[发明专利]CO2地质封存中四维多分量地震监测的转换波AVO计算方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及CO₂驱油、地质封存中四维多分量地震监测技术领域，具体涉及CO₂地质封存中四维多分量地震监测的转换波AVO计算方法，用于模拟CO₂注入地下不同阶段，四维多分量地震监测中转换波AVO地震响应及四维转换波差异响应。

背景技术

自从挪威科技大学的Landro等(2003)开展四维地震的PP与PS波AVO联合反演砂岩储层压力与流体饱和度研究取得成功后，四维多分量转换波地震在国际上的油气勘探中得到越来越多的应用。这主要是因为单独利用常规纵波进行四维地震监测，难以区别储层流体饱和度变化与压力变化产生的振幅差异，因此难以通过地震振幅差异判断那些振幅差异异常是流体饱和度产生的、那些是压力变化产生的？由于转换横波对于流体不敏感，所以四维转换波的差异主要是压力产生的。这样，通过PP与PS的联合解释，我们可以有效区别压力变化与饱和度变化在储层的分布范围。

国际上在CO₂-EOR(CO₂Enhanced Oil Recovery)与地质封存领域，利用四维多分量地震资料来监测压力、流体饱和度或裂缝变化已成为一种趋势。加拿大Weyburn油田CO₂地质封存项目开展了世界上第一次完善的四维多分量地震监测，到目前为止在其Phase 1A工区采集了5次三维三分量(3D3C)地震资料。在Weyburn油田的CO₂注入区Phase 1B工区，科罗拉多矿院的Thomas L.Davis(2003)教授采集了三次开展四维3D9C地震，用于监测CO₂地质封存过程中的裂缝分布，及CO₂泄漏风险评估。此前，Thomas L.Davis(2002)教授在美国新墨西哥州Vacuum Field开展了四维3D9C监测注水驱 油的研究，在科罗拉多州非常规气田Rulison Field进行盖层的四维多分量监测，和进行四维多分量谱分解研究。并在Louisiana的Delhi Field运用四维多分量技术开展残余油饱和度与盖层完整性研究，特别是CO₂注入过程中横波分裂如何用于监测盖层应力状态。Bale(2005，2013)等在EOR监测重油过程中，采用四维多分量中横波分裂研究应力状态，Grossman(2013)研究了加拿大Alberta省西北Pouce Coupe Field油田，非常规油气藏多分量四维地震中横波分裂与油气产量之间的关系。研究表明岩石(包括储层)所受水平最大应力方向对应产生的裂缝方向。我们知道一般顺裂缝方向速度快而垂直裂缝方向速度慢，横波遇到裂缝可以发生分裂。Dillen(2000)发现了应力各向异性也可以导致横波分裂。而国内目前还没有开展四维多分量地震资料的实际监测。

目前，国际上的四维多分量相关研究大多考虑是基于油、水两相介质，并且不考虑储层开发过程中注入井、生产井压力的变化。即便在CO₂地质封存与CO₂-EOR四维多分量监测中，也没有分析压力变化对储层弹性参数的影响。即对于各向同性介质，无论注入CO₂压力和生产井压力多大，储层弹性参数在注入CO₂的不同阶段都是相同的。对于各向异性HTI介质，则不考虑注入压力及生产井压力变化对于裂缝密度的影响。

本发明考虑了注入CO₂过程中，注入井压力孔隙高和生产井孔隙压力低导致的各向同性介质储层弹性参数变化。同时考虑了注入井压与生产井压力变化对于垂向裂隙介质(HTI)的影响，即裂缝密度在不同压力下的变化。并分别依据各向同性介质和各向异性介质(HTI)理论，进行注入CO₂不同阶段四维转换波地震AVO响应的模拟，使得模拟结果更符合实际注入状况。 为准确的四维多分量地震解释奠定基础。

AVO为Amplitude Versus Offset的简写。

发明内容