快慢横波成像与流体预测技术研究与应用
发布时间：2021-06-17 05:55
地震各向异性的重要性自1986年首次在油气藏中观测以来得到了石油行业的认可,自那以后,地震各向异性在解决地球物理问题上的应用一直受到人们的关注。然而,许多问题仍然存在,这限制了该技术的应用。目前,越来越多的三维多分量地震数据具有宽方位角。这些为地震各向异性的研究提供了更多的机会。本文的研究重点是利用横波分裂在三维多分量地震数据中对地下裂缝进行表征,提高转换波成像质量,探测裂缝性储层的流体类型,以及综合利用VSP和地面地震资料对裂缝储层进行解释,对裂缝性油藏勘探和监测具有重要意义。为了利用横波分裂表征地下裂缝系统,首先分析了转换横波分裂发生的原理,给出了横波分裂现象的数学解释。研究了横波分裂分析与补偿的算法,比较了几种横波分裂属性（快横波极化方位和时间延迟）分析准则。之后设计了多层裂缝系统,采用有限差分法数值模拟了裂缝地层的波场响应,对合成记录进行了横波分裂分析与补偿证明了本文横波分裂分析与补偿算法的可行性。然后对SH裂缝储层转换波资料进行了分析,补偿结果改善了指示横波分裂的“双眼现象”。为了对XC多组裂缝地层进行准确成像。首先研究了多层裂缝系统的横波分裂层剥离算法,模型数据验证了层剥离...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各向异性介质中的横波分裂[9]
中国石油大学（北京）博士学位论文-3-在剪切波数据采集中，如果水平接收端与各向同性面方向和对称轴方向不一致，则将快速的S1波和慢的S2波都投影到径向和横向分量中。记录的R(径向)和T(横向)分量可以转换为快横波S1和慢横波S2分量：cossin[()()][1()2()]sincosRtTtStSt(1.1)θ是径向方向和裂缝方向之间的夹角。径向方向是沿着裂缝方向时。当θ=0,只有快速S1分量是在径向分量记录。同时，在横向分量上只记录了缓慢的S2分量。当θ=90，径向和横向分量只包含缓慢S2和快速S1分量。同样，快速S1和慢S2分量也可以转换为径向和横向分量：cossin[1()2()][()()]sincosStStRtTt(1.2)基于这种关系，Alford旋转通常用于将径向和横向构件旋转到快速S1和慢S2分量[3]。然后可以得到快速S1和S2构件之间的时间延迟，用于估计裂缝密度。在VSP数据上经常进行剪切波分裂分析，因为它更容易分析近垂直射线路径的剪切波数据[4,5]。纯剪切波地震数据的直接采集由于成本高、数据质量低而没有得到广泛的应用。实际应用利用传统的纵波源，研究PS转换波数据，而非纯剪切波数据。在图2-3中所示，PS转换波也受横波分裂的影响。图1.3转换波(PS波)分裂现象。(P-SV1和P-SV2分别代表分裂的快和慢的PS转换波)Fig.1.3Convertedwavesplitting.(P-SV1fastconvertedwave,P-SV2slowconvertedwave)在裂缝介质中，PS转换波也被分裂成一个快速的P-SV1波和一个慢的P-SV1波。在裂隙介质的宽方位角转换波测量中，快速的P-SV1波和慢速P-SV2波都被
中国石油大学（北京）博士学位论文-5-完整形态不能通过井眼数据、测井资料来描述。例如，常规数据处理所显示的地震图像上的不连续现象常被地震资料解释者研究以确定大规模的裂缝系统(公里尺度)。这种方法总是受到地震数据不确定性的影响，并不能有效地提供详细的裂缝特性。地理统计方法是另一种统计插值数据获取裂缝信息的方法。不同的地质统计方法和岩石的间断和矿化可能会产生不同的结果，会降低数据解释的准确性[18]。图1.4高角度页岩裂缝系统[19]Figure.1.4Exampleofhighlyfracturedshales[19]一般认为，垂直排列的裂缝往往导致方位各向异性。因此，在地震资料处理和反演中需要考虑方位各向异性，这将直接提高裂缝特征描述的准确性。然而，如果没有等效介质理论来描述包含裂缝的介质中的地震特征，这一过程将不能完全实现。基于等效介质理论，已经建立了几种不同的模型[14,20,21,22,23,24,25]。下面介绍了三种主要的等效介质理论，以及利用裂缝诱导的各向异性探测裂缝。多年来，学者们提出了等效介质理论来估计裂缝介质的有效弹性特性，并给出了一些裂缝参数。如果裂缝有理想的形状，裂缝的长度比地震波的波长要小得多，一个包含裂缝或裂缝的非均匀介质可以看作是等效的均匀介质[24]。这种等效介质具有与实际裂缝介质相同的整体各向异性性质。然后构造等效介质的裂缝特性与各向异性参数之间的关系，从而对地震属性的各向异性行为进行描述，以推导或反演裂缝信息。其中，两种主要的等效介质理论被广泛应用于裂缝介质的研究中。第一个是Hudson模型，该模型是通过将薄的、小的椭圆形的椭球体裂隙或夹杂物合并成各向同性的体积而建立的，并使用了散射理论[20,21]。有效介质的刚度张量可以为：eff012CCCC(1.3)
【参考文献】：
期刊论文
[1]三种双扫描横波分裂算法在裂缝探测中的应用研究[J]. 张建利,王赟,刘志斌,李绪宣. 石油地球物理勘探. 2017(01)
[2]层理缝在致密油成藏富集中的意义、研究进展及其趋势[J]. 罗群,魏浩元,刘冬冬,张晨,朱德宇,张云钊,王健. 石油实验地质. 2017(01)
[3]新场气田储层裂缝特征及其与动态气水分布的关系[J]. 王丹丹,李浩,赵向原,吉明艳. 石油实验地质. 2016(06)
[4]基于蚂蚁体追踪技术的裂缝预测——以东营南坡东部沙四段碳酸盐岩为例[J]. 罗荣涛,魏红梅,陈杰. 油气地球物理. 2016(04)
[5]联合纵波确定转换波接收点大的静校正量[J]. 陈海峰,李向阳,钱忠平,狄帮让. 地球物理学进展. 2014(01)
[6]利用转换横波层剥离分析技术检测裂缝[J]. 肖维德,徐天吉,丁蔚楠. 石油地球物理勘探. 2013(06)
[7]高精度地震曲率体计算技术与应用[J]. 王世星. 石油地球物理勘探. 2012(06)
[8]一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法[J]. 严红勇,刘洋,赵前华,李绪宣,江南森. 石油地球物理勘探. 2011(06)
[9]碳酸盐岩礁滩油气储层地震预测方法探讨[J]. 贺振华,贾义蓉,蒋炼,黄德济. 物探化探计算技术. 2011(01)
[10]利用纵波方位AVO技术进行裂缝检测[J]. 杜惠平. 新疆石油地质. 2008(05)
博士论文
[1]裂缝性孔隙介质波场模拟与频变AVO储层参数反演[D]. 兰慧田.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于横波分裂分析的裂缝检测方法研究及应用[D]. 解建建.成都理工大学 2011
本文编号：3234610
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各向异性介质中的横波分裂[9]
中国石油大学（北京）博士学位论文-3-在剪切波数据采集中，如果水平接收端与各向同性面方向和对称轴方向不一致，则将快速的S1波和慢的S2波都投影到径向和横向分量中。记录的R(径向)和T(横向)分量可以转换为快横波S1和慢横波S2分量：cossin[()()][1()2()]sincosRtTtStSt(1.1)θ是径向方向和裂缝方向之间的夹角。径向方向是沿着裂缝方向时。当θ=0,只有快速S1分量是在径向分量记录。同时，在横向分量上只记录了缓慢的S2分量。当θ=90，径向和横向分量只包含缓慢S2和快速S1分量。同样，快速S1和慢S2分量也可以转换为径向和横向分量：cossin[1()2()][()()]sincosStStRtTt(1.2)基于这种关系，Alford旋转通常用于将径向和横向构件旋转到快速S1和慢S2分量[3]。然后可以得到快速S1和S2构件之间的时间延迟，用于估计裂缝密度。在VSP数据上经常进行剪切波分裂分析，因为它更容易分析近垂直射线路径的剪切波数据[4,5]。纯剪切波地震数据的直接采集由于成本高、数据质量低而没有得到广泛的应用。实际应用利用传统的纵波源，研究PS转换波数据，而非纯剪切波数据。在图2-3中所示，PS转换波也受横波分裂的影响。图1.3转换波(PS波)分裂现象。(P-SV1和P-SV2分别代表分裂的快和慢的PS转换波)Fig.1.3Convertedwavesplitting.(P-SV1fastconvertedwave,P-SV2slowconvertedwave)在裂缝介质中，PS转换波也被分裂成一个快速的P-SV1波和一个慢的P-SV1波。在裂隙介质的宽方位角转换波测量中，快速的P-SV1波和慢速P-SV2波都被
中国石油大学（北京）博士学位论文-5-完整形态不能通过井眼数据、测井资料来描述。例如，常规数据处理所显示的地震图像上的不连续现象常被地震资料解释者研究以确定大规模的裂缝系统(公里尺度)。这种方法总是受到地震数据不确定性的影响，并不能有效地提供详细的裂缝特性。地理统计方法是另一种统计插值数据获取裂缝信息的方法。不同的地质统计方法和岩石的间断和矿化可能会产生不同的结果，会降低数据解释的准确性[18]。图1.4高角度页岩裂缝系统[19]Figure.1.4Exampleofhighlyfracturedshales[19]一般认为，垂直排列的裂缝往往导致方位各向异性。因此，在地震资料处理和反演中需要考虑方位各向异性，这将直接提高裂缝特征描述的准确性。然而，如果没有等效介质理论来描述包含裂缝的介质中的地震特征，这一过程将不能完全实现。基于等效介质理论，已经建立了几种不同的模型[14,20,21,22,23,24,25]。下面介绍了三种主要的等效介质理论，以及利用裂缝诱导的各向异性探测裂缝。多年来，学者们提出了等效介质理论来估计裂缝介质的有效弹性特性，并给出了一些裂缝参数。如果裂缝有理想的形状，裂缝的长度比地震波的波长要小得多，一个包含裂缝或裂缝的非均匀介质可以看作是等效的均匀介质[24]。这种等效介质具有与实际裂缝介质相同的整体各向异性性质。然后构造等效介质的裂缝特性与各向异性参数之间的关系，从而对地震属性的各向异性行为进行描述，以推导或反演裂缝信息。其中，两种主要的等效介质理论被广泛应用于裂缝介质的研究中。第一个是Hudson模型，该模型是通过将薄的、小的椭圆形的椭球体裂隙或夹杂物合并成各向同性的体积而建立的，并使用了散射理论[20,21]。有效介质的刚度张量可以为：eff012CCCC(1.3)
【参考文献】：
期刊论文
[1]三种双扫描横波分裂算法在裂缝探测中的应用研究[J]. 张建利,王赟,刘志斌,李绪宣. 石油地球物理勘探. 2017(01)
[2]层理缝在致密油成藏富集中的意义、研究进展及其趋势[J]. 罗群,魏浩元,刘冬冬,张晨,朱德宇,张云钊,王健. 石油实验地质. 2017(01)
[3]新场气田储层裂缝特征及其与动态气水分布的关系[J]. 王丹丹,李浩,赵向原,吉明艳. 石油实验地质. 2016(06)
[4]基于蚂蚁体追踪技术的裂缝预测——以东营南坡东部沙四段碳酸盐岩为例[J]. 罗荣涛,魏红梅,陈杰. 油气地球物理. 2016(04)
[5]联合纵波确定转换波接收点大的静校正量[J]. 陈海峰,李向阳,钱忠平,狄帮让. 地球物理学进展. 2014(01)
[6]利用转换横波层剥离分析技术检测裂缝[J]. 肖维德,徐天吉,丁蔚楠. 石油地球物理勘探. 2013(06)
[7]高精度地震曲率体计算技术与应用[J]. 王世星. 石油地球物理勘探. 2012(06)
[8]一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法[J]. 严红勇,刘洋,赵前华,李绪宣,江南森. 石油地球物理勘探. 2011(06)
[9]碳酸盐岩礁滩油气储层地震预测方法探讨[J]. 贺振华,贾义蓉,蒋炼,黄德济. 物探化探计算技术. 2011(01)
[10]利用纵波方位AVO技术进行裂缝检测[J]. 杜惠平. 新疆石油地质. 2008(05)
博士论文
[1]裂缝性孔隙介质波场模拟与频变AVO储层参数反演[D]. 兰慧田.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于横波分裂分析的裂缝检测方法研究及应用[D]. 解建建.成都理工大学 2011
本文编号：3234610
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