一种检测地层中裂缝发育程度的方法技术

本发明专利技术提供一种检测地层中裂缝发育程度的方法，所述方法利用横波在裂缝发育地层中传播时发生横波分裂现象，导致井下三分量检波器的两个水平分量接收到的横波初至波的波形随着地层中裂缝的发育程度变化而变化，通过计算两个水平分量上的横波初至波互相关误差系数来定量检测地层裂缝的发育程度，为降低勘探开发的风险，提高油气藏开采效率提供参考数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地震勘探
，是一种通过对三维三分量VSP中井下三分量检波器的两个水平分量记录的地震波场的横波初至能量的比值进行计算，从而对地层中裂缝发育程度进行定量检测的分析方法。本专利技术主要应用于地震勘探领域，为裂缝型油气藏勘探与开发提供地层裂缝发育程度信息，为降低勘探开发的风险，提高油气藏开采效率提供参考数据。
技术介绍
在三维三分量VSP地震勘探数据中，当横波可控震源在井旁激发时，震源所产生的横波在地层中传播，穿透地层到达井中的三分量检波器所在位置，并在该点引起质点振动，该点的振动被放置于井中的三分量检波器记录下来。如果地层中裂缝发育，可控震源所激发的横波在穿透地层传播时会发生横波分裂现象，即横波会分裂为沿着裂缝走向偏振的快横波和垂直裂缝走向偏振的慢横波。通过计算可控震源激发、井中三分量检波器接收的三维三分量VSP地震数据中井下三分量检波器的水平分量的横波初至波互相关误差系数的大小，可以定量检测地层中裂缝发育的程度。现有技术手段是通过地层的地质露头进行观测、或者对钻井中提取的岩心样本在实验室中观测、或者对测井资料进行分析来获得地层裂缝发育程度的相关信息。由于上述方法资料采集的局限性，只能够获得地层裂缝的局部信息。现有技术手段也可以通过宽方位角纵波地震勘探获得纵波地震传播的方位各向异性属性来检测地层裂缝的走向方位角度信息，但是由于地震纵波对地层裂缝的发育情况不够敏感，因此通过纵波地震方位各向异性属性分析来对储层裂缝的发育特征只能够做到定性的或者是误差较大的半定量描述。总之，现有的技术手段由于受到技术方法本身的限制，对地层裂缝发育程度的检测能力不能满足油田的生产需要。
技术实现思路
本专利技术通过计算三维三分量VSP地震勘探中井下三分量检波器水平分量的横波初至的互相关误差系数来定量检测地层裂缝发育程度的分析方法与流程。当地层中发育有裂缝时，横波在地层中传播时将发生横波分裂现象，横波分裂导致井下三分量检波器的两个水平分量上接收到的横波初至波的能量不同，地层中裂缝发育程度越高，井下三分量检波器的两个水平分量上接收到的横波初至波的能量大小就越接近。通过计算井下三分量检波器的两个水平分量上所记录的地震波场中横波初至波互相关误差系数，可以定量检测地层中裂缝的发育程度。图1是当横波穿过呈平行排列的垂直裂缝介质时发生横波分裂的原理示意图。当由横波可控震源激发的入射横波S穿过裂缝发育的地层时，发生了横波分裂，入射横波S分解为快横波S1和慢横波S2，其中快横波S1的偏振方向平行于裂缝走向，慢横波S2的偏振方向垂直于裂缝走向。为了便于分析横波分裂现象，我们将三分量检波器的径向方向记录的地震波场记为R(t)、切向分量记录的地震波场记为T(t)，三分量检波器的两个水平分量同时记录下了快横波S1U)和慢横波32(0在观测点引起的质点振动，三分量检波器的两个水平分量R(t)与T(t)可以写成如下形式:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测地层中裂缝发育程度的方法，所述方法包括以下步骤：(1)根据所欲观测的井所在的现场地形，按照如下要求设计三维三分量VSP观测方案：从井口所在位置O点指向可控震源所在位置S点的观测方位角度取值α∈{αj,j＝1,2,......,M}，αj∈[0,360)，α的M个取值将圆周均匀分割为M等份，根据对观测精度的要求，M取值从集合{6、8、10、12、16、18、36}中选取一个合适的数值；井下三分量检波器所放置的位置G与井口位置O的距离为z0米，z0的取值保证井下三分量检波器的正常工作并尽量接近要观测的地层；可控震源所在位置S与井口位置O之间的距离为x0米，x0的取值满足当激发可控震源时，井中三分量检波器能够接收到较高信噪比的有效信号；设定井下三分量检波器的离散采样间隔dt与离散采样点数N，dt与N的取值保证记录到完整的可控震源引发的位置G处的质点振动；(2)对于α∈{αj,j＝1,2,......,M}的每一个取值αj，将可控震源放置在与井口O距离为x0米方位角度为αj处；将井下三分量检波器放置于与井口位置O的距离为z0米的井下，并使井下三分量检波器的R分量指向的方位角度与αj保持一致；激发可控震源产生沿着αj方位角度偏振的横波，并同时以井下三分量检波器记录可控震源引发的井下三分量检波器所在位置G处的质点振动，当α取值为α＝αj时井下三分量检波器两个水平分量R、T记录到的质点振动记为Rj(tk),Tj(tk),k＝1,2,......,N；(3)对步骤(2)中得到的所有观测方位的数据记录{Rj(tk),Tj(tk)},j＝1,2,......,M,k＝1,2,......,N，编程计算直达波初至的到达时间{Pj}，j＝1,2,......,M，编程的具体算法为：对于α＝αj的每一个取值得到的井下三分量检波器的两个水平分量的数据记录Rj(tk),Tj(tk),k＝1,2,......,N，扫描计算{rk＝Fk/Ek,k＝L+1,L+2,......,N?L}中的最大值所对应的k的取值，则得到Pj＝kdt；在公式{rk＝Fk/Ek,k＝L+1,L+2,......,N?L}中，Ek=Σl=1L(Rj2(tk-l)+Tj2(tk-l)),Fk=Σl=1L(Rj2(tk+l)+Tj2(tk+l)),L的取值由可控震源激发的地震子波的延续时间t0决定，L＝t0/dt，L＜N；(4)根据{Pj}的值，求取在所有观测方位角度观测的R分量上的横波初至与T分量上横波初至的互相关误差系数Cj=1-|Σl=1LRj(tk+l)Tj(tk+l)|Σl=1LRj2(tk+1)Σl=1LTj2(tk+1),k=Pj/,L的取值同上所述，j=1,2,……,M；(5)计算所有Cj，j=1,2,……,M的平均值则sigma值的大小用于定量描述所观测地层中的裂缝发育程度，sigma的取值范围为sigma∈（0,1），当sigma值增大时，代表地层中的裂缝发育程度提高，当sigma值减小时代表地层中的裂缝发育程度降低；(6)流程结束。FDA0000410992070000024.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种检测地层中裂缝发育程度的方法，所述方法包括以下步骤: (1)根据所欲观测的井所在的现场地形，按照如下要求设计三维三分量VSP观测方案:从井口所在位置O点指向可控震源所在位置S点的观测方位角度取值a G {a,2,......a j G [0, 360), a的M个取值将圆周均匀分割为M等份，根据对观测精度的要求，M取值从集合{6、8、10、12、16、18、36}中选取一个合适的数值；井下三分量检波器所放置的位置G与井口位置O的距离为Ztl米，Z0的取值保证井下三分量检波器的正常工作并尽量接近要观测的地层；可控震源所在位置S与井口位置O之间的距离为Xtl米，Xtl的取值满足当激发可控震源时，井中三分量检波器能够接收到较高信噪比的有效信号；设定井下三分量检波器的离散采样间隔dt与离散采样点数N，dt与N的取值保证记录到完整的可控震源引发的位置G处的质点振动； (2)对于aG {a.^1 ^ M}的每一个取值a」，将可控震源放置在与井口 O距离为X0米方位角度为a j处；将井下三分量检波器放置于与井口位置O的距离为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向阳，蔡志光，撒振宇，宋建军，陈海峰，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：