一種檢測地層中裂縫發育程度的方法
【專利摘要】本發明提供一種檢測地層中裂縫發育程度的方法，所述方法利用橫波在裂縫發育地層中傳播時發生橫波分裂現象，導致井下三分量檢波器的兩個水平分量接收到的橫波初至波的波形隨著地層中裂縫的發育程度變化而變化，通過計算兩個水平分量上的橫波初至波互相關誤差系數來定量檢測地層裂縫的發育程度，為降低勘探開發的風險，提高油氣藏開采效率提供參考數據。
【專利說明】一種檢測地層中裂縫發育程度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地震勘探【技術領域】，是一種通過對三維三分量VSP中井下三分量檢波器的兩個水平分量記錄的地震波場的橫波初至能量的比值進行計算，從而對地層中裂縫發育程度進行定量檢測的分析方法。本發明主要應用于地震勘探領域，為裂縫型油氣藏勘探與開發提供地層裂縫發育程度信息，為降低勘探開發的風險，提高油氣藏開采效率提供參考數據。
【背景技術】
[0002]在三維三分量VSP地震勘探數據中，當橫波可控震源在井旁激發時，震源所產生的橫波在地層中傳播，穿透地層到達井中的三分量檢波器所在位置，并在該點引起質點振動，該點的振動被放置于井中的三分量檢波器記錄下來。如果地層中裂縫發育，可控震源所激發的橫波在穿透地層傳播時會發生橫波分裂現象，即橫波會分裂為沿著裂縫走向偏振的快橫波和垂直裂縫走向偏振的慢橫波。通過計算可控震源激發、井中三分量檢波器接收的三維三分量VSP地震數據中井下三分量檢波器的水平分量的橫波初至波互相關誤差系數的大小，可以定量檢測地層中裂縫發育的程度。
[0003]現有技術手段是通過地層的地質露頭進行觀測、或者對鉆井中提取的巖心樣本在實驗室中觀測、或者對測井資料進行分析來獲得地層裂縫發育程度的相關信息。由于上述方法資料采集的局限性，只能夠獲得地層裂縫的局部信息。
[0004]現有技術手段也可以通過寬方位角縱波地震勘探獲得縱波地震傳播的方位各向異性屬性來檢測地層裂縫的走向方位角度信息，但是由于地震縱波對地層裂縫的發育情況不夠敏感，因此通過縱波地震方位各向異性屬性分析來對儲層裂縫的發育特征只能夠做到定性的或者是誤差較大的半定量描述。
[0005]總之，現有的技術手段由于受到技術方法本身的限制，對地層裂縫發育程度的檢測能力不能滿足油田的生產需要。
【發明內容】
[0006]本發明通過計算三維三分量VSP地震勘探中井下三分量檢波器水平分量的橫波初至的互相關誤差系數來定量檢測地層裂縫發育程度的分析方法與流程。
[0007]當地層中發育有裂縫時，橫波在地層中傳播時將發生橫波分裂現象，橫波分裂導致井下三分量檢波器的兩個水平分量上接收到的橫波初至波的能量不同，地層中裂縫發育程度越高，井下三分量檢波器的兩個水平分量上接收到的橫波初至波的能量大小就越接近。通過計算井下三分量檢波器的兩個水平分量上所記錄的地震波場中橫波初至波互相關誤差系數，可以定量檢測地層中裂縫的發育程度。
[0008]圖1是當橫波穿過呈平行排列的垂直裂縫介質時發生橫波分裂的原理示意圖。當由橫波可控震源激發的入射橫波S穿過裂縫發育的地層時，發生了橫波分裂，入射橫波S分解為快橫波S1和慢橫波S2，其中快橫波S1的偏振方向平行于裂縫走向，慢橫波S2的偏振方向垂直于裂縫走向。
[0009]為了便于分析橫波分裂現象，我們將三分量檢波器的徑向方向記錄的地震波場記為R(t)、切向分量記錄的地震波場記為T(t)，三分量檢波器的兩個水平分量同時記錄下了快橫波S1U)和慢橫波32(0在觀測點引起的質點振動，三分量檢波器的兩個水平分量R(t)與T(t)可以寫成如下形式:
【權利要求】
1.一種檢測地層中裂縫發育程度的方法，所述方法包括以下步驟: (1)根據所欲觀測的井所在的現場地形，按照如下要求設計三維三分量VSP觀測方案:從井口所在位置O點指向可控震源所在位置S點的觀測方位角度取值a G {a,2,......a j G [0, 360), a的M個取值將圓周均勻分割為M等份，根據對觀測精度的要求，M取值從集合{6、8、10、12、16、18、36}中選取一個合適的數值；井下三分量檢波器所放置的位置G與井口位置O的距離為Ztl米，Z0的取值保證井下三分量檢波器的正常工作并盡量接近要觀測的地層；可控震源所在位置S與井口位置O之間的距離為Xtl米，Xtl的取值滿足當激發可控震源時，井中三分量檢波器能夠接收到較高信噪比的有效信號；設定井下三分量檢波器的離散采樣間隔dt與離散采樣點數N，dt與N的取值保證記錄到完整的可控震源引發的位置G處的質點振動； (2)對于aG {a.^1 ^ M}的每一個取值a」，將可控震源放置在與井口 O距離為X0米方位角度為a j處；將井下三分量檢波器放置于與井口位置O的距離為Ztl米的井下，并使井下三分量檢波器的R分量指向的方位角度與保持一致；激發可控震源產生沿著CIj方位角度偏振的橫波，并同時以井下三分量檢波器記錄可控震源引發的井下三分量檢波器所在位置G處的質點振動，當a取值為a = 時井下三分量檢波器兩個水平分量R、T記錄到的質點振動記為Rj (tk)，Tj (tk)，k = I, 2,......, N ； (3)對步驟⑵中得到的所有觀測方位的數據記錄(RjUk),TjUkM, j =1.2,......，M，k = 1，2，......，N，編程計算直達波初至的到達時間{P」}，j =1.2,......，M， 編程的具體算法為: 對于a = 的每一個取值得到的井下三分量檢波器的兩個水平分量的數據記錄Rj (tk)，Tj (tk)，k = 1，2，......，N，掃描計算 Irk = Fk/Ek, k = L+l, L+2,......，N-L}中的最大值所對應的k的取值，則得到Pj = kdt ;在公式{rk = Fk/Ek, k = L+l, L+2,......，N_L}中
【文檔編號】G01V1/40GK103645506SQ201310553812
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】李向陽, 蔡志光, 撒振宇, 宋建軍, 陳海峰 申請人:中國石油大學(北京)