專利名稱：地下裂縫預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種地下裂縫預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
裂縫油氣藏勘探在油氣勘探中占有重要的位置。目前有關(guān)裂縫的地震研究工作主要基于下面兩種思路。一種基于成因分析的預(yù)測(cè) 方法不直接針對(duì)裂縫，而是從裂縫的形成條件出發(fā)，間接預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育規(guī)律，例如分析裂 縫發(fā)育的有利構(gòu)造部位、有利沉積相帶、有利巖性、有利厚度等，揭示裂縫分布和發(fā)育的規(guī) 律，將裂縫預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)化為構(gòu)造研究、沉積相分析、巖石物性分析、儲(chǔ)層厚度預(yù)測(cè)等。另一種基 于裂縫響應(yīng)屬性的預(yù)測(cè)方法分析裂縫的地震響應(yīng)特征，直接預(yù)測(cè)裂縫展布特征，其關(guān)鍵在 于選擇對(duì)裂縫敏感的地震屬性，如相干體、振幅、速度、波阻抗、吸收系數(shù)、地層曲率、分頻屬 性、屬性體和屬性差異體等。多波多分量地震資料中攜帶了比單波分量更豐富的地層巖性信息，尤其還攜帶了 地層裂縫信息，因此，當(dāng)前正在發(fā)展的多波勘探技術(shù)為用地震方法研究地層裂縫提供了可 能性。由于地震橫波在通過(guò)各向異性介質(zhì)(例如裂縫)時(shí)會(huì)發(fā)生分裂，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)沿裂縫走 向時(shí)，傳播速度快，而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)垂直裂縫走向時(shí)傳播速度慢，從而形成快橫波(平行于裂縫 方向的橫波)和慢橫波(垂直于裂縫方向的橫波)。由于橫波僅僅與裂縫方位呈一定的角 度時(shí)才會(huì)發(fā)生分裂，而分裂的快慢橫波的差異程度與裂縫的發(fā)育強(qiáng)度密切相關(guān)，因此，利用 快慢橫波分裂成為研究裂縫方向及其發(fā)育程度的最直接、最可靠的方法。但利用橫渡分裂檢測(cè)裂縫是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，目前利用橫波分裂來(lái)檢測(cè)裂縫 的技術(shù)，通常利用快慢波時(shí)差來(lái)表示裂縫的發(fā)育強(qiáng)度，但這種方法只能得到從地表至某一 深度的整個(gè)上覆地層(例如從地表至地下2000米深度的整個(gè)地層)的綜合情況反應(yīng)，而裂 縫的發(fā)育規(guī)模往往不如我們所想像的那么大，而且也并非很規(guī)則，所以利用這樣的裂縫預(yù) 測(cè)方法并不能精確預(yù)測(cè)某一局部范圍內(nèi)的裂縫強(qiáng)度，例如不能預(yù)測(cè)從地下1000米至地下 1200米的一段地層范圍內(nèi)的裂縫強(qiáng)度，因而裂縫預(yù)測(cè)精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中利用橫波分裂來(lái)預(yù)測(cè)裂縫只能得到整個(gè)上屬地層的裂縫的 綜合情況反應(yīng)，裂縫預(yù)測(cè)精度不高的問(wèn)題，提出了一種既能夠預(yù)測(cè)整個(gè)上屬地層的裂縫情 況又能夠精確預(yù)測(cè)某一段地層范圍內(nèi)的裂縫方向和裂縫強(qiáng)度的地下裂縫預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明提供的地下裂縫預(yù)測(cè)方法包括獲得橫波的徑向分量R(t)和橫向分量 T(t)；根據(jù)所述徑向分量R(t)和橫向分量T(t)求取快橫波分量&(0和慢橫波分量之間的時(shí)差函數(shù)At(t)；對(duì)所述快橫波分量S1 (t)和慢橫波分量之間的時(shí)差函數(shù) At(t)求導(dǎo)，得到該時(shí)差函數(shù)的導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)；以及利用所述導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)進(jìn)行裂縫發(fā) 育強(qiáng)度預(yù)測(cè)。本發(fā)明求取由橫波分裂得到的快橫波和慢橫波的時(shí)差函數(shù)Δ t (t)，并利用該時(shí)差函數(shù)Ata)的導(dǎo)數(shù)函數(shù)dta)進(jìn)行裂縫發(fā)育強(qiáng)度預(yù)測(cè)，該導(dǎo)數(shù)函數(shù)dta)可以反映出地下 某一段具體地層范圍內(nèi)的裂縫發(fā)育強(qiáng)度，所以利用本發(fā)明所提供的地層裂縫預(yù)測(cè)方法既可 以預(yù)測(cè)整個(gè)地層的裂縫發(fā)育情況，又可以將裂縫發(fā)育情況的預(yù)測(cè)精確定位到某一具體深度 范圍內(nèi)，甚至精確到某一具體深度，從而大大提高了裂縫預(yù)測(cè)的精度。


圖1是本發(fā)明的地下裂縫預(yù)測(cè)方法的流程圖；圖2是快橫波和慢橫波分裂的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種地下裂縫預(yù)測(cè)方法，該方法包括獲得橫波的徑向 分量R(t)和橫向分量T(t) (SllO)；根據(jù)所述徑向分量R(t)和橫向分量T(t)求取快橫波 分量S“t)和慢橫波分量之間的時(shí)差函數(shù)At (t) (S120)；對(duì)所述快橫波分量S1 (t)和 慢橫波分量之間的時(shí)差函數(shù)At(t)求導(dǎo)，得到該時(shí)差函數(shù)的導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t) (S130)； 以及利用所述導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)進(jìn)行裂縫發(fā)育強(qiáng)度預(yù)測(cè)(S140)。其中，在步驟SllO中，首先要對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，通過(guò)檢波器獲取的橫波地震 數(shù)據(jù)可以包括徑向分量R(t)和橫向分量T(t)(在轉(zhuǎn)換波地震勘探中，采用數(shù)字三分量檢波 器接收地震信號(hào)，徑向分量指的是沿著炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)連線方向的分量，橫向分量指的是垂 直于炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)連線方向分量，徑向分量和橫向分量滿足“右手”定則。)。獲取橫波數(shù)據(jù)可以采用常用的手段。在本發(fā)明提供的方法中，可以采用橫波震源 通過(guò)地層反射獲得橫波。在本發(fā)明提供的方法中，也可以通過(guò)縱波經(jīng)地層反射后的轉(zhuǎn)換波來(lái)實(shí)現(xiàn)橫波，由 于縱波反射產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換橫波不垂直或者平行穿過(guò)裂縫時(shí)會(huì)和橫波震源激發(fā)的橫波一樣發(fā) 生分裂，因此能夠起到與橫波震源激發(fā)的橫波相同的作用，而且采用這種方法獲得的橫波 價(jià)格低廉，性能良好，因此，本發(fā)明提供的方法中，獲取橫波優(yōu)選采用這種方法。其中，由檢 波器所接收的橫向分量和徑向分量獲得所需要的徑向分量R(t)和橫向分量T(t)的方法在 文獻(xiàn)中作了相關(guān)的描述。(馬昭軍等在2008年在《新疆石油地質(zhì)》第四卷第3期第376-379 頁(yè)上發(fā)表的《三維轉(zhuǎn)換波處理技術(shù)在新場(chǎng)地區(qū)的應(yīng)用》、劉洋等在2006年在《地質(zhì)與勘探》 第沈卷第12期第72-74頁(yè)上發(fā)表的《三維轉(zhuǎn)換波地震資料處理方法》、邢春穎等在2004年 在《石油地球物理勘探》第39卷第1期第37-40頁(yè)上發(fā)表的《三維三分量地震資料試處理》寸J ο本發(fā)明采用轉(zhuǎn)換波處理方法分別對(duì)轉(zhuǎn)換波的徑向分量和橫向分量進(jìn)行處理，得到 徑向分量剖面和橫向分量剖面數(shù)據(jù)，并從所述徑向分量剖面和橫向分量剖面數(shù)據(jù)中獲取所 需要的徑向分量R(t)和橫向分量T(t)，該徑向分量R(t)和橫向分量T(t)與分裂的快橫波 分量S1U)和慢橫波分量相對(duì)應(yīng)。在步驟S120中，根據(jù)所述徑向分量R(t)和橫向分量T(t)求取快橫波分量51(0 和慢橫波分量之間的時(shí)差函數(shù)Ata)。按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如圖2所示，根據(jù)波的疊加原理，轉(zhuǎn)換橫波分裂為快4橫波分量S1 (t)、慢橫波分量&(t)，并且橫波的徑向分量R (t)和橫向分量T (t)與所述快橫 波分量S1⑴、慢橫波分量&⑴之間的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種地下裂縫預(yù)測(cè)方法，該方法包括獲得橫波的徑向分量R(t)和橫向分量T(t)，其中t為獲得地震數(shù)據(jù)的時(shí)間；根據(jù)所述徑向分量R (t)和橫向分量T (t)求取快橫波分量S1 (t)和慢橫波分量 之間的時(shí)差函數(shù)At(t)；對(duì)所述快橫波分量S1U)和慢橫波分量之間的時(shí)差函數(shù)At(t)求導(dǎo)，得到該時(shí) 差函數(shù)的導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)；以及利用所述導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)對(duì)裂縫的發(fā)育強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述獲得橫波的徑向分量R(t)和橫向分量 T(t)的步驟中，由地震勘探中的數(shù)字三分量檢波器的兩個(gè)水平分量接收到的地震數(shù)據(jù)得到 所述橫波的徑向分量R(t)和橫向分量T (t)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在求取快橫波分量S1(t)和慢橫波分量之 間的時(shí)差函數(shù)At(t)的步驟中，通過(guò)以下步驟來(lái)求取所述時(shí)差函數(shù)At(t)a)根據(jù)下列方程計(jì)算所述快橫波分量S1(t)和慢橫波分量之間的剩余誤差 Ε( θ , At, t)Ε( θ，At, t) = (R(t)cos θ +T(t)sin θ )-(R(t-A t) sin θ -T (t-At) cos θ )-(Ne (t) cos θ +Nt (t) sin θ ) - (Ne (t_ Δ t) sin θ -Nt (t_ Δ t) cos θ )其中，θ為裂縫的方位角，At為所述快橫波分量S1 (t)和所述慢橫波分量之間 的時(shí)差，Ne(t)和Nt(t)分別為沿徑向和橫向的噪聲；b)對(duì)于一時(shí)窗內(nèi)的η個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)所述快橫波S1(t)和慢橫波&(0之間的剩余誤差 Ε(θ，At，t)進(jìn)行累加，得到如下的累加函數(shù)F( θ，At), ρ丄k=\其中，tk為第k個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間，ρ為累加指數(shù)，ρ = 2、3、4或5 ；c)對(duì)方位角θ與時(shí)差A(yù)t的值進(jìn)行掃描獲得的二維曲面，并得到使該二維曲面達(dá)到最 小值點(diǎn)的極值方位角θ min與極值時(shí)差A(yù)tmin，該極值方位角θ min與極值時(shí)差A(yù)tmin作為所 述時(shí)窗的時(shí)間中點(diǎn)處的裂縫方位角θ與時(shí)差A(yù)t;d)在時(shí)間軸上連續(xù)移動(dòng)所述時(shí)窗，得到以時(shí)間t為變量的時(shí)差函數(shù)At(t)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，對(duì)時(shí)差函數(shù)求導(dǎo)的步驟還包括對(duì)得到的導(dǎo)數(shù)函 數(shù)dt(t)進(jìn)行下列處理中的至少一項(xiàng)處理去除異常值處理、插值處理、以及平滑處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)η大于1，所述時(shí)窗的大小為采 樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)η乘以采樣間隔；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述采樣間隔是相鄰的兩個(gè)采樣點(diǎn)間的時(shí)間間 隔，該時(shí)間間隔為0. lms-20ms。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述時(shí)間間隔為Ims-Sms
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在利用所述導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)進(jìn)行裂縫發(fā)育強(qiáng)度預(yù) 測(cè)的步驟中，根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)中的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的所述導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)的值，判斷與 該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地層深度處的裂縫的發(fā)育強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，與該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地層深度根據(jù)橫波的速度和 該時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間值計(jì)算得到。
全文摘要
本發(fā)明提供的地下裂縫預(yù)測(cè)方法包括獲得轉(zhuǎn)換橫波的徑向分量R(t)和橫向分量T(t)；根據(jù)所述徑向分量R(t)和橫向分量T(t)求取快橫波分量S1(t)和慢橫波分量S2(t)之間的時(shí)差函數(shù)Δt(t)；對(duì)所述快橫波分量S1(t)和慢橫波分量S2(t)之間的時(shí)差函數(shù)Δt(t)求導(dǎo)，得到該時(shí)差函數(shù)的導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)；以及利用所述導(dǎo)數(shù)函數(shù)dt(t)進(jìn)行裂縫發(fā)育強(qiáng)度預(yù)測(cè)。
文檔編號(hào)G01V1/28GK102053266SQ20091023727
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者唐建明, 張永剛, 張虹, 徐天吉, 李顯貴, 程冰潔, 蔡希源, 馬昭軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司