[发明专利]基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法和设备

说明书

本发明提供了一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，以及计算机存储介质和计算机设备。该方法本发明藉由采集到的裂缝地震响应的散射波场记录提取裂缝散射波场，并且通过局部波场分解技术从裂缝散射波场中得到后向散射波场，再将后向散射波场变换到频率‑波数域中进行分析，找到其中最大能量值所对应的波数值，由波数值估算出裂缝间距。该方法效果稳定，能很好地确定裂缝间距及范围，为储量评价提供参考，同时对开发生产和增产方案具有重要意义。

技术领域

本发明属于地震勘探领域，尤其是一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，以及计算机存储介质和计算机设备。

背景技术

在油气储层压裂过程中，岩层遭到破坏并形成裂缝。裂缝会影响固体力学性质以及影响地震波的传播，是控制储层流体流动和油气生产的主要因素之一。因此，了解它们的分布、方向和物理性质对开发生产和增产方案具有重要意义。

现有的一些研究利用有效介质理论(如Schoenberg and Sayers,1995)解释了裂缝诱导的各向异性，该理论认为断裂或裂缝的尺度远小于地震波长，在介质中是孤立的，且分布稀疏。这种破裂介质对三维地震数据具有特殊的特征，即AVOaz振幅随方位偏移量的变化。同时分析了PP和PS的AVOaz反射能量，获得了关于裂缝方向、密度等性质的信息。其中，PS转换能量可以通过分析横波的分裂作用，作为裂缝性储层表征的工具。

然而，野外数据的地震各向异性量级并不总是能用有效介质理论很好地解释。在某些地质条件下，小裂缝会聚集成大型裂缝走廊或断裂带，从而导致与单个小裂缝不同的地震特征。在这种情况下，需要考虑离散裂缝模型，以便更好地解释现场数据的观测结果。散射是对含有大离散裂缝介质的地震响应特征。在常规地震采集处理过程中，散射波通常会被认为是一种干扰波，当作噪音而被去除掉，没有充分利用散射波信息。

本发明克服上述技术偏见，以新的视角提出一种利用散射P-S能量来定量估算地下裂缝结构大小的思想，为之后油气储量的评估提供科学依据。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，以及计算机存储介质和计算机设备。

根据本发明的第一个方面，本发明的一种基于散射波地震响应特征的裂缝间距定量分析方法，包括以下步骤：

S100，对目标储层的地震响应进行分析，以获取目标储层的包含裂缝地震响应的散射波场记录；

S200，从所述散射波场记录中提取含有裂缝信息的裂缝散射波场；

S300，从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场；

S400，将所述后向散射波场变换到频率－波数域中，并确定所述后向散射波场的频率－波数域谱中最大后向散射能量值所对应的波数值；

S500，根据所述波数值估算所述目标储层中裂缝的间距。

根据本发明的实施例，上述步骤S200包括以下步骤：

比较所述散射波场记录中垂直裂缝方向和平行裂缝方向的波场散射特征；

若垂直裂缝方向/平行裂缝方向的波场散射特征较强，则提取所述散射波场记录中垂直裂缝方向/平行裂缝方向的波场分量，作为含有裂缝信息的裂缝散射波场。

根据本发明的实施例，上述步骤S300中，利用局部波场分解法，从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场。

根据本发明的实施例，上述步骤S300中，

基于局部波场分解算子从所述裂缝散射波场中分解出后向散射波场，其中所述局部波场分解算子为：