一种预测裂缝发育的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种预测裂缝发育的方法及装置，涉及石油地球物理勘探技术领域。本发明专利技术采用基于叠前宽方位地震数据的纵波速度方位各向异性特征来预测裂缝。首先，根据预先设置的方位角和偏移距范围，将叠前地震道集数据进行分方位角和分偏移距部分叠加；确定各部分方位角叠加数据体反演所需子波；确定地震反演所需纵波速度、横波速度及密度的低频模型；确定多个部分方位角叠加数据体对应的叠前弹性参数数据；根据最小二乘法对各个部分方位角叠加数据体的纵波速度反演数据和横波速度反演数据进行椭圆拟合，确定所述椭圆的椭圆方程参数；确定椭圆的长轴或短轴指向，以表征裂缝发育方向，并确定椭圆的长轴与短轴的比值，以表征裂缝密度。

Method and device for predicting crack development

The invention provides a method and a device for predicting fracture development, relating to the field of petroleum geophysical prospecting technology. The present invention uses longitudinal wave velocity azimuthal anisotropy based on prestack wide azimuth seismic data to predict fractures. First of all, according to the azimuth and offset the preset range, the prestack seismic gathers data into azimuth and offset part of the stack; Determination of the azimuth data inversion required superposition wavelet; determine the seismic inversion required low P-wave velocity, S-wave velocity model and density; determine the pre stack elastic the parameter data of multiple azimuth data superimposed part corresponding to each part; the least squares method based on azimuth superposition data volume of P-wave velocity and S-wave velocity inversion data inversion data to determine the parameters of ellipse fitting, ellipse equation of the ellipse; determine the ellipse long or short axis direction, to characterize the fracture development direction, and to determine the ratio of elliptical long axis and short axis, to characterize the fracture density.

【技术实现步骤摘要】
一种预测裂缝发育的方法及装置
本专利技术涉及石油地球物理勘探
，特别涉及一种基于叠前宽方位数据纵波速度各向异性特征预测裂缝发育的方法及装置。
技术介绍
裂缝是碳酸盐岩中储集空间的一种重要类型，是由构造变形作用或物理成岩作用在岩石中形成的没有明显位移的不连续面。裂缝的形成取决于岩石所受应力的类型以及岩石的性质，其丰度和分布与应力大小、岩石类型(脆性或韧性)、结构状态、深度(上覆压力)、岩性、岩层厚度、孔隙度、相、年代等因素有关。在石油地球物理勘探领域中，对于碳酸盐岩储层，裂缝不仅仅是主要的油气运移通道，而且对提高储层渗透率，提高油井产量具有重要意义。目前，地质人员常用裂缝的宽度、大小、产状、间距、密度和充填性质等参数描述裂缝，但是地质观察手段局限于地质露头，井眼信息，无法对大区域的地下裂缝发育情况进行定量估计。利用地震资料进行裂缝研究的基础是地下介质的各向异性理论，所谓各向异性是指介质弹性参数及地震波动力学参数随方向而异的特性。目前，运用方位各向异性理论预测裂缝的常用方法为宽方位时差分析技术、振幅随偏移距的变化(Amplitudevariationwithoffset，简称AVO)梯度技术及直接参数反演技术。然而，宽方位时差技术分辨率较低，仅能区分较厚储层(通常厚度大于四分之一地震波长)的裂缝发育情况，而AVO梯度技术则无法分辨各向异性梯度的正负，因而在预测裂缝发育主方向时引入90°误差，而直接弹性参数反演由于运算的非唯一性，实际应用非常有限。可见，现有技术存在难以在裂缝预测中实现准确预测薄储层裂缝发育方向以及无法克服直接参数反演非唯一性的问题。专利技术内容本专利技术的实施例提供一种预测裂缝发育的方法及装置，以解决现有技术中存在的难以在裂缝预测中实现准确预测薄储层裂缝发育方向以及无法克服直接参数反演非唯一性的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种预测裂缝发育的方法，包括：获取裂缝研究区域的叠前地震道集数据、测井数据、层位数据和构造发育信息；所述测井数据包括声波时差曲线、密度曲线、纵波速度和横波速度；根据预先设置的方位角和偏移距范围，将叠前地震道集数据进行分方位角和分偏移距部分叠加，形成多个部分方位角叠加数据体，以及在每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体；根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体反演所需子波；根据所述层位数据、构造发育信息以及测井数据确定地震反演所需纵波速度、横波速度及密度的低频模型；根据各部分方位角叠加数据体反演所需子波、所述低频模型以及多个部分偏移距叠加数据体，利用佐普利兹方程，进行叠前弹性参数反演，计算得到多个部分方位角叠加数据体对应的叠前弹性参数数据；所述叠前弹性参数数据包括纵波速度反演数据、横波速度反演数据以及密度反演数据；根据最小二乘法对各个部分方位角叠加数据体的纵波速度反演数据和横波速度反演数据进行椭圆拟合，确定所述椭圆的椭圆方程参数；根据所述椭圆的椭圆方程参数，确定椭圆的长轴或短轴指向，以表征裂缝发育方向，并确定椭圆的长轴与短轴的比值，以表征裂缝密度。具体的，根据预先设置的方位角和偏移距范围，将叠前地震道集数据进行分方位角和分偏移距部分叠加，形成多个部分方位角叠加数据体，以及在每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体，包括：根据叠前地震道集数据，合成多个部分方位角叠加数据体；在每个部分方位角叠加数据体中合成多个部分偏移距叠加数据体。具体的，根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体反演所需子波，包括：根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体对应的合成地震道集数据与叠前地震道集数据的误差DS；其中，DS＝∑(SO-SC)；SO为叠前地震道集数据；SC为合成地震道集数据；对所述误差DS进行误差分析，调整地震子波波长、地震子波周期或地震子波振幅，直至合成地震道集数据与叠前地震道集数据的误差小于预先设置的误差阈值，将所述地震子波确定为各部分方位角叠加数据体反演所需子波。具体的，根据所述层位数据、构造发育信息以及测井数据确定地震反演所需纵波速度、横波速度及密度的低频模型，包括：根据测井数据中的密度曲线、纵波速度和横波速度，以所述层位数据为约束条件进行内插外推运算，确定地震反演所需的纵波速度、横波速度及密度的低频模型。具体的，根据最小二乘法对各个部分方位角叠加数据体的纵波速度反演数据和横波速度反演数据进行椭圆拟合，确定所述椭圆的椭圆方程参数，包括：根据最小二乘法，以各个部分方位角叠加数据体的横波速度反演数据和纵波速度反演数据分别为椭圆方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F＝0中的x和y值，拟合确定椭圆方程参数A、B、C、D、E、F。具体的，根据所述椭圆的椭圆方程参数，确定椭圆的长轴或短轴指向，以表征裂缝发育方向，并确定椭圆的长轴与短轴的比值，以表征裂缝密度，包括：根据公式：确定椭圆的长轴或短轴指向θ，并以椭圆的长轴或短轴指向θ表征裂缝发育方向；根据公式：XC＝(BE-2CD)/(4AC-B2)和YC＝(BD-2AE)/(4AC-B2)确定椭圆的几何中心(Xc,Yc)；根据公式：a2＝2(AXC2+CYC2+BXCYC-1)/(A+C+((A-C)2+B2))1/2)；b2＝2(AXC2+CYC2+BXCYC-1)/(A+C-((A-C)2+B2))1/2)；以及e＝a/b；确定椭圆的长轴与短轴的比值e，并以椭圆的长轴与短轴的比值e表征裂缝密度。一种预测裂缝发育的装置，包括：数据获取单元，用于获取裂缝研究区域的叠前地震道集数据、测井数据、层位数据和构造发育信息；所述测井数据包括声波时差曲线、密度曲线、纵波速度和横波速度；叠加数据体形成单元，用于根据预先设置的方位角和偏移距范围，将叠前地震道集数据进行分方位角和分偏移距部分叠加，形成多个部分方位角叠加数据体，以及在每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体；子波确定单元，用于根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体反演所需子波；低频模型确定单元，用于根据所述层位数据、构造发育信息以及测井数据确定地震反演所需纵波速度、横波速度及密度的低频模型；叠前弹性参数数据确定单元，用于根据各部分方位角叠加数据体反演所需子波、所述低频模型以及多个部分偏移距叠加数据体，利用佐普利兹方程，进行叠前弹性参数反演，计算得到多个部分方位角叠加数据体对应的叠前弹性参数数据；所述叠前弹性参数数据包括纵波速度反演数据、横波速度反演数据以及密度反演数据；椭圆拟合单元，用于根据最小二乘法对各个部分方位角叠加数据体的纵波速度反演数据和横波速度反演数据进行椭圆拟合，确定所述椭圆的椭圆方程参数；裂缝发育预测单元，用于根据所述椭圆的椭圆方程参数，确定椭圆的长轴或短轴指向，以表征裂缝发育方向，并确定椭圆的长轴与短轴的比值，以表征裂缝密度。具体的，所述叠加数据体形成单元，包括：方位角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测裂缝发育的方法，其特征在于，包括：获取裂缝研究区域的叠前地震道集数据、测井数据、层位数据和构造发育信息；所述测井数据包括声波时差曲线、密度曲线、纵波速度和横波速度；根据预先设置的方位角和偏移距范围，将叠前地震道集数据进行分方位角和分偏移距部分叠加，形成多个部分方位角叠加数据体，以及在每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体；根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体反演所需子波；根据所述层位数据、构造发育信息以及测井数据确定地震反演所需纵波速度、横波速度及密度的低频模型；根据各部分方位角叠加数据体反演所需子波、所述低频模型以及多个部分偏移距叠加数据体，利用佐普利兹方程，进行叠前弹性参数反演，计算得到多个部分方位角叠加数据体对应的叠前弹性参数数据；所述叠前弹性参数数据包括纵波速度反演数据、横波速度反演数据以及密度反演数据；根据最小二乘法对各个部分方位角叠加数据体的纵波速度反演数据和横波速度反演数据进行椭圆拟合，确定所述椭圆的椭圆方程参数；根据所述椭圆的椭圆方程参数，确定椭圆的长轴或短轴指向，以表征裂缝发育方向，并确定椭圆的长轴与短轴的比值，以表征裂缝密度。...

【技术特征摘要】
1.一种预测裂缝发育的方法，其特征在于，包括：获取裂缝研究区域的叠前地震道集数据、测井数据、层位数据和构造发育信息；所述测井数据包括声波时差曲线、密度曲线、纵波速度和横波速度；根据预先设置的方位角和偏移距范围，将叠前地震道集数据进行分方位角和分偏移距部分叠加，形成多个部分方位角叠加数据体，以及在每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体；根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体反演所需子波；根据所述层位数据、构造发育信息以及测井数据确定地震反演所需纵波速度、横波速度及密度的低频模型；根据各部分方位角叠加数据体反演所需子波、所述低频模型以及多个部分偏移距叠加数据体，利用佐普利兹方程，进行叠前弹性参数反演，计算得到多个部分方位角叠加数据体对应的叠前弹性参数数据；所述叠前弹性参数数据包括纵波速度反演数据、横波速度反演数据以及密度反演数据；根据最小二乘法对各个部分方位角叠加数据体的纵波速度反演数据和横波速度反演数据进行椭圆拟合，确定所述椭圆的椭圆方程参数；根据所述椭圆的椭圆方程参数，确定椭圆的长轴或短轴指向，以表征裂缝发育方向，并确定椭圆的长轴与短轴的比值，以表征裂缝密度。2.根据权利要求1所述的预测裂缝发育的方法，其特征在于，根据预先设置的方位角和偏移距范围，将叠前地震道集数据进行分方位角和分偏移距部分叠加，形成多个部分方位角叠加数据体，以及在每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体，包括：根据叠前地震道集数据，合成多个部分方位角叠加数据体；在每个部分方位角叠加数据体中合成多个部分偏移距叠加数据体。3.根据权利要求2所述的预测裂缝发育的方法，其特征在于，根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体反演所需子波，包括：根据每个部分方位角叠加数据体中合成的多个部分偏移距叠加数据体、测井数据中的声波时差曲线和密度曲线，确定各部分方位角叠加数据体对应的合成地震道集数据与叠前地震道集数据的误差DS；其中，DS＝∑(SO-SC)；SO为叠前地震道集数据；SC为合成地震道集数据；对所述误差DS进行误差分析，调整地震子波波长、地震子波周期或地震子波振幅，直至合成地震道集数据与叠前地震道集数据的误差小于预先设置的误差阈值，将所述地震子波确定为各部分方位角叠加数据体反演所需子波。4.根据权利要求3所述的预测裂缝发育的方法，其特征在于，根据所述层位数据、构造发育信息以及测井数据确定地震反演所需纵波速度、横波速度及密度的低频模型，包括：根据测井数据中的密度曲线、纵波速度和横波速度，以所述层位数据为约束条件进行内插外推运算，确定地震反演所需的纵波速度、横波速度及密度的低频模型。5.根据权利要求4所述的预测裂缝发育的方法，其特征在于，根据最小二乘法对各个部分方位角叠加数据体的纵波速度反演数据和横波速度反演数据进行椭圆拟合，确定所述椭圆的椭圆方程参数，包括：根据最小二乘法，以各个部分方位角叠加数据体的横波速度反演数据和纵波速度反演数据分别为椭圆方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F＝0中的x和y值，拟合确定椭圆方程参数A、B、C、D、E、F。6.根据权利要求5所述的预测裂缝发育的方法，其特征在于，根据所述椭圆的椭圆方程参数，确定椭圆的长轴或短轴指向，以表征裂缝发育方向，并确定椭圆的长轴与短轴的比值，以表征裂缝密度，包括：根据公式：确定椭圆的长轴或短轴指向θ，并以椭圆的长轴或短轴指向θ表征裂缝发育方向；根据公式：XC＝(BE-2CD)/(4AC-B2)和YC＝(BD-2AE)/(4AC-B2)确定椭圆的几何中心(Xc,Yc)；根据公式：a2＝2(AXC2+CYC2+BXCYC-1)/(A+C+((A-C)2+B2))1/2)；b2＝2(AXC2+CYC2+BXCYC-1)/(A+C-((A...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫国钰，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11