方位ovt域道集划分为5～6个扇区，扇区太少不能保证椭圆拟合精度，扇区太多不能保证足够的覆盖次数从而导致叠前反演信噪比较低。(2)确保每个扇区都包含近、中、远偏移距数据，且最大偏移距基本相同，避免远偏移距不同造成不同扇区各向异性差异。

步骤二、每个方位扇区道集优化处理，主要去除高角度相干噪声(线性或双曲线多次波噪声)，尽量不做小角度(或时差)噪声去除，因为这很可能抹杀道集上本来存在的各向异性差异。

步骤三、针对每一个不同方位扇区道集数据，开展叠前横波速度反演得到横波速度弹性地震体(反射率)。这里之所以使用横波速度是因为横波速度方位各向异性最强。

步骤四、针对每一个不同方位扇区横波速度弹性地震体，逐一开展横波速度没有井约束地震反演得到不同方位扇区横波速度绝对值数据。因为如果地震反演中使用井数据约束，则会导致不同方位扇区横波速度趋于一致，这样就失去了开展各向异性反演的意义。各向异性反演就是通过不同方位扇区叠前反演找出弹性参数在不同方位的差异。

步骤五、利用不同方位扇区(5个或6个)横波速度数据开展椭圆拟合处理，得到椭圆长轴(快横波)方位和大小、短轴(慢横波)大小并进一步得到长轴/短轴比(各向异性强度)。长轴方位就是方位各向异性的方向也即裂缝方向，长轴/短轴比就是各向异性强度也即裂缝密度。

2.如权利要求1所述一种ovt域横波速度方位各向异性反演实现方法，其特征在于步骤一所述扇区划分原则和方法：(1)根据单个扇区覆盖次数不低于35次的标准将360度方位ovt域道集划分为5～6个扇区，扇区太少不能保证椭圆拟合精度，扇区太多不能保证足够的覆盖次数从而导致叠前反演信噪比较低。(2)确保每个扇区都包含近、中、远偏移距数据，且各扇区最大偏移距基本相同，避免远偏移距不同造成不同扇区各向异性差异。

3.如权利要求1所述一种ovt域横波速度方位各向异性反演实现方法，其特征在于步骤二所述方位扇区叠前偏移后道集优化处理原则，即主要去除高角度相干噪声(线性或双曲线多次波噪声)，尽量不做小时差噪声去除以避免抹杀各向异性引起的小时差。

4.如权利要求1所述一种ovt域横波速度方位各向异性反演实现方法，其特征在于步骤四所述针对每一个不同方位扇区横波速度弹性地震体，开展没有测井数据约束的地震反演。

技术总结
本发明公开了在勘探开发地球物理技术领域一种OVT域横波速度方位各向异性反演实现方法。该方法通过不同方位扇区划分两个原则和方法、道集优化原则即主要去除高角度噪声、每一个方位扇区开展没有井约束的地震反演等关键环节建立了一套完整的OVT域道集横波速度方位各向异性反演技术方法和流程。本发明解决了目前使用宽方位OVT域道集数据进行裂缝直接检测存在诸多难题，如不同方位扇区的划分原则和方法、道集优化处理原则、以及横波速度地震反演中否采用测井数据进行约束等。使用本发明的技术方法将显著提高利用宽方位地震数据直接检测裂缝的可靠性和精度。本发明的方法虽然是针对OVT域道集数据而设计，但很容易推广到分方位叠前偏移的道集数据。

技术研发人员：常新伟;杨建礼
受保护的技术使用者：北京珠玛阳光科技有限公司
技术研发日：2020.04.01
技术公布日：2020.06.26