[发明专利]地质勘探中的裂缝检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探和油气田开发，更进一步地说，涉及地质勘探中的裂缝检测方法。

背景技术

当前的多分量地震勘探技术主要是纵波震源激发、三分量或四分量检波器接收。纵波下行遇到反射界面后在一定条件下会发生波模式转换，纵波转换为横波称为转换波（PS）。转换的上行横波在碰到裂缝介质时会发生横波分裂现象，这一现象会被检波器记录下来，其在探测裂缝型油气藏时会起到重要的作用。在裂缝发育的储层中，纵波传播的速度和振幅随测线方向变化而变化。但是，这种变化量最大不到3%，在资料处理解释中稍有误差就可能将这种方位变化掩盖。

而横波进入裂隙后会分裂为不同偏振方向（通常正交）的两个快慢横波。这两个横波具有不同振幅大小和快慢传播速度，一般强振幅速度快的称之为快横波（S1），反之为慢横波（S2）。裂缝的主方向就是快横波的方向。在多分量地震资料采集观测系统中，沿测线方向埋置的检波器得到的分量称之为X分量，沿垂直测线方向埋置的检波器得到的分量称之为Y分量。由X、Y分量确定的采集系统坐标与“自然坐标”（由S1波和S2波定义的裂缝系统）之间存在一个未知角度θ。

为了有效地探测裂缝型油气藏及其裂缝主方位和裂缝发育程度，可利用横波分裂这一波动现象来估算采集坐标和自然坐标之间的夹角，从而确定裂缝发育的主方位。寻求快横波和慢横波之间的时差可判断裂缝的发育程度。目前已经存在多种利用横波分裂现象检测裂缝的方法了，根据涉及的分量数量基本可分为两分量方法和四分量方法。其中，比较有影响的是：1986年Alford提出的基于纯横波勘探的四分量旋转方法，其通常称为Alford旋转方法；1988年Thomsen提出的两分量旋转方法；以及，Harrison于1992年基于波形相似性假设提出了两分量的旋转方法。两分量方法理论上更适合转换波勘探，因为转换波无法像Alford那样构建四分量的数据矩阵。然而，相比而言，四分量方法更为稳定。James E.Gaiser1997年给出了基于转换波四分量数据的Alford旋转方法，他的方法在工业界广泛被接受。这一方法利用两个方位相互正交采集的转换波资料来构建四分量的数据矩阵，用来近似纯横波勘探得到的四分量数据。

如上所述，转换波正交排列的四分量Alford旋转方法受到了两个采集排列必须正交的限制。因此，在实际的资料采集中大量的数据事实上为非正交的，它们或者不存在严格正交的两个采集方位，又或者满足正交条件的数据相对要少很多。而且，也不存在与之正交的排列，因此，在裂缝检测时只能避开这些数据。而在裂缝检测时用到的数据量较少必然会影响结果的正确性。因此，为了充分的利用采集到的多分量数据，就要打破正交的限制。

为此，需要提供一种不需要所采集的分量数据都满足正交特性就可以根据Alford旋转法确定裂缝方位角从而检测裂缝发生位置的方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种地质勘探中的裂缝检测方法，其包括以下步骤：

获取各采集方位中的转换波信号；

基于Alford旋转法导出由假定的正交排列的四分量数据表示任意采集方位的所述转换波信号的两个分量数据解析表达，其中正交排列的方位角度为任意假定的角度；

基于所述解析表达将各采集方位的两分量数据与假设的正交排列方位上的四分量信号联系起来，从而求得正交排列方位上的四分量数据；

基于计算得到的正交排列方位上的四分量数据得到裂缝方位角，从而检测得到裂缝发生的方位和时差。

根据本发明的一个实施例，假设两个正交排列的方位角度为0度和90度，则任意采集方位的两个分量数据与正交排列的四分量数据之间的解析表达式为：