地震波的偏振分析与应用

穿过裂隙介质的横波被分裂成以不同速度和偏振方向传播的快横波和慢横波。快、慢横波的偏振方向和延迟时间反映了裂隙的方位及发育程度。由于各种原因而导致纵，横波的相互干涉和叠加，使得地震记录的波场十分复杂，要从其中识别分裂后的快，慢横波极为困难。我们通过偏振分析，找出所研究的波的空间投影方向，使其具有最大的信噪比，从而能够较容易地分辨快、慢横波，提取有效信息。对合成地震记录和实际资料的处理结果表明，该方法     

横波速度各向异性初步探讨：—多波勘探资料的应用

在纵波、SH 型横波资料处理和解释过程中,我们发现四川 HBC 地区地下介质普遍存在方向各向异性。当横波通过方向各向异性介质时,分裂成两个波:一个波的偏振方向与裂缝平行,叫快横波;另一个波的偏振方向与裂缝走向垂直,叫慢横波。采用相应的观测和处理方法,便可获得快横波和慢横波剖面。根据同一界面的快、慢横波的旅行时可以求得各向异性系数。同样,还可以利用 SH 波与转换波的速度比求取各向异性系数。各向异性系数的大小,反映了裂缝的发育程度。如果野外作了 X、Y 分量观测,室内又作了坐标旋转处理,那么,就可以进一步确定裂缝带的方向。如果未作上述工作,也可以根据构造线走向,大致确定裂缝带的发育方向。     

层状各向异性介质中横波分裂和再分裂数值模拟

本文利用交错网格高阶有限差分法重点研究了层状各向异性介质中横波分裂和再分裂的现象,推导出了相应的PML法吸收边界条件公式,并应用于各向异性介质弹性波波场模拟,取得了良好的效果。波场快照和合成记录清楚地表明,对于TIV介质,当横波源的偏振方向与对称轴之间呈一定角度(但不等于0°和90°)时,就产生横波分裂现象;对于三斜各向异性介质,横波源为任意偏振方向时,都会产生横波分裂现象,且快横波是多值的;不同方位的层状TIH介质中存在透射和反射横波再分裂现象,即存在快—快横波(qS11qS11)、快—慢横波(qS11qS12)、慢—快横波(qS12qS11)和慢—慢横波(qS21qS12)等四种横波成分,且快—快横波(qS11qS11)和慢—快横波(qS12qS11)偏振方向与最后一层裂缝介质的裂缝方向一致,快—慢横波(qS11qS12)和慢—慢横波(qS12qS12)的偏振方向与最后一层裂缝介质的裂缝方向垂直。     

基于Alford旋转的转换波各向异性校正技术

横波穿过裂缝时会分裂为沿着裂缝的快横波和垂直裂缝的慢横波,在转换波处理时为了提高径向分量的成像质量,通常需要进行横波分裂方位各向异性校正处理。为此,通过构建互相垂直的径向和横向分量对,实现了Alford旋转方法对转换波数据的快慢横波分离,并完成了转换横波分裂方位各向异性校正处理。首先,在浅层时窗内根据快、慢横波分离方法得到裂缝方向以及快、慢横波,并求取快、慢横波之间的时延;然后,将时延应用于慢横波作时延补偿;最后,将快横波和时延补偿后的慢横波旋转回原来的径向和横向方向,得到新的径向和横向分量。依照该方法对川西地区地震勘探资料中深层或深层时窗内的转换波数据进行处理,大大改善了转换波径向分量的成像质量。     

横波各向异性在安棚地区裂缝评价中的应用

横波在各向异性地层中传播会产生分裂现象, 裂缝面与井轴平行或斜交的天然裂缝或诱导缝能够造成横波的各向异性特征, 各向异性的大小反映裂缝的发育程度, 快横波的偏振方向代表裂缝的走向。可以利用偶极声波成像测井资料提取的快、慢横波信息, 得到地层各向异性的大小, 来定性评价安棚地区裂缝的有效性和走向。     

VTI介质三分量井间地震观测波场数值模拟

 文中采用波动方程交错网格有限差分数值方法模拟井间三分量地震观测到的各向异性介质中传播的波场。与只用两分量地震资料模拟相比,两分量X和Z分量剖面上只能观测到快纵波和慢纵波,观测不到Y方向偏振的快横波,也观测不到横波分裂现象,在三分量地震资料模拟中,可以在Y分量地震记录上观测到快横波和横波分裂。一般来说,在TI介质中横波速度各向异性要比纵波速度各向异性具有更明显的特征。通过对大庆油田S区野外实际观测到的井间三分量地震数据进行数值模拟,证实了快横波的存在,合理地解释了井间地震记录的各向异性介质中传播的波场,为纵、横波波场分离,纵横波速度分析、成像和纵横、波综合解释等提供了基本依据。     

各向异性情况下地震数据的处理

提取矢量波场数据中分裂出来的快,慢横波的偏振方向及其旅行时的各种处理技术为未来地下岩层内部构造细节的成像奠定了基础.新近发展的独立旋转震源极化方向和检波器轴技术是一种从横波数据中提取各向异性效应的有效处理工具.该技术在理论上能够把握分裂横波的非正交偏振方向.进一步可用各种各向异性介质模型的VSP横波数据集来检验它的性能,并用全波模拟计算.当横波在裂缝走向不随深度变化的模型中传播吋。使用该方法效果很好,而当裂缝走向随深度剧烈变化时,用此法则会得到不精确的偏振和时间延迟估值.在这种情况下,用其它技术未必会得到更好的结果,因为这些问题是由横波多次分裂而导致的复杂性造成的.     

正交基旋转的横波分裂检测技术

根据横波分裂的特点和信息，可以预测地层裂缝发育的方位和密度参数。在裂缝性油气藏中，这两个参数对提高油气采收率具有重要的意义。利用二维单震源的转换波资料估算裂缝参数时，通常假定快、慢横波之间有确定的时差关系和振幅关系。而在实际资料中，这种关系往往是不存在的，特别是时差关系并不确定。为此，本文在快、慢横波偏振为正交偏振的基础上，提出一种正交基旋转(OBR)方法，可导出观测系统坐标与自然坐标之间夹角的解析表达式，从而实现快、慢横波分离，并估算地层裂缝发育方位。通过合成记录和实际资料试算表明，利用此法估算裂缝的主方向既可行又实用。     

用偶极横波的各向异性测井曲线评价裂缝和应力

裂缝和应力是储层生产和开发的重要参数，它影响着横波的传播，这一影响由各向异性得到证明，横波在具有正交粒子运动的偏振方向上一分为二：快、慢横波。在裂缝或水平应力岩石中，快横波沿裂缝走向方向和／或最大水平应力方向偏振。各向异性的大小，如慢度的百分差，随着裂缝的出现率或非平衡地下应力的大小而变化。地震和垂直地震剖面（ＶＳＰ）利用横波各向异性确定裂缝和应力的大尺度特性，偶极声波测井首次使高分辨率声波尺度级     

EDA介质快慢横波时差和振幅-方位曲线的实验分析

在含垂直定向裂隙的各向异性（EDA）介质中，地震快、慢横波传播的时差及振幅随裂隙（缝）方位变化曲线能反映裂缝的密度、走向和介质的性质，这对多波地震资料的处理、解释有着重要意义。但受观测条件限制以及噪声的影响，在横波分裂记录上，同相轴往往会出现扭曲、倾斜和不规则抖动等现象，给快、慢横波时差的求取和振幅-方位曲线的绘制带来误差。设计了EDA介质物理模型，并利用岩石超声波测量系统获得了快、慢横波记录；分析记录可知，在相同传播方向的分裂横波具有走时和传播速度不随裂缝方位变化的恒定性特征；以此为基础，提出了利用平均法和瞬时振幅法来计算快、慢横波的走时时差和绘制振幅-方位曲线，以提高精度。利用物理模型实验得到的2个正交横波（S1波与S2波）的快、慢横波记录，分别用平均法和瞬时振幅法计算了快、慢横波走时的平均值、时差和均方差，并绘制了相应的振幅一方位曲线。结果表明，采用上述2种方法，消除了同相轴扭曲、倾斜和不规则抖动等对计算结果的影响，时差的计算是可靠的，振幅一方位曲线的绘制是合理的。     

地震裂缝预测技术研究进展

地下裂缝识别和预测对于油气勘探具有重要的实践价值。相关的理论研究和现场试验已经证明裂缝诱发的各向异性会对岩石的地震波传播特征产生影响,通过地震资料识别和表征地下裂缝的走向、密度及分布范围是可行的。地震识别裂缝方法具有费用低、覆盖范围广和探测深度大的优点,主要包括多分量转换波裂缝检测、纵波方位各向异性检测和叠后地震属性分析三大类。从应用情况来看,由于数据基础、数据要求、技术完备程度3方面的原因,不同方法的应用程度及效果存在差异。随着采集和处理等技术的不断进步,多分量转换波裂缝检测、纵波方位各向异性检测方法会得到更为广泛的应用;而在传统三维叠后数据基础上发展起来的属性分析技术也会因为数据对象类型的多样化而获得更为广阔的发展空间。     

多波多分量地震技术发展与展望

随着海上转换波勘探的兴起，多波多分量地震技术（包括激发、接收、数据处理和解释）得到了很大的发展。目前以转换波勘探技术为主的海上多波多分量地震已进入生产阶段，大大改善了某些纵波资料不好地区的成像质量，提高了储层和油气预测的精度。陆上多波多分量地震技术正在寻求新的突破，以便得到广泛的应用。     

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碳酸盐岩裂缝性油气藏是我国，特别是四川盆地的一种重要的油气藏类型。对这类油气藏的勘探与开发，目前在世界上尚无十分有效的方法。三维地震，包括三维三分量地震、重复三维地震即四维地震，由于建立了三维空间数据体，测网密度大，地下网格单元小，可以充分利用数据体的多种信息，如地震纵波，横波，快横波，慢横波及纵、横波速度等来描述裂缝的空间分布及含油、气、水情况，研究裂缝性油气藏，圈定含油气裂缝发育带的空间位置，甚至识别出死油气区（层），进而为制定合理的开发方案提供依据。采用该方法可降低勘探风险。     

裂缝介质中地震波方位AVO特征分析

预测储集层中的有利裂缝发育带及裂缝发育的主方位在油气勘探开发中具有重要的意义,裂缝的存在将导致介质属性的变化,不同的裂缝发育模式具有不同的表现特征,地震反射波振幅的方位变化就是一个重要的特征。对不同裂缝各向异性地质模型的地震波方位AVO特性进行了分析,建立地震波方位AVO的变化特征与裂缝走向和倾向的关系,尤其是具有一定倾斜角度的裂缝对地震波方位AVO的响应特征,为利用振幅变化信息预测裂缝提供了依据。将其应用于千米桥古潜山有利裂缝发育带的分析,取得了一些效果,促进了该方法在油气勘探中的应用。     

裂缝介质中多方位AVO特征分析技术及应用举例

有利裂缝发育带及裂缝发育的主方位在储层预测中具有重要的意义。当储层中存在裂缝时，流体与致密岩石的巨大物理性质差异形成一定规模的物理界面，引起储层地震波反射特征的改变，成为地震剖面上反映裂缝存在的重要信息。地层中分布的裂缝，特别是在构造应力作用下形成的具有一定方位性分布的裂缝，其特征可以采用多方位AVO 方法进行检测。理论上讲，裂缝对地震属性参数的影响在垂直裂缝走向的方向上表现为最强，在水平裂缝走向的方向上表现为最弱，对AVO 属性参数的影响也是如此。因此，对于发育裂缝的储层采用多方位AVO方法进行矢量差异分析可以确定储层中裂缝发育的强度和密度。从理论公式入手讨论了不同入射角、方位角以及不同裂缝倾角情况下裂缝性储层的方位AVO响应，研究了裂缝性储层多方位AVO的变化特征与裂缝走向和倾向的关系，尤其是具有一定倾斜角度的裂缝对地震波方位AVO的响应特征，并用这一方法分析了新疆某油区的有利裂缝发育带，取得了较为理想的效果。     

碳酸盐岩裂缝储层地震预测技术——以牙哈地区为例

裂缝油气藏勘探在油气勘探中占有重要位置,但由于裂缝发育机制的复杂性、裂缝储层的预测一直是裂缝油气藏勘探的难点,充分利用地震资料横向连续性的优势,从裂缝地层阻抗的变化和裂缝介质的方位各项异性特征这2个方面入手对裂缝展开预测研究,研究结果在牙哈地区寒武系碳酸盐岩裂缝储层预测中得到了实际应用,预测结果和实钻相吻合。     

多分量油气地震勘探技术急需解决的几个问题

首先简单回顾了地震各向异性理论与多分量地震勘探技术的国内外发展现状,然后针对石油工业领域需求,重点讨论了裂缝各向异性等效介质理论应用存在的问题。对于页岩、煤层等强各向异性介质,需要突破Thomsen理论的弱各向异性假设;对于多组多尺度裂缝型储层,需要从单斜介质模型的角度进一步丰富、发展现有的等效介质理论;而对于中国广泛分布的陆相薄互层储层,宽方位P波各向异性分析与S波分裂分析需要在正交各向异性介质的框架下重新认识波场特征,并厘定各向异性异常的影响因素。同时分析了多分量地震数据处理、解释分析中存在的不足,主要问题在于油气勘探开发的高精度要求与多分量地震数据处理技术不够完善所产生的不匹配。最后,提出了一些值得攻关研究的方向,重点在于现有的多分量地震数据处理需要进一步发展保矢量和动力学特征的方法技术,包括多分量的高维插值波场重建技术、宽方位OVT叠加技术、深海OBS/OBN稀疏采样成像技术以及大起伏海底条件下的PS波深度域偏移成像技术等。     

用地震资料检测裂缝性油气藏的方法

在油气勘探开发过程中，裂缝性油气藏所占的比例越来越大。裂缝性地层表现出很强的各向异性，勘探难度很大。在横波勘探、P S转换波、多分量地震、VSP、纵波AVA、AVO、AVOZ、VVA等技术中，最有效的方法应属横波分裂技术。但横波采集和处理的费用高昂，多数油公司不愿冒险。在查阅了大量相关资料的基础上，对国内外横波勘探技术的现状进行了对比，提出了建议。     

用P—SV转换波资料研究储层各向异性

四川盆地油气层大多为裂缝－孔隙型储集层，这种特殊的地质条件，很适合用横波的偏振特性寻找储怪的裂缝发育带。为此，在该盆地灵音寺地区，采集了高质量的Ｐ－ＳＶ转换波资料。通过资料处理发现，穿越下二叠统储层的转换波发生了明显的分裂现象，慢横波的振幅差异，各向异性系数的大小均与储层裂缝强度的横向变化紧密相关。     

正交偶极声波测井资料在评价地层各向异性中的应用

裂缝和不均衡地应力等均可引起地层的各向异性，利用正交偶极子测量的4组波形可在井孔内评价地层的各向异性。其方法原理是，根据各向异性地层中偶极声源激发的快、慢弯曲波具有波形相似的特征，对所有接收阵列的快、慢弯曲波进行波形匹配，并构造目标函数，然后反演出地层的各向异性参数。用该方法处理了裂缝性和存在不均衡地应力地层中多口井的正交偶极资料，处理结果与成像资料基本吻合，表明各向异性系数和快横波方位能够用来指示地层的裂缝和地应力信息。