[发明专利]基于岩石物理的叠前裂缝定量预测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气地震勘探反演和定量解释领域，尤其是涉及了一种基于岩石物理的叠前裂缝定量预测方法及系统。

背景技术

AVOAz(Amplitude versus offset and azimuth)反演就是利用反射纵波振幅随入射角和方位角的变化规律反演地下裂缝密度以及裂缝发育方向。大量地球物理学家曾对各向异性介质中反射、透射近似关系式进行了研究，当前最为出名且被大家广泛应用的是Ruger基于弱各向异性的概念，结合Thomsen各向异性参数，提出的HTI介质中纵波反射系数随方位角和入射角变化的公式，即Ruger方程精确式，具体形式见式(1)。Ruger方程精确式是入射角i、方位角φ、Thomsen各向异性三参数(ε、δ、γ)以及介质弹性参数(纵波速度V_p、横波速度V_s、密度ρ、纵波阻抗Z和横波切向模量G等)的函数。

式中，i和φ分别表示纵波的入射角和方位角；φ_sym为HTI介质对称轴方向的方位角；为与入射角i和方位角φ有关的界面纵波反射系数；Z＝ρα为纵波波阻抗；ρ为介质密度，g/cm³；α为纵波速度，m/s；为界面上下的波阻抗之差与平均波阻抗的比值；G＝ρβ²为横波切向模量，β为横波速度；ε、δ和γ为Thomsen的各向异性参数；Δ[·]表示上、下界面物理量之差；[·]表示上、下界面物理量的均值。上标V代表HTI介质。由公式(1)可以得到不同参数条件下HTI介质的反射系数随入射角和方位角的变化情况，进而可进一步探讨和研究HTI介质的各向异性。

纵波各向异性裂缝预测方法作为目前应用比较广泛、效果较好的一种裂缝预测方法。大量国内外学者都进行了深入的探索，其中最早出现的较为经典的是传统的椭圆拟合法。该方法原理简单、易于实现，被广泛应用于各种商业化软件中，并成功用于油田实际资料的解释中。椭圆拟合法是在小入射角前提下，忽略Ruger方程精确式中的高阶项部分，从而对Ruger方程进一步简化，得到随方位角变化的AVO梯度项，它们的具体表达式分别为：

B(φ_k)＝B^iso+B^anicos²(φ_k-φ_sym)(2)

式(2)中的φ_k为第k次的地震观测方位角。事实上，式(2)可以近似为一个椭圆，并且地下介质中的裂缝强度越大，由各向异性拟合出的方位椭圆的扁率越大，其长轴或短轴方向代表裂缝走向。因此，理论上只需知道三个或三个以上方位的反射地震数据，就可以实现对目的地层中任意一点的裂缝发育密度和方位的预测。但是，传统的椭圆拟合方法的准确性会受到一系列因素的影响，当入射角较大、信噪比较低、方位角分布不均匀、盖层的物性和各向异性横向变化、上覆介质的透射各向异性较强时，该方法的裂缝预测结果误差较大。

随后本领域又发展了多种预测方法，包括算法上的改进和最终反演参数的选取，都尝试提高裂缝预测的精度，但大部分方法都受到入射角的限制且精度不高，因为这些方法都是在忽略高阶项的基础上发展而来的。再后来，少量学者提出基于Ruger方程三项的反演方法，大大提高了预测精度且克服了入射角的影响，但这样得到的各向异性梯度项、甚至Thomsen的各向异性参数和裂缝密度之间并没有直接的关系。事实上，地下的各向异性并非都只是由裂缝引起的。另一方面，现有的这些方法都不能研究裂缝中充填的流体性质，而这对于后面的开发布井工作的指导至关重要。

在实际的裂缝预测中，由于各种因素的影响，裂缝的密度及发育方向很难准确估计，尤其是裂缝密度的定量预测。传统的椭圆拟合方法由于受到各种因素的制约，不能准确得到裂缝密度和方向，而后发展的基于三项方程的反演方法虽然弥补了椭圆拟合法的多种不足，但其仍不能实现裂缝密度的定量预测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于岩石物理的叠前裂缝定量预测方法及系统。

本发明一方面提供了一种基于岩石物理的叠前裂缝定量预测方法，所述叠前裂缝定量预测方法包括：

根据待测储层的叠前CMP道集中的方位角及入射角的大小，将所述叠前CMP道集划分为多个方位角道集：方位角道集1，方位角道集2，…，方位角道集n；

对各所述方位角道集进行叠加、偏移处理，计算各方位角道集的纵波反射系数；