多分量转换波裂缝预测方法技术

本发明专利技术提供了一种多分量转换波裂缝预测方法，所述预测方法包括以下步骤：选取一个包含目标深度范围的分析窗口，将待处理采样点的径向分量和横向分量按照分析窗口进行截取；对截取的径向分量和横向分量进行角度旋转，并对角度旋转后的横向分量进行时延转换；构建目标函数，计算目标函数最小值；记录目标函数最小值对应的旋转角度和时延；对待处理采样点进行快横波和慢横波分离，计算裂缝发育强度；重复上述步骤，循环至下一个待处理采样点直到地震数据计算完毕。本发明专利技术将非参数统计理论引入多波裂缝预测过程中，采用等级相关的方式替代传统算法中的线性相关方法，提高了计算的准确度，为裂缝性油气储层的精细描述提供依据。

Multi component converted wave prediction method

The invention provides a multi-component converted wave for fracture prediction methods, the prediction method includes the following steps: selecting a target within the depth of the analysis window, will be processed sampling point radial component and transverse component according to the analysis on the intercept window; the interception of the radial component and transverse component of rotation angle, and the transverse component of rotation angle of delay conversion; building the objective function calculation, the minimum of the objective function; record the minimum of the objective function and the corresponding rotational angle and delay; treat the sampling points to fast and slow shear wave separation, calculation of fracture strength; repeat cycle to the next sampling point to be processed until complete the calculation of seismic data. The present method introduces the nonparametric statistical theory into the prediction of multiwave fractures, and adopts the rank correlation method instead of the linear correlation method in the traditional algorithm, which improves the accuracy of the calculation, and provides the basis for the fine description of fractured reservoirs.

【技术实现步骤摘要】
多分量转换波裂缝预测方法
本专利技术属于石油勘探领域，涉及一种针对裂缝性油气储层的裂缝系统检测方法，更具体地讲，涉及一种多分量转换波裂缝预测方法。
技术介绍
从世界上已开发油气田统计数字来看，裂缝型储集层在油气资源和生产能力方面，约占世界总量的一半。因此，裂缝性油气储层成为当今石油地球物理勘探研究的重点。如何精确地判定裂缝在地下的存在状态对于油藏评价、区块的评估和提高油气采收率具有至关重要的作用。当前常用的裂缝预测方法多为基于叠后地震属性的方法，例如相干属性、曲率属性、纹理属性等，但基于叠后地震属性的方法多适用于预测大尺度断裂带，无法充分利用叠前信息及地层中的各向异性信息，预测结果不够精细。因此，需要探索更为精细的裂缝预测技术。随着多波研究的不断深入，多波勘探技术越来越多地应用到油气勘探开发中。横波分裂作为天然地震、石油勘探领域的一项具有强大潜力的技术被地质学家和地球物理学家广泛关注。横波分裂，又称为横波双折射，即当横波穿过方位各向异性介质时会分裂成沿平行于裂隙方向传播的快横波和沿垂直裂隙方向传播的慢横波，两者传播速度不同，因此在各向异性介质中形成快慢横波时差，振幅衰减等，这些特性都与各向异性性质有关。可根据快横波、慢横波的时差、波形、振幅衰减等反过来研究裂缝系统的方位和密度。利用横波分裂预测储层裂缝成为一种直接可靠的方法。但是横波震源比较昂贵，利用纯横波震源来进行横波分裂勘探还难以实现大规模应用。转换波勘探克服了纯横波勘探激发难、成本高、静校正量大等缺陷，同时具有信息丰富、兼有纵波和横波的优势、资料信噪比较高等优点，使得多分量转换波勘探成为油气储层探测的有力工具。在转换波勘探裂缝预测中，准确地计算出裂缝发育方位和时差对于准确刻画裂缝系统在地下的分布形态具有重要意义。目前，常用的方法有互相关法和能量比法。传统方法中计算的相关性或者协方差矩阵时，均采用线性相关的方式，而波形间的相似性是非线性的，且参数计算的数据样本容量有限，不满足正态分布的特征，从数学意义上讲，样本数据本身就不满足要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。为了实现上述目的，本专利技术的提供了一种多分量转换波裂缝预测方法，所述预测方法可以包括以下步骤：选取一个包含目标深度范围的分析窗口，将待处理采样点的径向分量地震数据和横向分量地震数据按照分析窗口进行截取；对截取的径向分量地震数据和横向分量地震数据进行角度旋转，并对角度旋转后的横向分量地震数据进行时延转换；构建目标函数，计算目标函数最小值；记录目标函数最小值对应的旋转角度和时延；对待处理采样点进行快横波和慢横波分离，根据快横波和慢横波的旅行时差计算裂缝发育强度；重复所述选取分析窗口的步骤至所述计算裂缝发育强度的步骤，循环至下一个待处理采样点直到地震数据计算完毕，其中，所述构建目标函数，计算目标函数最小值的步骤包括：记截取的径向分量地震数据进行角度旋转后的分量为P(θi+n,t)，角度旋转后的横向分量地震数据进行时延转换的分量为Q(θi+n,t+ti+n)；分别对P(θi+n,t)、Q(θi+n,t+ti+n)进行编秩操作，记为rgP和rgQ，其中，θi+n表示旋转角度，t表示时间，ti+n表示时延，n表示整数；构建矩阵其中，M表示P或Q，N表示P或Q,ρrgM,rgN表示皮尔森相关系数，cov(rgM,rgN)表示求协方差函数，σrgP表示rgP的标准差，σrgQ表示rgQ的标准差；计算矩阵U(θi+n,t+ti+n)的特征值eig(U(θi+n,t+ti+n))；其中，θi+n＝θi+nΔθ，ti+n＝ti+nΔt，θmin≤θi+n≤θmax且tmin≤ti+n≤tmax，θi为起始旋转角度，ti为起始时延，Δθ为旋转角度循环步长，Δt为时延循环步长，[θmin,θmax]为旋转角度阈值范围，[tmin,tmax]为时延阈值范围；构建目标函数F(θ,t)＝min[eig(U(θi+n,t+ti+n))]，n从0开始取值，n每次增加1，得到目标函数最小值，其中，min[eig(U(θi+n,t+ti+n))]表示求特征值eig(U(θi+n,t+ti+n))的最小值。与现有技术相比，本专利技术将非参数统计理论引入多波裂缝预测过程中，采用等级相关的方式替代传统算法中的线性相关方法，等级相关方式对于波形相似性的测度更加敏感，同时规避了线性相关对样本数据的要求，提高了计算的准确度，为裂缝性油气储层的精细描述提供依据。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了根据本专利技术示例性实施例的多分量转换波裂缝预测方法流程示意图。图2示出了根据本专利技术示例性实施例的横波分裂与裂缝发育方位关系示意图。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本专利技术的一种多分量转换波裂缝预测方法。具体来讲，多分量转换波可以在EDA介质中产生分裂现象，利用转换横波可以进行裂缝发育带预测，为裂缝性油气储层的精细描述提供依据。转换横波是指野外勘探时采用纵波激发，地震波倾斜入射到弹性分界面时会产生反射横波，其中的上行横波为转换横波。转换横波拥有横波的全部性质，当上行转换横波与裂缝走向斜交时，同样会发生分裂现象，分裂为快横波和慢横波。分裂后的快、慢波传播到地表，按照地表观测系统坐标系分解并重新合成，被多分量检波器接收。因此，当测线与裂缝方向不平行时，地面水平分量记录中都含有快、慢波信息，然后利用多分量记录进行快、慢波分离，根据快波与慢波的时差、波形、振幅衰减等反过来研究裂缝系统的方位、密度和时差等信息，并根据以上信息预测裂缝发育。本专利技术的创新之处在于，本专利技术的方法将非参数统计的方法引入裂缝预测方法中，在构建目标函数时对转换后的数据进行编秩操作，然后构建基于秩的协方差矩阵，将线性相关变为非线性相关，提高了计算的准确度，为地下裂缝识别和预测提供更可靠依据。图1示出了根据本专利技术示例性实施例的多分量转换波裂缝预测方法流程示意图。图2示出了根据本专利技术示例性实施例的横波分裂与裂缝发育方位关系示意图。本专利技术提供了一种多分量转换波裂缝预测方法，如图1所示，在本专利技术的一个示例性实施例中，所述方法可以包括：步骤S01，对转换波三维三分量地震数据的水平分量X和Y进行旋转，得到旋转后的转换波径向分量地震数据R(即径向分量R)和横向分量地震数据T(即横向分量T)。以上，在三维三分量地震勘探中可以使用三分量接收器，三分量接收器分别为水平的X、Y分量接收器，以及垂直的Z分量接收器。由于Inline和CrossLine方向与横波极化方向不一致，造成X、Y方向上记录的横波既有P-SV波也有P-SH波，没有明确的偏振含义，各个偏振方向上的波场相互混杂，不利于转换波资料的处理及横波分裂信息的研究和提取。因此，为了获得一致的转换波场，在处理三维三分量数据时，需要将水平方向的两个分量能量重新分配，将转换波坐标旋转，实现由野外采集坐标系(X-Y坐标系)向径向-横向坐标系(R-T坐标系)旋转。通过坐标旋转处理后，转换波主要能量分布在径向分量上，横向分量主要代表各向异性的影响。坐标旋转式可以为：其中，径向分量R与X分量方向的夹角或可以对旋转后的转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多分量转换波裂缝预测方法，其特征在于，所述预测方法包括以下步骤：选取一个包含目标深度范围的分析窗口，将待处理采样点的径向分量地震数据和横向分量地震数据按照分析窗口进行截取；对截取的径向分量地震数据和横向分量地震数据进行角度旋转，并对角度旋转后的横向分量地震数据进行时延转换；构建目标函数，计算目标函数最小值；记录目标函数最小值对应的旋转角度和时延；对待处理采样点进行快横波和慢横波分离，根据快横波和慢横波的旅行时差计算裂缝发育强度；重复所述选取分析窗口的步骤至所述计算裂缝发育强度的步骤，循环至下一个待处理采样点直到地震数据计算完毕，其中，所述构建目标函数，计算目标函数最小值的步骤包括：记截取的径向分量地震数据进行角度旋转后的分量为P(θi+n,t)，角度旋转后的横向分量地震数据进行时延转换的分量为Q(θi+n,t+ti+n)；分别对P(θi+n,t)、Q(θi+n,t+ti+n)进行编秩操作，记为rgP和rgQ，其中，θi+n表示旋转角度，t表示时间，ti+n表示时延，n表示整数；构建矩阵

【技术特征摘要】
1.一种多分量转换波裂缝预测方法，其特征在于，所述预测方法包括以下步骤：选取一个包含目标深度范围的分析窗口，将待处理采样点的径向分量地震数据和横向分量地震数据按照分析窗口进行截取；对截取的径向分量地震数据和横向分量地震数据进行角度旋转，并对角度旋转后的横向分量地震数据进行时延转换；构建目标函数，计算目标函数最小值；记录目标函数最小值对应的旋转角度和时延；对待处理采样点进行快横波和慢横波分离，根据快横波和慢横波的旅行时差计算裂缝发育强度；重复所述选取分析窗口的步骤至所述计算裂缝发育强度的步骤，循环至下一个待处理采样点直到地震数据计算完毕，其中，所述构建目标函数，计算目标函数最小值的步骤包括：记截取的径向分量地震数据进行角度旋转后的分量为P(θi+n,t)，角度旋转后的横向分量地震数据进行时延转换的分量为Q(θi+n,t+ti+n)；分别对P(θi+n,t)、Q(θi+n,t+ti+n)进行编秩操作，记为rgP和rgQ，其中，θi+n表示旋转角度，t表示时间，ti+n表示时延，n表示整数；构建矩阵其中，M表示P或Q，N表示P或Q,ρrgM,rgN表示皮尔森相关系数，cov(rgM,rgN)表示求协方差函数，σrgP表示rgP的标准差，σrgQ表示rgQ的标准差；计算矩阵U(θi+n,t+ti+n)的特征值eig(U(θi+n,t+ti+n))；其中，θi+n＝θi+nΔθ，ti+n＝ti+nΔt，θmin≤θi+n≤θmax且tmin≤ti+n≤tmax，θi为起始旋转角度，ti为起始时延，Δθ为旋转角度循环步长，Δt为时延循环步长，[θmin,θmax]为旋转角度阈值范围，[tmin,tmax]为时延阈值范围；构建目标函数F(θ,t)＝min[eig(U(θi+n,t+ti+n))]，n从0开始取值，n每次增加1，得到目标函数最小值，其中，min[eig(U(θi+n,t+ti+n))]表示求特征值e...

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓，吴伟，邹文，刘开元，王颀，吴秋波，刘璞，陈小二，唐浩，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司，中国石油天然气集团公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51