專利名稱：一種利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地球物理勘探中垂直地震剖面(VSP)勘探技術(shù)，具體是一種利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
地震勘探是采用人工激發(fā)地震波勘測地下石油、天然氣及煤田等有關(guān)的地殼結(jié)構(gòu)和地層巖性方法的總稱。常規(guī)地震勘探是使用地表震源和接收器進(jìn)行地震勘測的技術(shù)，垂直地震剖面(VSP)勘探技術(shù)是使用地表震源激發(fā)，采用單個井下接收器或多個井下接收器陣列在井下不同深度點(diǎn)記錄地震信號，對井孔附近的地下進(jìn)行成像和儲層參數(shù)分析的地震勘測技術(shù)。Burton于1931年提出了基于井中檢波器與地面震源測定地震波旅行時和確定局部地質(zhì)構(gòu)造的思想，開創(chuàng)了垂直地震剖面(VSP)勘探的先河。進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以后， VSP技術(shù)得到了快速地發(fā)展，尤其是VSP的野外數(shù)據(jù)采集和實(shí)際處理能力，目前WALKAWAY VSP和三維VSP技術(shù)已經(jīng)廣泛用于復(fù)雜構(gòu)造和地層巖性勘探，VSP與三維地面地震的聯(lián)合勘探為復(fù)雜油氣藏地區(qū)的勘探提供了有效的新技術(shù)手段。VSP勘探技術(shù)由于檢波器置于井中，通過垂直方向的檢波器分布研究地質(zhì)剖面的垂向變化，地震波的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征更加明顯、直觀，因此能夠更準(zhǔn)確地研究波的性質(zhì)和地層巖性。相對于地面地震而言，井中VSP在地層吸收參數(shù)、速度場、儲層參數(shù)確定和精細(xì)儲層描述方面具有明顯的優(yōu)勢。地震各向異性最初的研究是由波蘭科學(xué)家M. P. Rudzki在19世紀(jì)末提出的， TsvankinI (2005)在其著作中較全面地總結(jié)了整個各向異性介質(zhì)理論的發(fā)展和相關(guān)理論。 各向異性介質(zhì)可簡化為VTI各向異性介質(zhì)、HTI各向異性介質(zhì)和TTI各向異性介質(zhì)。如果彈性介質(zhì)中存在一個二維平面，在平面內(nèi)沿所有方向的彈性性質(zhì)相同，而且垂直平面各點(diǎn)的軸向都是相互平行的，則稱這樣的平面為各向同性平面，垂直各向同性平面的軸稱為對稱軸，具有各向同性面的彈性介質(zhì)稱為橫向各向同性介質(zhì)，簡稱TKTransversIsotropy)介質(zhì)。當(dāng)TI介質(zhì)的對稱軸與Z軸重合時，稱VTI介質(zhì)(VerticaliTransverse Isotropy)，它可以近似地表示水平層狀介質(zhì)中周期性沉積的薄互層所表現(xiàn)的橫向各向同性(如

圖1(a) 所示)。VTI各向異性會引起地震波在VTI各向異性介質(zhì)傳播時產(chǎn)生射線彎曲現(xiàn)象(如圖 1(b)所示)，從而引起隨井源距(或炮檢距)變化的動校正時差問題，影響地震成像精度以及導(dǎo)致地震疊前AVO反演中的相位問題。當(dāng)TI介質(zhì)的對稱軸與χ軸或y軸重合時，稱HTI 介質(zhì)(HorizontalTransverse Isotropy)，HTI介質(zhì)模型可近似表示由于構(gòu)造應(yīng)力產(chǎn)生空間排列垂直裂縫群體而引起的各向異性(如圖2(a)所示)。對于垂向裂縫性儲層即HTI各向異性介質(zhì)而言，地震波在不同方向傳播時會引起不同的射線彎曲現(xiàn)象(如圖2(b)所示)，從而造成隨方位角的動校正時差變化，進(jìn)而影響地震成像質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種通過三維VSP資料確定VTI各向異性介質(zhì)參數(shù)和HTI各向異性介質(zhì)參數(shù)，消除隨井源距(或炮檢距)變化的動校正時差和隨方位角變化的動校正時差，提高地震成像精度和地震在儲層裂縫預(yù)測方面的能力的利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的具體步驟是1)采用三維垂直地震剖面技術(shù)采集地震數(shù)據(jù)，拾取三維VSP實(shí)際旅行時；步驟1)所述的實(shí)際旅行時是指各激發(fā)點(diǎn)至各級檢波器的實(shí)際旅行時，或?qū)嶋H三維VSP數(shù)據(jù)的下行波初至?xí)r間。步驟1)拾取實(shí)際旅行時采用程序自動拾取和人工拾取修正的方法。2)根據(jù)三維VSP實(shí)際旅行時和各向同性介質(zhì)假設(shè)條件下的正演旅行時計算每一個深度點(diǎn)的時差。步驟2)所述正演旅行時通過公式(1)計算得到；利用零井源距VSP數(shù)據(jù)得到的垂直反射時間和井旁速度正演計算各激發(fā)點(diǎn)至各級檢波器的最小旅行時與步驟1)得到的實(shí)際旅行時采用公式(2)相減得到每一個深度點(diǎn)處二者之間的時差
權(quán)利要求
1.一種利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法，其特征是采用以下具體步驟1)采用三維垂直地震剖面技術(shù)采集地震數(shù)據(jù)，拾取三維VSP實(shí)際旅行時；2)根據(jù)三維VSP實(shí)際旅行時和各向同性介質(zhì)假設(shè)條件下的正演旅行時計算每一個深度點(diǎn)的時差；3)根據(jù)每一個深度點(diǎn)實(shí)際旅行時與正演旅行時的時差，在最小平方誤差的原則下利用掃描方法計算VTI介質(zhì)各向異性參數(shù)，并同時得到經(jīng)過VTI各向異性校正后的剩余時差；4)利用步驟3)得到的經(jīng)過VTI各向異性校正后的剩余時差，根據(jù)剩余時差與方位角之間關(guān)系擬合確定HTI介質(zhì)各向異性參數(shù)；5)逐點(diǎn)計算每一深度點(diǎn)的VTI各向異性參數(shù)和HTI介質(zhì)各向異性參數(shù)，獲得其隨深度變化的關(guān)系的參數(shù)曲線，消除隨井源距或炮檢距變化的動校正時差的影響，提高地震數(shù)據(jù)的成像精度以及疊前反演和儲層裂縫預(yù)測的精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法，其特征是步驟1)所述的實(shí)際旅行時是指各激發(fā)點(diǎn)至各級檢波器的實(shí)際旅行時，或?qū)嶋H三維VSP數(shù)據(jù)的下行波初至?xí)r間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法，其特征是步驟1)拾取實(shí)際旅行時采用程序自動拾取和人工拾取修正的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法，其特征是步驟2)所述正演旅行時通過以下公式(1)計算得到，利用零井源距VSP數(shù)據(jù)得到的垂直反射時間和井旁速度正演計算各激發(fā)點(diǎn)至各級檢波器的最小旅行時與步驟1)得到的實(shí)際旅行時采用以下公式(2)相減得到每一個深度點(diǎn)處二者之間的時差
5.根據(jù)權(quán)利要求1的利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法，其特征是步驟幻所述計算VTI介質(zhì)各向異性參數(shù)是首先假設(shè)地下介質(zhì)為垂直橫向各向同性VTI介質(zhì)，利用以下公式(3)的TI介質(zhì)中地震波旅行時計算方法計算VTI各向異性介質(zhì)假設(shè)條件下各激發(fā)點(diǎn)至各級檢波器的最小旅行時，
6.步驟4)所述的確定HTI介質(zhì)各向異性參數(shù)是假設(shè)地下介質(zhì)為HTI各向異性介質(zhì)，采用以下公式(6)計算HTI各向異性時差，在最小平方誤差的原則下采用以下公式(7)擬合 HTI各向異性時差
全文摘要
一種利用三維垂直地震剖面資料確定各向異性參數(shù)的方法，拾取三維VSP實(shí)際旅行時，計算每一深度點(diǎn)的時差，用掃描方法計算VTI介質(zhì)各向異性參數(shù)和校正后的剩余時差，根據(jù)剩余時差與方位角之間關(guān)系擬合確定HTI介質(zhì)各向異性參數(shù)，逐點(diǎn)計算每一深度點(diǎn)的VTI各向異性參數(shù)和HTI介質(zhì)各向異性參數(shù)，獲得其隨深度變化的關(guān)系的參數(shù)曲線，消除隨井源距或炮檢距變化的動校正時差的影響。本發(fā)明有效解決了VTI各向異性介質(zhì)和HTI各向異性介質(zhì)存在相互干擾的問題，可以有效地消除地震各向異性的影響，提高地震數(shù)據(jù)的成像質(zhì)量和油氣預(yù)測的準(zhǔn)確率。
文檔編號G01V1/36GK102213769SQ20101014288
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者凌云, 孫德勝, 孫祥娥, 林吉祥, 郭向宇, 高軍 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司