宽方位地震勘探技术新进展

本文从地震采集、处理和解释三个方面总结了宽方位地震勘探目前所取得的进展,分析了目前存在的问题,并对发展方向作了预测,得出以下认识：1宽方位地震采集的核心理念是如何经济可行地获取宽方位数据体,陆上多采用可控震源高效激发实现,螺旋采集技术结合震源同步激发技术可进一步提高海上采集效率,降低勘探成本; 2炮检距向量片（OVT）技术是面向宽方位地震资料处理的一项新技术,考虑了宽方位观测带来的方位各向异性问题,有利于提高地震成像精度,同时在处理过程中可以保留炮检距和方位角信息,有望在复杂构造地震成像和储层描述中发挥更大作用; 3在HTI介质中地震波能量衰减方位各向异性程度较其他属性要明显,且对裂缝尺度和流体类型敏感,今后业界将应更加关注综合利用地震波能量衰减、频率、相位方位各向异性提高裂缝预测精度; 4宽方位地震观测在高陡构造和复杂断块成像、岩性和裂缝型储层预测等方面具有明显优势并已得到实践检验,但对于诸如复杂山地等地表起伏剧烈、速度纵横向变化大、静校正问题严重的地区,在相关处理技术未完善的情况下,应慎用宽方位地震观测。     

宽方位杨氏模量反演和裂缝预测方法及应用——以渤中凹陷H构造潜山勘探为例

裂缝可作为油气储集空间或运移通道,是潜山油气勘探的重点目标。传统的方法多基于地震属性、利用弹性分界面AVO特征预测裂缝发育方向,但是由于顶、底界面AVO特征可能存在差异,导致裂缝预测精度较低。为此,利用杨氏模量对裂缝的指示性作用,从HTI介质一阶扰动近似方程出发,拓展基于杨氏模量、泊松比和各向异性参数表征的方位弹性阻抗方程,建立方位弹性阻抗反演方法;结合方位杨氏模量椭圆拟合和各向异性参数预测裂缝发育带,避免了顶、底界面AVO特征差异对裂缝预测结果的影响;最后通过模型试算,并实际应用于渤中凹陷H构造潜山勘探中,证实了所提方法可行、合理,预测的裂缝发育强度、方向符合实际情况。     

转换波各向异性校正方法与应用

为了实现宽方位转换波精确成像,基于横波分裂理论并采用两分量旋转技术实现了转换横波分裂分析,利用宽方位转换波资料进行了多层裂缝介质的层剥离横波分裂分析,完成了转换波方位各向异性校正研究.首先,利用两分量旋转技术求出第一层裂缝介质的各向异性方向、快慢横波时差等参数,然后将快、慢横波时差应用于慢波数据进行慢波时差补偿,最后根据第一层的方位角将快波和补偿后的慢波旋转回原来的径向、横向分量,从而使第一个裂缝层的转换波径向、横向分量得到方位各向异性校正,第一层裂缝介质也转换为各向同性介质.依此类推,进行其下多层各向异性介质横波分裂分析,并对各层转换波进行方位各向异性校正.该方法已用于宽方位三维三分量数据处理,校正了转换波方位各向异性对成像的影响,提高了转换波径向分量的成像质量.     

利用纵波地震资料确定方位各向异性的主方向

在方位各向异性介质中，方位各向异性的主方向就是似Ｐ波和似Ｓ波以纯Ｐ波和纯Ｓ波方式传播的方向。如果方位各向异性是由作用于一个方位各向同性背景中的定和垂直裂缝引起的，则这些主方向中的其中两个对应平行和垂直于裂缝的方向。横波穿过一个方位各向异性介质时，对与主方向有关的传播方向很敏感。因此，可以用多分量的一次Ｓ波或转换Ｓ波资料来获得主方向。除了采集费用高以外，地震工业界目前还没有完全开发出多分量资料处理和     

基于HTI介质各向异性正演的裂缝预测属性优选

纵波方位各向异性裂缝预测方法应用较为广泛,通过对不同方位角地震数据的属性求取来拟合各向异性椭圆,从而预测储层裂缝的分布特征。为了优化目前方位各向异性裂缝预测方法应用中地震属性的求取和优选过程,提出了采用基于HTI介质的各向异性正演来实现方位各向异性椭圆拟合地震属性优选的新思路。以测井裂缝信息为基础,进行井上各向异性正演;对正演模拟道集进行各种地震属性的求取和裂缝敏感性分析;将优选出的最佳敏感属性用于各向异性椭圆拟合和裂缝分布特征预测。松辽盆地南部某地区火山岩储层的实际应用试验结果表明,基于各向异性正演优选属性的裂缝预测结果与测井裂缝信息吻合较好,验证了该方法的合理性和有效性。     

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。     

宽方位地震OVT域方位各向异性校正技术

为提高宽方位地震资料的成像质量,需进行宽方位各向异性校正处理。相干谱拾取是一种OVT（offset vector tile）域的各向异性处理方法,它以OVT域偏移后的方位道集为基础,以叠加剖面作为引导,进行时差拾取,反演出各向异性参数,即求出方位各向异性的方位角和各向异性强度,进行方位各向异性校正处理。将相干谱拾取方法应用于理论模型和实际的宽方位地震资料处理中,消除了方位各向异性时差的影响,提高了地震成像质量,为后续的地震资料解释及储层预测提供了高质量的数据。     

裂缝介质弹性波场数值模拟及波场特征

裂缝介质的数值模拟是研究裂缝介质中地震波传播特征及规律的主要手段。以各向异性介质的弹性波动方程为基础,推导出空间交错网格方法一阶导数的任意偶数阶精度差分格式,并利用此差分格式对裂缝介质进行了2.5D三分量正演模拟。模拟结果表明:受裂缝影响弹性波在裂缝介质中传播的波场是非常复杂的,除了存在反射P波、反射P-SV波,还存在横波分裂现象和沿裂缝介质传播的导波等;数值模拟的三分量的方位道集呈现出波场传播的时间和振幅与裂缝的方位存在很大的关联,其方位各向异性特征与实际资料的方位各向异性特征一致,可以指导今后的方位各向异性处理和裂缝预测。     

长垣油田地震资料各向异性时差分析与校正

在方位各向异性介质中地震波沿不同方位的传播速度存在差异,会引起宽方位地震资料CDP道集内的道间时差,处理技术无法消除这一时差,必须寻找有效而适用的解决办法,以提高地震成像精度和分辨率。为了满足长垣油田开发后期剩余油挖潜精细地质研究对地震资料的品质要求,基于长垣油田高密度三维三分量（3D3C）地震实验区数据,分析了引起方位各向异性的地质原因,研究了地震资料中方位各向异性的表现特征。通过实际地震资料分析可知,该区快波速度方位约在NE67°,与现代主应力场方向及沉积物源方向一致,在CDP道集内方位各向异性时差约为10 ms,且各向异性强度和方向随深度而变化。进一步研究并试验了模型道相关法时差校正技术,以层剥离方式消除不同沉积时期的方位各向异性时差。通过最终成像效果对比可见,方位各向异性时差校正可提高地震数据成像品质,有利于小断层识别与薄砂体描述。     

基于HTI 介质理论的纵波速度分析方法

随着勘探精度的不断提高,各向同性介质理论已经不能满足宽方位和大偏移距地震资料速度分析和动校正的需要。针对宽方位纵波资料,讨论了水平对称轴横向各向同性介质各向异性速度分析方法。根据各向异性理论,给出了速度方位各向异性椭圆方程,并采用最小二乘拟合方法,得出了椭圆方程参数解。利用椭圆方程求出方位速度,并将该速度用于动校正处理。该方法已经用于川西HXC-GMZ 地区的宽方位地震资料处理,取得了较好的效果。     

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。     

裂缝介质对Ｐ波方位各向异性特征的影响——物理模型研究

利用物理模型模拟验证了反射P波在垂直裂缝介质中的椭圆方位各向异性特征，并以此为基础分别模拟了裂缝张开度对P波方位各向异性特征的影响，以及当裂缝处于倾斜状态时对P波方位各向异性特征所产生的影响。实验结果表明：裂缝张开度的大小影响着裂缝介质的方位各向异性程度。当其他条件相同时，高角度裂缝（倾角>70°）介质的方位各向异性时差要比完全垂直裂缝介质的方位各向异性时差小。     

基于裂缝柔度和地应力模型的声电测井正、反演方法及应用

电阻率成像探测深度通常为几厘米,超声波成像数据也只能提供井壁的声幅或到时图像。因此,很难评估井壁张开裂缝在地层中的分布情况。声波测井一般应用弹性各向异性表征地应力场和裂缝特性等,通常岩石的固有各向异性、高角度地层层面、裂缝或不平衡应力挤压等都可以导致弹性波表观各向异性,因此往往难以判断各向异性的成因。前人针对单一方位二维裂缝模型进行了声波正演模拟,但不适用于井筒含多组任意方位裂缝介质的弹性波模拟。为此,首先拾取井壁成像测井中导致声波表观各向异性的三类结构特征(天然裂缝、层面缝(或薄层)和钻井应力诱导缝)信息,同时定量化层理结构信息(如倾向、方位等),并将裂缝分层、分组;然后从声波全波列中提取地层的快、慢横波慢度及各向异性方位;接着在岩石和裂缝信息井壁成像建模基础上,通过裂缝附加柔度模型、层面伪裂缝模型和非线性应力场弹性波动理论正演模拟岩石的声波属性;最后通过对比声波速度及各向异性方位等信息的模型预测结果与实测结果,利用最小误差拟合反演确定井壁图像表征的裂缝类型与各向异性的成因,并对比、分析了频散曲线特征。将所提方法应用于花岗岩潜山裂缝型气田生产测试井以验证方法合理性,实际模拟结果表明：...     

叠前P-SV波裂缝参数提取方法

本文通过适用于单层HTI介质的P-SV波近似反射系数（R_PS）公式,对R_PS特征进行了分析,并与P-P波反射系数（R_PP）进行对比;利用HTI介质中P-SV波近似反射系数公式推导出叠前单层HTI介质裂缝方位及密度反演公式,试验结果证明了文中的叠前P-SV波裂缝参数提取方法的合理性,并得出以下认识：①受HTI介质各向异性的影响,R_PS随方位角的变化呈椭圆分布,并且椭圆的属性在一定程度上指示了裂缝的发育方向和发育强度;②各向异性系数ε对R_PP没有影响,而γ对于R_PP的影响最大;③各向异性系数ε、δ、γ都对R_PS有影响,且γ的影响最大;④R_PS对裂缝介质（HTI）的各向异性系数更加敏感,因此P-SV波叠前数据较P-P波数据包含更加丰富和准确的裂缝各向异性信息,可采用叠前P-SV波数据反演提取裂缝的方向和密度。模型正、反演试验证实,由裂缝方位角及发育强度反演公式得到的裂缝方位和强度结果精确度较高,因此可以根据本文方法计算并预测裂缝的方位及强度。     

快弯曲波方位差异判断各向异性类型的方法及其应用

利用正交阵列偶极声波测井可以提取地层各向异性,但有效区分各向异性的成因类型,特别是区分应力诱导成因还是裂缝等固有成因是个难题。在应力引起的各向异性中,由于应力的集中效应,快弯曲波方位角度在高、低频段的差值接近90°,而在裂缝、页理等固有的各向异性中,快弯曲波方位角度在高、低频段的差值接近0°。基于快、慢弯曲波声源信号一致的特征,构建了新的特征函数,实现了全频段快弯曲波方位角度的计算,同时在反演过程中引入全频段快弯曲波慢度始终小于慢弯曲波的约束条件,极大提高了反演计算的正确率。该方法不仅使正交阵列偶极声波测井能够提取各向异性,还能进一步区分各向异性类型,有效扩展正交阵列偶极声波测井在非常规储层勘探中的应用领域和深度。     

Design of a cross-dipole array acoustic logging tool

When entering an anisotropic formation, a shear wave splits into a fast wave and a slow wave. Based on the principle of four-component cross-dipole acoustic wave measurement, the anisotropy of HTI （Horizontal Transverse Isotropy） formation can be determined. The method of calculating the fast and slow wave data when a shear wave propagates along the borehole axis in anisotropic formation was analyzed, and the implementation of a cross-dipole acoustic logging tool was demonstrated. The tool was composed of transmitter electronics, transmitter mandrel, acoustic isolator, receiver mandrel and main control electronics. Sonde, transmitter circuit, signal receiving and processing circuit, data acquisition system, system control circuit and telemetry interface circuit were presented and analyzed. The test model was used in production wells and standard wells in various areas and the four-component cross-dipole waves were acquired and processed. The waves had good signal-to-noise ratio and clear characteristics, and the fast and slow waveforms, processed slowness curves, anisotropy and fast shear wave azimuth well matched with each other.     

三维转换波叠前方位各向异性校正技术

转换波成像与常规纵波成像不同的是转换波受方位各向异性的影响更为严重,相同反射点的快、慢波时差可达到40ms,严重影响转换波成像质量和分辨率。本文以横波分裂理论为基础,提出了一种叠前方位各向异性校正技术。该技术是基于共检波点叠加的层剥离转换波方位各向异性分析方法,并在叠前共检波点道集上进行方位各向异性校正。通过该技术在喇嘛甸工区的应用,得出T2层方位各向异性的主方位在67°～84°之间,快慢波时延在10～40ms之间。经过方位各向异性校正后,径向分量能量增强,切向分量能量减弱,提高了转换波成像质量和垂向分辨率。     

利用转换横波层剥离分析技术检测裂缝

基于前人研究成果,文中详细总结了转换横波分裂层剥离分析方法的裂缝检测原理与实现过程,并以四川盆地HXC地区陆相须家河组裂缝储层为研究对象,采用转换横波分裂层剥离分析校正技术检测目的层裂缝信息,并得出以下认识:①基于转换波层剥离分析技术的裂缝检测步骤可分为上覆层各向异性分析、上覆层各向异性校正、目的层各向异性分析三步;②快慢横波分离与层剥离技术消除了横波分裂造成转换波径向分量同相轴旅行时的余弦变化,将各向异性造成的转换横波切向分量能量重新聚焦到径向分量,使叠加剖面质量大大提高,获得了合理的"消除横波分裂效应"后的径向分量与切向分量资料;③快慢横波剖面呈现明显时延,表明目的层存在由裂缝引起的明显的方位各向异性;④裂缝主要发育于研究区西南部,裂缝发育区与实钻高产气层对应,裂缝发育方位主要为近EW-NEE向,与构造应力场以及地震解释的断裂走向一致。检测结果与实际钻/测井资料相吻合,表明了方法的有效性。     

P波各向异性裂缝预测技术在ZY区碳酸盐岩储层中的应用

利用地震数据较为准确地预测碳酸盐岩中的裂缝发育区,是碳酸盐岩裂缝型储层预测的关键手段。文中介绍了基于HTI(具有水平对称轴的横向各向同性)介质P波各向异性裂缝预测方法的原理及思路流程,从ZY区成像测井及岩心资料的裂缝发育情况出发,以叠前地震数据为基础,进行研究区碳酸盐岩裂缝分布特征的预测。通过与衰减有关的P波各向异性得到研究区的裂缝发育特征,认为裂缝发育情况与断层展布特征关系密切,区内裂缝方向以北东向为主,北北东为辅。成像测井及岩心资料上的裂缝信息验证了预测结果的可靠性和准确性;在预测裂缝分布特征基础上设计的井位,试油也获得工业油流。以上理论和应用实践表明,P波方位各向异性裂缝预测方法能够准确预测碳酸盐岩储层裂缝的分布特征,有效提升油气预测的成功率。