一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法和系统，具体基于公式(1)对地震波的反射系数进行计算。本发明专利技术利用裂隙参数控制WA参数，又由裂隙密度影响各向异性参数，此方法既可保证裂隙参数对反射系数的影响权重，又可将计算公式的高阶项保留，从而提高了地震波反射系数的计算精度，且对煤层裂隙类型和裂隙密度具有显著的分辨性。

【技术实现步骤摘要】
一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法和系统
本专利技术属于地质勘探
，具体涉及一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法和系统。
技术介绍
煤层在顶板压实作用下水平裂隙近乎闭合，多垂向裂隙发育，将该类煤层等效为HTI介质，研究裂隙密度对煤层反射系数的影响，可以为预测裂隙提供理论依据，对煤田勘探有重要意义。AVO(amplitudeversusoffset)理论起源于Zeoppritz方程，是指反射波振幅随炮检距发生变化。在煤层中识别裂隙的具体形态，利用AVO技术是一种有效方法。随着AVO理论的发展，Rüger利用Thomsen各向异性参数和裂隙参数推导了Rüger反射系数公式；Ivan也推导了基于WA(weakanisotropy)参数的弱各向异性介质反射系数公式。这两个公式各有优点，但主要适用于油气地震勘探中，煤层与油层的主要区别在于煤层与围岩波阻抗差别大，而油层波阻抗差较小，AVO近似公式中常采用的角度近似公式不再成立，近似公式与精确解误差较大。因此需推导一个各向异性参数高阶项保留、能够更准确描述大偏移距情形、并具有更高精度的公式。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法和系统，解决现有的现有AVO技术用于煤层勘探中精度不足的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法，通过下列公式计算地震波反射系数其中，r>上式中，θ表示PP波的入射角；表示PP波的入射角；表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度均值，VP1表示上覆泥岩层的纵波速度，VP2表示下伏煤层的纵波速度；ΔVP表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度的差值，ΔVP＝VP1-VP2；表示上覆泥岩与下伏煤层横波速度的均值，VS1表示上覆泥岩的横波速度，VS2表示下伏煤层的横波速度；表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的均值，ρ1表示上覆泥岩的密度，ρ2表示下伏煤层的密度；ΔZ表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的差值，ΔZ＝ρ1VP1-ρ2VP2；表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的均值，ΔG表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的差值；λ、μ表示不含裂隙时下伏煤层的拉梅常数；ε(v)表示下伏煤层纵波各向异性程度；δ(v)表示下伏煤层纵波在横向和垂向之间各向异性变化的快慢程度；e表示煤层的裂隙密度；U11和U33是由煤层裂隙状态决定的两个常数，对于干裂隙，对于饱和水裂隙，U11＝0，δx表示第一参数，εz表示第二参数，εx表示第三参数，γx表示第四参数，γy表示第五参数。具体的，所述的纵波速度VP1、VP2和横波速度VS1、VS2通过以下公式计算获得，本专利技术还公开了一种HTI型煤层地震波反射系数的计算系统，包括参数获取模块，用于获取PP波在上层泥岩层中的纵波速度VP1、PP波在下层煤层中的纵波速度VP2、PP波在上层泥岩中的横波速度VS1、PP波在下层煤层中的横波速度VS2、上层泥岩层的密度ρ1、下层煤层的密度ρ2、下层煤层的裂隙密度e以及背景煤层的拉梅常数λ、μ；计算模块，用于按照下列公式计算地震波反射系数其中，上式中，θ表示PP波的入射角；表示PP波的入射角；表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度均值，VP1表示上覆泥岩层的纵波速度，VP2表示下伏煤层的纵波速度；ΔVP表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度的差值，ΔVP＝VP1-VP2；表示上覆泥岩与下伏煤层横波速度的均值，VS1表示上覆泥岩的横波速度，VS2表示下伏煤层的横波速度；表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的均值，ρ1表示上覆泥岩的密度，ρ2表示下伏煤层的密度；ΔZ表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的差值，ΔZ＝ρ1VP1-ρ2VP2；表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的均值，ΔG表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的差值；λ、μ表示不含裂隙时下伏煤层的拉梅常数；ε(v)表示下伏煤层纵波各向异性程度；δ(v)表示下伏煤层纵波在横向和垂向之间各向异性变化的快慢程度；e表示煤层的裂隙密度；U11和U33是由煤层裂隙状态决定的两个常数，对于干裂隙，对于饱和水裂隙，U11＝0，δx表示第一参数，εz表示第二参数，εx表示第三参数，γx表示第四参数，γy表示第五参数。具体的，所述的参数获取模块中，纵波速度VP1、VP2和横波速度VS1、VS2通过以下公式计算获得，与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用裂隙参数控制WA参数，又由裂隙密度影响各向异性参数，此方法既可保证裂隙参数对反射系数的影响权重，又可将计算公式的高阶项保留，从而提高了地震波反射系数的计算精度，且对煤层裂隙类型和裂隙密度具有显著的分辨性。附图说明图1为方位角为90°时Rüger公式和Ivan公式计算结果。图2为方位角为0°时Rüger公式与本专利技术方法公式计算结果。图3为含饱和水裂隙煤层模型利用本专利技术公式后计算的反射系数空间曲面图。图4为含干裂隙煤层模型利用利用本专利技术公式后计算的反射系数空间曲面图。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式本专利技术的一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法，通过下列公式计算地震波反射系数其中，上式中，θ表示PP波的入射角；表示PP波的入射角；表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度均值，VP1表示上覆泥岩层的纵波速度，VP2表示下伏煤层的纵波速度；ΔVP表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度的差值，ΔVP＝VP1-VP2；表示上覆泥岩与下伏煤层横波速度的均值，VS1表示上覆泥岩的横波速度，VS2表示下伏煤层的横波速度；表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的均值，ρ1表示上覆泥岩的密度，ρ2表示下伏煤层的密度；ΔZ表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的差值，ΔZ＝ρ1VP1-ρ2VP2；表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的均值，ΔG表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的差值；λ、μ表示不含裂隙时下伏煤层的拉梅常数；ε(v)为下伏煤层的Thomsen各向异性参数之一，表示下伏煤层纵波各向异性程度；δ(v)是下伏煤层的Thomsen各向异性参数之二，表示纵波在横向和垂向之间各向异性变化的快慢程度；e表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法，其特征在于，通过下列公式计算地震波反射系数

【技术特征摘要】
1.一种HTI型煤层地震波反射系数的计算方法，其特征在于，通过下列公式计算地震波反射系数



其中，





















上式中，θ表示PP波的入射角；表示PP波的入射角；

表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度均值，VP1表示上覆泥岩层的纵波速度，VP2表示下伏煤层的纵波速度；
ΔVP表示上覆泥岩与下伏煤层纵波速度的差值，ΔVP＝VP1-VP2；

表示上覆泥岩与下伏煤层横波速度的均值，VS1表示上覆泥岩的横波速度，VS2表示下伏煤层的横波速度；

表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的均值，ρ1表示上覆泥岩的密度，ρ2表示下伏煤层的密度；
ΔZ表示上覆泥岩与下伏煤层的垂向纵波阻抗的差值，ΔZ＝ρ1VP1-ρ2VP2；

表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的均值，
ΔG表示上覆泥岩与下伏煤层的横波剪切模量的差值；
λ、μ表示不含裂隙时下伏煤层的拉梅常数；
ε(v)表示下伏煤层纵波各向异性程度；
δ(v)表示下伏煤层纵波在横向和垂向之间各向异性变化的快慢程度；
e表示煤层的裂隙密度；
U11和U33是由煤层裂隙状态决定的两个常数，对于干裂隙，对于饱和水裂隙，U11＝0，
δx表示第一参数，εz表示第二参数，εx表示第三参数，γx表示第四参数，γy表示第五参数。


2.如权利要求1所述的HTI型煤层地震波反射系数的计算方法，其特征在于，所述的纵波速度VP1、VP2和横波速度VS1、VS2通过以下公式计算获得，











3.一种HTI型煤层地震波反射系数的计算系统，其特征在于，包括
参数获取模块，用于获取PP波在上层泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勤，王玮，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61