利用P波AVO测量值进行裂缝检测

地震波传播的物理模拟能够使我们深入了解有关复杂构造、地层和储层特性描述问题。在开发钻探方面，裂缝带的检测和圈定具有极其重要意义。确定一套储层内裂缝的方向在ＥＯＲ中具有重要作用。ＡＶＯ研究中的基本原理是提取反射振幅随震源－检测器距离变化的横波信息。本项研究的目标是确定是否可利用三维ＡＶＯ勘测中的横波信息进行裂缝检测和圈定。在休斯顿大学的联合地球物理实验室进行了有关模拟的裂缝体系的三维物理模拟实验。裂     

解释P波AVOA需要更多的信息

目前正在处理三维PP全方位、全偏移测量以便确定AVO（AVOA）、速度和其它参数之间的方位变化。量化AVOA的3个维数的图显示——大AVO梯度、大AVO梯度的方位和AVO梯度的方位变化——告诉观测者有关跨越边界的横波双折射反差的情况。通常把横波双折射看作与裂缝密度成正比。需要两类其它信息评价P波AVOA正在告诉我们：（1）反射层上下的方位层速度信息；（2）各向异性AVOA模拟，以便描述可能在给定位置出现的各种地质情况。     

基于P波方位AVO技术的火成岩裂缝检测

火成岩储层的主要储集空间为气孔、溶孔、砾间孔和裂缝,利用地震纵波在各向异性介质中传播时发生振幅、速度及AVO属性随方位角的变化检测了裂缝发育的方位和密度.在对三维纵波道集资料进行叠前时间偏移处理的基础上,依据覆盖次数近似相等原则抽取了近联络测线方向(0°～60°)和近主测线方向(60°～90°)的道集资料进行AVO异常...     

解释P波AVOA需要更多的信息

目前正在处理三维PP全方位、全偏移测量以便确定AVO(AVOA)、速度和其它参数之间的方位变化。量化AVOA的3个维数的图显示——大AVO梯度、大AVO梯度的方位和AVO梯度的方位变化——告诉观测者有关跨越边界的横波双折射反差的情况。通常把横波双折射看作与裂缝密度成正比。需要两类其它信息评价P波AVOA正在告诉我们：(1)反射层上下的方位层速度信息；(2)各向异性AVOA模拟，以便描述可能在给定位置出现的各种地质情况。     

犹他州Bluebell-Altamont油田裂隙气藏P波和S波方位各向异性响应

本文利用P波和S波反射数据描述第三系Upper Green River组天然裂隙气藏的方位各向异性并阐述两种数据体的优点和能力。目的是评估P波地震资料检测气充填裂隙的可行性,估算裂隙密度和方位,并与S波的结果作比较。垂直裂隙的P波响应必须根据不同炮-检方位(传播路径)与裂隙走向的角度进行分析。两条多分量反射资料的测线埋置为近似平行和垂直Upper Green River组裂隙的主方向,该方向由露头岩芯分析和测井数据成像确定。根据数据的叠前振幅随偏移距变化(AVO)分析P波振幅响应并与Upper Green River气砂岩/盐水砂岩各向同性模式的AVO作比较。另外还采集了九分量的垂直地震剖面(VSP)的资料,利用P波反射标定S波反射并佐证反射S波勘探成果。 反射资料的快横波S1分量的方向和VSP资料的S1分量的方向一致,在Upper Green River组裂隙方向为NW(北西向),这与最大水平应力方向和测井的椭圆率方向相同。平行和垂直Upper Green River组裂隙观察的P波AVO梯度之间有明显的差别。当传播路径垂直裂隙时,P波AVO梯度值为正,并与产气层裂隙有关。在含水层区,AVO梯度接近于零和负值。在裂隙层顶部观测的P波AVO梯度的方位变化与裂隙层内S波分裂(S波各向异性)的垂直旅行时之间的时差存在一定的比例关系。     

多方位AVO技术在裂缝检测中的应用

 在共反射点三维道集的地震资料中，振幅不仅随入射角变化而变化，而且也随方位角变化而变化。振幅随方位角的变化与地层的各向异性具有一定的对应关系，尤其当地层出现一定方位的裂缝时，近平行裂缝和近垂直裂缝方向上共反射点道集的AVO属性参数会表现出明显的差异，这种差异的大小和平面展布正好反映了裂缝的发育程度和分布。本文在对三维纵波道集资料进行叠前时间偏移的基础上，分别抽取沿主测线和联络测线两个方向的道集资料进行AVO异常属性参数分析，然后对比分析两个方向的属性参数的差异，最后应用差异的大小和分布检测了裂缝的发育状况。结果表明，这种方法预测的裂缝与钻井取心和成像测井反映的裂缝发育状况有较好吻合性，与相干体所指示的断裂分布也有一定的关系。     

与方位偏移距有关的属性应用于碳酸盐岩裂缝检测

与偏称距有关的属性－振幅－偏移距（AVO）和频率－偏移距，是用多信号分类技术从二维地震数据中提取的。这些属性检测位于委内瑞接西南部Barinas盆地Maporal油田的碳酸盐岩油藏之裂缝方位。在裂缝的垂直方向，根据振幅随偏移距（大的正AVO梯度值）的增大而明显增大的频率随偏移距（频率与偏移距大的负梯度值）的增大而明显减小来表征纵波的反射性。在裂隙的走向方向，纵波反射性显示出AVO的散射变化和频率随偏移距有少量的变化。我们的结论表明在检测裂隙方位时，储层的非均质性可能导致AVO特性曲线有较大的变化和用与方位偏移距有关的频率属性有助于减小非单值性。     

具有垂直和水平对称轴的横向各向同性模型的P波反射系数

对振幅随偏移距变化的分析来说,研究各向异性介质中的P波反射系数是重要的。直接对反射系数做数值估计时,数值解不能从解析角度反映各向异性对AVO特征的影响。 为解决这个问题,本文为计算具有垂直对称轴的横向各向同性介质中水平边界的P波反射系数提供一种改进了的近似方法,其解中有一个与以前文献中方程相同的描述反射系数低次项角度变化的AVO梯度项,但对大入射角来说,这个解更为确切。这样,精细的近似可以扩展到具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质。这种情况通常是由一组垂直裂缝所引起的。对比HTI介质的两个垂直对称平面中入射P波的近似反射系数可以看出:AVO梯度的方位变化是横波分裂参数γ和各向异性参数的函数。其中,各向异性参数描述在具有对称轴的垂直平面中近似垂直传播的P波各向异性。     

利用P波AVO响应的方位变化检测裂缝方向

依赖于方位的P波AVO响应在理论上能反映开启裂缝的方向并被建议作为检测裂缝性油气藏中裂缝发育方向的一种地球物理手段。为了验证这种方法的有效性,最近在委内瑞拉的巴里纳斯盆地的一个裂缝性储层上进行了一次野外试验。用于试验的三条线的数据是运用三分量检波器在三个不同方向采集的。试验之前,已经运用横波分裂的方法获得该储层中裂缝的分布情况,其资料来自同一数据集中的P-S转换波。此次试验是为了弄清楚不同方位的P波AVO响应能否提供相同的信息。试验的结果进一步证实了早先用P-S转换波获得的成果。这个实例证实了P波在检测裂缝方面的巨大潜力。     

3D 9C地震反射资料中的横波

三维(3D)九分量(9C)地震反射资料是通过相互垂直的横波震源激发和相互垂直的水平检波器接收获得的。横波震源面向接收线的纵向(S_I)和横向(S_x)方向,水平检波器的朝向(R_I和R_X)与震源的朝向相同。这样就得到4个横波数据集(S_I、R_I;S_I、R_X;S_X、R_I;S_X、R_X)。这些纵向—横向坐标称为野外坐标。解释这些资料的主要目的是利用横波双折射推断垂直裂     

横向各向同性介质纵波方位各向异性物理模型研究

 Ruger公式表明：在各向异性介质中,当各向异性参数、纵波阻抗、横波速度、介质密度已知的情况下,反射系数是方位角和入射角的二元函数;若采用固定炮检距观测方式,只改变测线与裂缝方向之间的夹角,则反射系数可化简为方位角的一元函数,根据Ruger公式便可得到不同炮检距下的反射系数值。本文基于Ruger公式,运用物理模型模拟方法,在水中以50,100,150mm的炮检距观测了HTI介质的地震响应,了解了反射波振幅、反射旅行时随裂缝方位角变化的规律。研究表明：在不同炮检距情况下,裂缝层顶、底界面的反射纵波振幅均出现方位AVO响应,即当方位角为0°时,纵波反射振幅最大,当方位角为90°时,纵波反射振幅最小;裂缝对纵波旅行时也产生影响,即反射时间随方位角增大而增大。物理模拟实验结果与理论计算结果相近,从而为裂缝识别和预测提供了借鉴。     

用多方位VSP资料分析各向异性和AVO

多偏移距VSP通常叫作非零偏VSP可以可靠地测量野外各向异性。其结果可以输入到正演程序中以研究各向异性对速度分析、偏移和AVO的影响。合理设计的多偏移距VSP还可以提供在最佳条件下目的层的AVO影响,因为子波恰好记录于反射目的层上方,反射点扩散最小。 在本文中,多偏移距VSP技术扩展到了包括多偏移距方位,并对采集于某一碳酸盐岩油藏上方的多组多方位VSP资料作了P波各向异性和AVO分析。分析了下行至上覆页岩的直达波旅行时和碳酸盐岩的反射时间及振幅。数据分析涉及到考虑非双曲线动校、倾斜和方位各向异性的三项式拟合。结果显示上覆页岩为具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI),而碳酸盐岩显示出4-5％的旅行时方位各向异性。波传播快的方向与由压力测井确立的最大水平应力方位一致,同时也与主要断层的走向一致。碳酸盐岩层顶部反射的AVO分析显示在传播快的方向临界角减小,在传播慢的方向梯度最大。这与正演结果吻合,指示出沿波传播慢的方向——垂直于裂隙走向方向振幅灵敏度较大。从原理上,三维观测应当具有更宽的方位覆盖以描述裂隙储层。如果没有这种可能,那么重要的是让方位线覆盖在最小水平应力方向上以优化AVO对裂隙储层的描述。这一方向可以用这里给出的方位P波分析从多方位有偏VSP获得。     

常规纵波、转换波以及水平偏振横波反射法的野外对比研究

通常的反射地震勘探系统大多数是采用纵波(P)、地面震源以及测量地面运动垂直分量的检波器。然而,当地下传播的常规P波假设倾斜入射并从一个界面反射,将在产生P波及水平偏振横波(SH)的同时,还产生垂直偏振横波(SV)。里克(Ricker)及林恩(Lynn,1950),惠特(White,1965),以及格雷夫斯(Graves,1979)的理论和模型工作指出,可以用测量地面运动水平分量的检波器来拾取反射垂直偏振横波。他们指出实用的转换(P-SV)地震勘探系统是有发展前途的。 1980年夏季在科罗拉多州中南部的圣路易斯盆地用P波地面震源得到了纵波及横波信息。在科罗拉多矿业学校地球物理部的科州莫法特夏令营地采集了12英里多的反射地震资料。在同一条4英里长的测线上用不同方法分别观测三次、以便对理论预测作出评价。用了垂直可控震源和垂直检波器来获取常规的纵波剖面。还用同一震源,但用沿测线方向的水平检波器来记录垂直偏振反射横波的水平分量。第三次是用水平可控震源及横向方向布置的水平检波器,以便进行独立的横波勘探。按标准的资料处理方法得出纵波(P-P)的最终偏移剖面。横波(SH-SH)资料处理很费机时,并且遇到需要谨慎处理的问题:要特别强调剩余静校正和多次波问题。然而转换波(P-SV)资料处理基本上是按照纵波那样简单的流程进行的。采集与处理过程中,必须重视在转换波系统中所需的一定的临界距离和临界角。就大多数岩性条件来说,纵波到横波的最大转换能量发生在入射角大于20°的地方。此外,格雷夫斯(1979)从理论上指出,较大的炮检距能给出最佳的P-SV转换结果。在野外,转换波测线采用单边放炮,炮检距长度超过1英里并约略大于或等于最深反射面的深度。在资料处理中设计了专门的切除,以便充分利用最大转换范围内的波。结果是十分有希望的。从利用了合适的野外方法及处理技术的P-SV转换波系统得到了良好的资料。综合纵波及转换波成果算出了横波速度。这些计算速度与独立的横波(SH-EH)测线的迭加所需的速度相符合。算出了速度比V_p/V_s,并将它们与圣路易斯盆地的岩性及岩石特征地质解释结合起来。令人鼓舞的成果表明,根据常规测量方法可同时采集纵波和转换波信息(并通过水平检波器加强),并且可用来代替SH勘探系统。     

用P波AVO响应随方位的变化来探测裂缝的方向

与方位有关的Ｐ波振幅随炮检距变化（ＡＶＯ）的响应理论上与开启裂缝的方向有关，并且已被建议作为一种识别裂缝性油气藏中裂缝方向的地球物理方法。最近，在委内瑞拉Ｂａｒｉｎａｓ盆地裂缝性储层之上进行的野外实验为该方法提供了较好的实验数据。我们使用三分量检波器按３个不同的方位采集了３条测线的数据。该储层裂缝的分布情况以前通过用该数据集的Ｐ－Ｓ转换波测量横波分裂得到。在此项工作中，我们用Ｐ波数据来看看是否能用     

一种横波可控震源振动器结构及其性能分析

近几年,横波地震勘探取得了一些重要突破,现有横波可控震源的结构及功能已经不能够满足横波地震勘探需求.横波地震勘探时,通常需要在同一炮点激发两种类型的地震波,即振动方向垂直于测线方向和振动方向平行于测线方向.然而受限于现有横波可控震源结构,现有型号的横波可控震源实现两类横波可控震源的激发,需要调整车身方向,这大大增加了施...     

HTI介质的方位AVO正演研究

根据Schoenberg的含裂隙介质的线性滑移模型理论,建立了1个两层模型,模型的上层为各向同性均匀介质,下层为含垂直定向排列裂缝介质(HTI介质)。然后在不同裂缝密度下,针对干裂缝和饱含流体的裂缝两种情况,分别对模型分界面上的地震波方位AVO进行了数值模拟,研究了裂缝密度、裂缝方位、裂缝填充物对AVO的影响。结果表明,对上覆各向同性介质的含垂直裂隙介质界面AVO结果影响最大的是岩性,其次是裂缝流体,然后是裂缝方位,裂缝密度的影响最小。研究结果为利用振幅变化信息预测裂缝提供了依据。     

钻井过程中实时检测裂缝的方法

文中介绍了一种钻井过程中目的层段的实时检测裂缝的方法。钻井作业中,钻头破岩时产生的振动作为井中震源,横波沿水平方向传播能量强,通过邻井井中布置三分量传感器,采集由钻头经地层传播的横波信号,对其进行各种加工处理,可以研究所钻地层井间的横向变化。如果被钻开的地层中存在裂缝带,横波通过裂缝带就会分裂成快波和慢波。利用快波和慢波的偏振、时间延迟及振幅等特征,实时检测井间地层的裂缝带。     

裂缝性介质中qP波反射系数的多方位角模拟和反演

本文提出了一种在两种各向异性介质的交界面上,qP波反射系数的多方位角准确模拟和反演方法。该方法可用于至少有一个对称面平行于交界面(即单斜或高阶对称面)的介质。为说明方法,我们在一个分隔各向同性介质(代表密封岩)和横向各向同性介质(代表具有垂向线状裂缝的储集岩)的交界面上计算了qP波的反射系数。正演模拟表明:不同方位角时,临界角的偏移距之差和裂缝密度成正比:裂缝密度越高,差越大。在本文的第二部分,我们运用全局优化方法(基因算法)反演了广角振幅随偏移(AVO)变化的合成数据。模型空间由一个具有水平对称轴的横向各向同性介质的质量密度和五个弹性参数组成(HTI介质),这种介质首先是用于表示裂缝性储集岩。就这一模型,我们发现,数据采集的三个方位角组合是反演振幅随偏移距变化/振幅随方位角变化(AVO/AVA)数据所必需的最小采集平面数,而且入射角需达到40°。更小的角度范围能得出只完美地拟合达到“最大”入射角数据的模型。我们假设各向同性的速度和密度已知,但除了地壳岩石的合理速度值和固体介质弹性稳定性的约束外,不用裂缝性岩石模型空间参数值的其他先验信息。在反演了模型空间参数后,我们计算了30个最佳模型和似然函数的统计,它们给出了AVO/AVA反演问题的不唯一性和质量方面的信息。     

利用纵波方位AVO 技术进行裂缝检测

从理论上讲,利用纵波地震资料反射振幅随方位角的变化可以对近似定向排列的地下裂缝导致的方位各向异性进行描述和预测。研究区的主要目的层为中浅层碳酸盐岩储集层,地震资料具有宽方位、高覆盖、高信噪比的特点。为保持地震波的方位AVO 振幅特征,减少采集和处理因素对地震波振幅的改造和畸变,在地震资料处理过程中采用精细的振幅保持处理,并使用宏面元和叠前时间偏移技术提高目的层的成像质量。通过对5 个不同方位角叠前时间偏移结果的分析,对研究区的裂缝方向和裂缝密度进行了预测。并结合研究区的地质资料和方位AVO 的技术特点对预测结果进行了分析。     

应用几种算法分析直达波和转换波VSP数据的横向各向异性

在做横波勘探时,若不考虑方位各向异性的影响,就不能取得精确的结果。为了勘查裂隙,可以直接利用各向异性测量资料推断出裂隙的存在及其方位。然而,在应用横波勘探进行成像及AVO研究时,必须考虑各向异性引起的数据失真。因此,测量出研究区目的层的横波各向异性的量级、方位及随深度的变化是非常必要的。 文中用三种不同的算法研究了合成和实际数据集。这两种数据集都含有正交偏振产生的直达横波及地表纵波震源产生的转换横波。 算法是:包括剥层处理在内的四分量旋转法,它只能用于正交横波震源数据;互相关预测模拟法以及参数反演法。这些算法已用于直达横波以及地下模型转换所产生的横波。后两种算法还可用于单个震源产生的单相偏振的数据。 当这三种算法用于合成数据时,都可获得类似的结果。三种算法用于实际数据所获得的结果也基本相似。只是由于数据特征不同具有不同的灵敏度。实际转换波数据的分析结果是令人满意的,因为这些数据的频带比地表产生的数据的频带更宽。纵波震源的偏移距非常小,在2100米的井中为300米,因而转换横波传播路径是近于垂直的,这就避免了横向各向同性介质产生的各向异性效应的干扰。 实际数据分析表明,井底存在双折射的某些证据(可能达5％的各向异性),各向异性层与各向同性层呈