一种倾斜裂缝叠前地震定量预测方法

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，具体涉及一种倾斜裂缝叠前地震定量预测方法。

背景技术

随着勘探开发程度的逐步深入，我们面临的勘探环境从简厚明型油气藏向复杂隐蔽型油气藏转变，致密、薄以及非常规是目前面临的主要油气藏类型。对于这些油气藏来说，裂缝不仅是运移通道、储层形成的关键因素之一，往往还是主要的存储空间，形成裂缝性储层或者孔隙-裂缝性复合储层，因此裂缝预测成为复杂油气藏勘探开发过程中的重要环节。但是，裂缝发育尺度不均一、分布非均质性强、分布规律复杂以及地震资料的分辨率和多解性成为制约地震方法识别和描述裂缝精度的重要因素，因此利用地震资料进行裂缝预测仍是一个需要深入解决的问题。

裂缝地震预测方法按照地震数据叠加类型分为叠后预测和叠前预测；叠后预测方法主要基于构造属性，利用裂缝发育引起的地震波场不连续性，定性的描述裂缝的发育强度，该类方法主要检测米级以上大尺度裂缝、断裂；叠前预测方法则主要针对微小尺度裂缝带，利用裂缝引起的各向异性性质，得到裂缝带发育强度和方位的定量结果。微小尺度裂缝带这一研究对象以及定量的预测结果使得叠前预测方法成为必然，并且随着计算和存储能力的增强，采集、处理技术的提升，宽方位数据得以广泛应用，叠前裂缝预测方法的精度和适用程度也在逐渐提升。

目前，叠前裂缝预测方法都是针对HTI介质，即高角度缝，利用高角度裂缝带引起的振幅、速度、频率等方位各向异性信息，对微小尺度裂缝带进行定量预测，但实际勘探开发中仍然存在大量的低角度斜交缝，如何考虑倾斜裂缝对方位各向异性的影响，这对于裂缝预测精度的提高至关重要。

对此，申请公布号为CN102033242A的中国发明专利申请公开了一种深层倾斜裂缝储层地震振幅预测方法，该方法利用叠前地震振幅数据进行深层倾斜裂缝储层地震振幅预测，首先针对目标区特征进行倾斜裂缝介质的理论模型正反演分析，获取最优处理、反演参数，最后进行基于倾斜裂缝介质理论的储层裂缝反演，得到裂缝的倾角和Thomson各向异性参数。该方法能够对倾斜裂缝的各向异性程度进行更为精确的预测，但是只能得到裂缝的倾角，无法得到裂缝的方位信息，方位信息是后期勘探开发设计过程中重要参数。

另外，上述方法的研究对象是裂缝储层，需要考虑裂缝的含气性，但其提出的方法中未考虑裂缝充填情况对反演各向异性参数的影响，不仅如此，目前的方法都未系统论证过用以表征裂缝发育强度的参数与裂缝充填情况的直接关系，如何考虑裂缝充填情况对方位各向异性的影响，是否可以从已有的预测结果中提取裂缝充填情况的信息，比如含气性信息，由此提高对裂缝，尤其是裂缝储层的描述精度，这对于裂缝预测来说同样是需要研究的一个方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倾斜裂缝叠前地震定量预测方法，以解决现有叠前裂缝定量预测方法对裂缝强度预测精度较差的问题。

为实现上述目的，本发明中的倾斜裂缝叠前地震定量预测方法采用如下技术方案：

一种倾斜裂缝叠前地震定量预测方法，包括以下步骤：

步骤一、获取工区的叠前方位地震数据体、速度体、待研究层段的构造解释层位、待研究层段描述裂缝发育特征的地质、测井资料；

步骤二、利用步骤一中获取的速度体将叠前方位地震数据体转为方位角道集数据体，明确该方位角道集数据体对应的观测系统的入射角范围；

步骤三、利用步骤二中得到的方位角道集数据体，对HTI介质的方位AVO表达式按照下述其中一种方式进行处理：

方式一、对HTI介质的方位AVO表达式进行反演求解，得到高角度裂缝的至少两个强度参数，利用至少两个强度参数的函数关系式来表征倾斜裂缝发育强度的各向异性参数；

方式二、首先将HTI介质的方位AVO表达式的傅里叶展开式转换成含有sin

上述技术方案的有益效果在于：本发明利用方位角道集数据体，选用一种方式对HTI介质的方位AVO表达式进行处理，方式一是对HTI介质的方位AVO表达式进行反演求解，得到高角度裂缝的至少两个强度参数，利用至少两个强度参数的函数关系式来表征倾斜裂缝发育强度的各向异性参数。因为在现有技术中，都是选取一个反演求解得到的强度参数来表征高角度裂缝发育强度，而本发明选用至少两个高角度裂缝的强度参数的函数关系式来表征倾斜裂缝发育强度的各向异性参数，充分挖掘已有参数携带的信息，数据体中裂缝发育强度与入射角之间的关系更加合理，因此能够提高倾斜裂缝发育强度的预测精度。

方式二是首先将HTI介质的方位AVO表达式的傅里叶展开式转换成含有sin

进一步的，当采用方式一对HTI介质的方位AVO表达式进行处时，对HTI介质的方位AVO表达式的傅里叶展开式进行反演求解，HTI介质的方位AVO表达式的傅里叶展开式为：

其中，

反演求解时，从步骤二中得到的入射角范围中选取不同的入射角区间，得到不同的反演结果，通过对比步骤一获得的待研究层段描述裂缝发育特征的地质、测井资料，确定最终的入射角区间，得到反演结果r

进一步的，对求解得到的两个强度参数进行线性变换，得到用于表征倾斜裂缝发育强度的各向异性参数B

B

进一步的，关系式(4)的推导过程为：

利用

r

将表达式(2)和表达式(3)代入表达式(1)中，将方位角余弦函数表示的反射系数表达式(1)改写成方位角正弦函数的表达式形式：

其中sin

B

将表达式(2)、表达式(3)中的r

Δδ

Δδ

其中

将表达式(7)、表达式(8)带入表达式(6)，便可得到B

进一步的，为了方便预测，在步骤二中，在将叠前方位地震数据体转为方位角道集数据体之前，首先根据步骤一中获取的叠前方位地震数据体，通过道头分析，确定参与裂缝预测的偏移距范围。

进一步的，为了对数据进行优化，提高预测精度，在确定的参与裂缝预测的偏移距范围内对获取的叠前方位地震数据体进行道集拉平，消除剩余动校正误差，得到道集拉平后的叠前方位地震数据体，然后将道集拉平后的叠前方位地震数据体转为方位角道集数据体。

进一步的，在步骤一中，选取发育低角度倾斜裂缝的研究层段作为待研究层段。

进一步的，依据获取的速度体类型，步骤一中的速度体为叠加速度体。

附图说明

图1为本发明中倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的流程图；

图2为优化的各向异性参数B

图3为反演r

图4为井1优化的各向异性参数B

图5为井1反演r

图6为井2优化的各向异性参数B

图7为井2反演r

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的一个实施例：选取四川盆地某工区须家河组为待研究层段，该研究层段发育低角度倾斜裂缝，同时裂缝也是储集空间之一。如图1所示，倾斜裂缝叠前地震定量预测方法具体包括以下步骤：

步骤一、获取工区的叠前方位地震数据体、速度体、须家河组的构造解释层位、须家河组描述裂缝发育特征的地质、测井资料，其中速度体为叠加速度体；

步骤二、首先根据获取的叠前方位地震数据体，通过道头分析，确定参与裂缝预测的偏移距范围为[200，3000]，偏移距单位为米；然后对获取的叠前方位地震数据体，在确定的参与裂缝预测的偏移距范围[200，3000]内采用互相关方法进行道集拉平，消除剩余动校正误差，得到道集拉平后的叠前方位地震数据体；最后利用步骤一中获取的速度体将道集拉平后的叠前方位地震数据体转为方位角道集数据体，根据方位角道集数据体中角度的分布，明确该方位角道集数据体对应的观测系统的入射角范围、也即参与裂缝预测的角度范围为[6，30]；

步骤三、利用步骤二中得到的方位角道集数据体，对HTI介质的方位AVO表达式按照下述方式一进行处理：对HTI介质的方位AVO表达式进行反演求解，得到高角度裂缝的至少两个强度参数，利用至少两个强度参数的函数关系式来表征倾斜裂缝发育强度的各向异性参数。

具体的，在本实施例中，对HTI介质的方位AVO表达式的傅里叶展开式进行反演求解，HTI介质的方位AVO表达式的傅里叶展开式为Downton(2011)年给出的：

其中，

对表达式(1)采用最小二乘线性反演方法求解，其中从步骤二中得到的入射角范围[6，30]中选取不同的入射角区间，得到不同的反演结果，通过对比步骤一获得的须家河组描述裂缝发育特征的地质、测井资料，确定最终的入射角区间为[15，30]，得到反演结果r

然后，对求解得到的两个强度参数r

B

其中，关系式(4)的推导过程为：

利用Downton(2011)年给出的：

r

受Rüger1998年提出的PP波反射系数近似式表现形式的启发，将表达式(2)和表达式(3)带入表达式(1)中，将方位角余弦函数表示的反射系数表达式(1)改写成方位角正弦函数的表达式形式：

其中sin

B

将表达式(2)、表达式(3)中的r

Δδ

Δδ

其中，

将表达式(7)、表达式(8)带入表达式(6)，便可得到B

综上所述，本发明采用方位AVO表达式的傅里叶展开式进行裂缝发育强度和方位反演，该方法利用有限的偏移距或入射角范围就可以计算傅里叶系数，并且傅里叶系数的预测精度随入射角的增大逐步提高。该方法降低了对数据采集的要求，在近偏移距欠采样的情况下更能体现该优势。

在现有技术中，仅选取一个反演求解得到的参数r

优化的各向异性参数B

例如图2和图3所示，分别给出了在25°入射角条件下，优化的各向异性参数B

再例如通过图4和图5对比：选取须家河组倾斜裂缝发育的井1，分别绘制优化的各向异性参数B

再例如通过图6和图7对比：选取须家河组试气且取芯的井2，取芯段显示发育斜交缝，分别绘制优化的各向异性参数B

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，还可以选取更多的井进行优化的各向异性参数B

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，可以选择须家河组以外的其他层段作为待研究层段。

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，在绘制优化的各向异性参数B

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，步骤二中明确的参与裂缝预测的角度范围和步骤三中最终确定的入射角区间均可以根据实际情况进行调整。

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，步骤一中的速度体也可以是均方根速度或者层速度。

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，步骤二中确定的参与裂缝预测的偏移距范围可以是其他范围，以及道集拉平的方法也可以是其他方法。

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，也可以不进行道头分析和道集拉平，而是直接利用步骤一中获取的速度体将叠前方位地震数据体转为方位角道集数据体。

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，两个强度参数r

在倾斜裂缝叠前地震定量预测方法的其他实施例中，可以不用先对HTI介质的方位AVO表达式进行反演求解，得到高角度裂缝的至少两个强度参数，然后再对参数进行优化，得到至少两个强度参数的函数关系式来表征倾斜裂缝发育强度的各向异性参数，而是采用方案二：首先将HTI介质的方位AVO表达式的傅里叶展开式转换成含有sin

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。