裂缝发育的地震预测方法研究

论文摘要

裂缝各向异性在地下介质中广泛存在,裂缝可以作为油气储集空间,也是油气运移的基本通道之一,控制着油气藏的形成与分布。裂缝的准确认识对于储层预测有着重要的作用。目前利用地震数据进行裂缝预测的方法众多,其中广泛应用的方法主要分为叠后纵波属性提取技术,叠前纵波方位各向异性技术以及横波分裂双扫描等三类方法。本文首先从各向异性介质的弹性波动理论出发,解释了方位HTI介质中的横波时差、偏振特征以及纵波的速度特征产生的机理。通过模拟方位HTI介质中的纵横波波场,从数值模拟角度解释了横波分裂现象发生的条件和变化特征,以及纵波传播速度方位各向异性随裂缝参数的变化情况。针对地层裂缝的高精度检测的问题,基于分裂横波的正交性假设,通过分析横波分裂的矢端图像特征,对R分量和T分量的矢量迭代计算,找出了指示裂缝方位的轨迹矩形,研发出了一套通过矢量迭代算法进行矢端图像分析的叠前裂缝参数预测新方法,实现了裂缝参数的高精度预测。将本文提出的方法应用于一维、三维模拟数据,获得了比传统方法更准确的结果。本文将纵波方位各向异性分析方法应用于三维三分量合成记录,测试结果表明,当纵波达到宽方位覆盖时,可以通过椭圆拟合来预测裂缝方位。但是纵波的基于振幅方位变化的椭圆拟合可能指示裂缝延伸方向也可能指示裂缝的垂直方向,这对纵波振幅各向异性分析带来了不确定性。多种方法的应用对比表明,矢端图像分析方法在现有理论的基础上提升了地震裂缝预测方法的精度与稳定性。将纵横波的多种裂缝预测方法应用于四川新场致密砂岩气田3D3C实际数据,以及塔河油田托普台地区的walkaround VSP数据,通过对比不同方法的数据需求、精度、稳定性等指标,结果表明基于横波分裂分析的三种双扫描法、矢端图像分析和纵波方位各向异性分析方法在满足数据要求的情况下都能计算得到相一致的结果,但纵波振幅方位椭圆拟合具有不确定性,并且在应用中会受方位覆盖次数的限制,这使得横波方法优于纵波方法。横波方法中矢端图像分析方法具有更高的精度和稳定性,使之在实际应用中能够得到更精确的结果。在实际数据的应用中,应以矢端图像分析为主,纵横波方法结合起来,相互印证才能得到更全面的结果。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 引言
•   1.1. 选题目的与研究意义
•   1.2. 裂缝发育的地震预测方法研究现状
•     1.2.1 基于纵波地震属性的裂缝检测方法
•     1.2.2 基于纵波叠前裂缝检测方法
•     1.2.3 基于横波分裂现象的裂缝预测方法
•     1.2.4 多方位VSP检测裂缝
•   1.3. 研究内容与科学问题
•     1.3.1 裂缝介质地震波场传播特征研究
•     1.3.2 基于转换波矢端图像分析的叠前裂缝参数提取研究
•     1.3.3 纵横波裂缝预测方法的应用对比研究
•   1.4. 研究成果与创新点
•     1.4.1 研究成果
•     1.4.2 创新点
• 2 HTI介质地震波场传播特征
•   2.1. 各向异性介质的弹性波理论基础
•   2.2. 方位HTI介质横波时差、偏振特征
•     2.2.1 快慢横波时差特征
•     2.2.2 快慢横波偏振特征
•   2.3. 方位HTI介质纵波速度特征
•   2.4. 方位HTI介质波场模拟
• 3 裂缝发育的地震预测方法原理
•   3.1. 纵波叠后属性提取方法
•   3.2. 纵波叠前方位各向异性分析方法
•     3.2.1 纵波速度随方位角变化（VVAZ）
•     3.2.2 纵波振幅随方位角变化（AVAZ）
•   3.3. 基于横波分裂的双扫描方法
•   3.4. 基于横波分裂的叠前矢端图像分析方法
•     3.4.1 分裂横波矢端图像特征
•     3.4.2 分裂横波偏振方向计算
•     3.4.3 快慢横波时差计算
•     3.4.4 多层HTI介质的快慢横波分离
• 4 数值模型算例
•   4.1. 裂缝模型一维水平分量合成记录
•     4.1.1 双扫描方法
•     4.1.2 矢端图像方法
•     4.1.3 双扫描方法和矢端图像分析结果对比
•   4.2. 裂缝模型三维三分量合成记录
•     4.2.1 纵波方位各向异性分析
•     4.2.2 横波分裂双扫描与矢端图像分析方法
•   4.3. 本章小结
• 5 纵横波裂缝参数预测应用对比研究
•   5.1. 四川新场致密砂岩气田3D3C实际资料应用
•     5.1.1 地质背景
•     5.1.2 储层类型特征
•     5.1.3 纵波叠后裂缝属性分析
•     5.1.4 基于转换横波裂缝预测方法应用
•     5.1.5 应用效果对比与总结
•   5.2. 塔河托普台walkaround VSP数据裂缝预测
•     5.2.1 地质背景
•     5.2.2 地震资料分方位处理
•     5.2.3 纵波裂缝预测
•     5.2.4 转换波裂缝预测
•     5.2.5 应用效果对比与总结
•   5.3. 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 杨宇勇

导师: 王赟,芦俊

关键词: 各向异性,裂缝预测,横波分裂,纵波各向异性

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P631.4

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000117

总页数: 121

文件大小: 10227K

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