基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，以及计算机存储介质和计算机设备。该方法本发明专利技术藉由采集到的裂缝地震响应的散射波场记录提取裂缝散射波场，并且通过局部波场分解技术从裂缝散射波场中得到后向散射波场，再将后向散射波场变换到频率-波数域中进行分析，找到其中最大能量值所对应的波数值，由波数值估算出裂缝间距。该方法效果稳定，能很好地确定裂缝间距及范围，为储量评价提供参考，同时对开发生产和增产方案具有重要意义。具有重要意义。具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法和设备


[0001]本专利技术属于地震勘探领域，尤其是一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，以及计算机存储介质和计算机设备。

技术介绍

[0002]在油气储层压裂过程中，岩层遭到破坏并形成裂缝。裂缝会影响固体力学性质以及影响地震波的传播，是控制储层流体流动和油气生产的主要因素之一。因此，了解它们的分布、方向和物理性质对开发生产和增产方案具有重要意义。
[0003]现有的一些研究利用有效介质理论(如Schoenberg and Sayers,1995)解释了裂缝诱导的各向异性，该理论认为断裂或裂缝的尺度远小于地震波长，在介质中是孤立的，且分布稀疏。这种破裂介质对三维地震数据具有特殊的特征，即AVOaz振幅随方位偏移量的变化。同时分析了PP和PS的AVOaz反射能量，获得了关于裂缝方向、密度等性质的信息。其中，PS转换能量可以通过分析横波的分裂作用，作为裂缝性储层表征的工具。
[0004]然而，野外数据的地震各向异性量级并不总是能用有效介质理论很好地解释。在某些地质条件下，小裂缝会聚集成大型裂缝走廊或断裂带，从而导致与单个小裂缝不同的地震特征。在这种情况下，需要考虑离散裂缝模型，以便更好地解释现场数据的观测结果。散射是对含有大离散裂缝介质的地震响应特征。在常规地震采集处理过程中，散射波通常会被认为是一种干扰波，当作噪音而被去除掉，没有充分利用散射波信息。
[0005]本专利技术克服上述技术偏见，以新的视角提出一种利用散射P-S能量来定量估算地下裂缝结构大小的思想，为之后油气储量的评估提供科学依据。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提出了一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，以及计算机存储介质和计算机设备。
[0007]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术的一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，包括以下步骤：
[0008]S100，对目标储层的地震响应进行分析，以获取目标储层的包含裂缝地震响应的散射波场记录；
[0009]S200，从所述散射波场记录中提取含有裂缝信息的裂缝散射波场；
[0010]S300，从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场；
[0011]S400，将所述后向散射波场变换到频率－波数域中，并确定所述后向散射波场的频率－波数域谱中最大后向散射能量值所对应的波数值；
[0012]S500，根据所述波数值估算所述目标储层中裂缝的间距。
[0013]根据本专利技术的实施例，上述步骤S200包括以下步骤：
[0014]比较所述散射波场记录中垂直裂缝方向和平行裂缝方向的波场散射特征；
[0015]若垂直裂缝方向/平行裂缝方向的波场散射特征较强，则提取所述散射波场记录
中垂直裂缝方向/平行裂缝方向的波场分量，作为含有裂缝信息的裂缝散射波场。
[0016]根据本专利技术的实施例，上述步骤S300中，利用局部波场分解法，从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场。
[0017]根据本专利技术的实施例，上述步骤S300中，
[0018]基于局部波场分解算子从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场，其中所述局部波场分解算子为：
[0019][0020]式中，a为半偏移孔径算子，x表示空间位置坐标，h(x)为位于x位置处的空间锥形滤波器，用于把空间锥形区域里面的数据分解出来，为地震子波的幅度变化，φ(p,x)为积分路径，ω为频率，p为射线参数。
[0021]根据本专利技术的实施例，上述基于局部波场分解算子利用局部波场分解法从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场，具体包括以下步骤：
[0022]基于局部波场分解算子，从所述裂缝散射波场中分解出不同射线参数p值所对应的散射波场记录；
[0023]对不同射线参数p值所对应的散射波场记录进行能量归一化分析，基于能量归一化分析结果从所有散射波场记录中找出能量大于预设百分比阈值且射线参数p值为负值的散射波场记录，作为后向散射波场。
[0024]根据本专利技术的实施例，对不同射线参数值所对应的散射波场记录进行能量归一化分析，基于能量归一化分析结果从所有散射波场记录中找出能量大于预设百分比阈值且射线参数值为负值的散射波场记录，作为后向散射波场，具体包括以下步骤：
[0025]统计每个p值对应的散射波场记录的能量，全部绘制在横坐标为p值、纵坐标为能量的曲线图中，然后进行能量归一化处理，取所有散射波场记录中能量大于预设百分比阈值且射线参数值为负值的散射波场记录，作为后向散射波场。
[0026]根据本专利技术的实施例，上述百分比阈值优选为80％。
[0027]根据本专利技术的实施例，上述步骤S500中，按照下式根据所述波数值估算所述目标储层中裂缝的间距：
[0028][0029]式中，L是裂缝的间距，k
a
是最大后向散射能量值所对应的波数值。
[0030]根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种计算机存储介质，其中存储有用于实现上述方法的计算机程序。
[0031]根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，所述计算机程序用于实现上述方法。
[0032]与现有技术相比，本专利技术提供的基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法等具有如下优点或有益效果：
[0033]在现有的常规地震采集处理分析过程中，散射波通常被认为是一种干扰波，因而被当作噪音去除掉，没有充分利用散射波信息。本专利技术藉由采集到的裂缝地震响应的散射
波场记录提取裂缝散射波场，并且通过局部波场分解技术从裂缝散射波场中得到后向散射波场，再将后向散射波场变换到频率-波数域中进行分析，找到其中最大能量值所对应的波数值，由波数值估算出裂缝间距。该方法效果稳定，能很好地确定裂缝间距及范围，为储量评价提供参考，同时对开发生产和增产方案具有重要意义。
[0034]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0035]从下面描述的实施例并参考附图，本专利技术的其它优点和细节将变得显而易见。以下是示意图并示出：
[0036]图1是本专利技术实施例的裂缝间距定量分析方法的流程图；
[0037]图2是本专利技术实施例的原始地震数据局部分解的示意图；
[0038]图3是本专利技术实施例的三维裂缝储层模型及其观测系统布设示意图；
[0039]图4是本专利技术实施例的波场记录对比：(a)不含裂缝波场记录；(b)垂直裂缝走向波场记录；(c)平行裂缝走向波场记录；
[0040]图5是本专利技术实施例的基于垂直裂缝走向地震记录进行裂缝间距估算的过程示意图；其中(a)为图4(b)对应的垂直裂缝走向的波场记录；(b)为图5中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，对目标储层的地震响应进行分析，以获取目标储层的包含裂缝地震响应的散射波场记录；S200，从所述散射波场记录中提取含有裂缝信息的裂缝散射波场；S300，从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场；S400，将所述后向散射波场变换到频率－波数域中，并确定所述后向散射波场的频率－波数域谱中最大后向散射能量值所对应的波数值；S500，根据所述波数值估算所述目标储层中裂缝的间距。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S200包括以下步骤：比较所述散射波场记录中垂直裂缝方向和平行裂缝方向的波场散射特征；若垂直裂缝方向/平行裂缝方向的波场散射特征较强，则提取所述散射波场记录中垂直裂缝方向/平行裂缝方向的波场分量，作为含有裂缝信息的裂缝散射波场。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S300中，利用局部波场分解法，从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用局部波场分解法，从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场，具体为：基于局部波场分解算子从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场，其中所述局部波场分解算子为：式中，a为半偏移孔径算子，x表示空间位置坐标，h(x)为位于x位置处的空间锥形滤波器，用于把空间锥形区域里面的数据分解出来，为地震子波的幅度变化，φ(p,x)为积分路径，ω为频率，p为射线参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于局部波场分解算子利用局部波场分解法...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖云飞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：