[发明专利]检测地层裂缝走向方位角度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其是涉及一种检测地层裂缝走向方位角度的方法和装置。

背景技术

在三维三分量VSP(Vertical Seismic Profiles，垂直地震剖面)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。通过分析可控震源激发、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能量变化规律，可以定量检测地层中裂缝走向的方位角度。

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储层裂缝的相关信息。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，对地层裂缝走向的方位角度的检测能力不能满足油田的生产需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测地层裂缝走向方位角度的方法和装置，以实现定量检测地层裂缝走向方位角度。

为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种检测地层裂缝走向方位角度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取来自各个观测方位的三维三分量地震数据；

计算所述三维三分量地震数据中横波直达波的初至；

根据所述初至构造所述三维三分量地震数据在所述各个观测方位上的径向分量和切向分量的数据矩阵；

获取所述数据矩阵旋转角度后的矩阵中的斜对角元素平方和及对角元素平方和的比值，所述旋转角度为地层中裂缝走向方位角度与所述径向分量指向的方位角度的夹角；

根据所述比值确定所观测地层中的裂缝走向的方角度。

本发明的方法，所述获取来自各个观测方位的三维三分量地震数据，具体包括：

对于α∈{α_j,j＝1,2,......,M}的每一个取值α_j，将可控震源放置在与井口O距离为x₀米方位角度为α_j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，并使所述井下三分量检波器的径向分量指向的方位角度与α_j保持一致，激发所述可控震源产生沿着α_j方位角度偏振的横波，并同时通过所述井下三分量检波器记录所述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＝α_j时，所述井下三分量检波器的径向分量、切向分量记录到的质点振动分别记为R_j(t_k),T_j(t_k),k＝1,2,......,N，其中，α为观测点方位角度，t_k为三分量检波器的第k个采样时间。

本发明的方法，所述计算三维三分量地震数据中横波直达波的初至，具体包括：