[发明专利]一种基于方位弹性阻抗差异奇异值分解的裂缝密度及方向预测方法及系统与应用

说明书

本发明属于裂缝地震定量预测领域，涉及一种基于方位弹性阻抗差异奇异值分解的裂缝参数预测方法，以改进裂缝密度和方向预测精度。首先推导HTI介质中含裂缝密度的方位弹性阻抗方程，对方位弹性阻抗差异进行奇异值分解得到不同的基函数和奇异值，研究表明前两项基函数和奇异值足够准确恢复方位弹性阻抗差异，方位角基函数与裂缝方位有关，对第一项方位角基函数进行傅里叶级数拟合可实现裂缝方位预测。奇异值与裂缝密度有关，利用第一项奇异值可实现裂缝密度预测。模型测试和实际应用表明，该方法在地震数据含一定噪声的情况下仍能够得到稳定可靠的裂缝密度和方向，有助于指导裂缝储层的勘探和开发。

技术领域

本发明属裂缝地震定量预测领域，具体涉及一种基于方位弹性阻抗差异奇异值分解的裂缝密度及方向预测方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

裂缝型油气藏中发育的天然裂缝与储层渗透率有关，在控制储层流体流动方面具有重要意义，裂缝密度和方向是最优化裂缝型油气藏生产的关键参数，裂缝密度高值区域可能表示高渗透率区域，确定裂缝密度可以指导井位部署，确定裂缝方向有助于指导水平井的钻进方向。因此，如何准确预测裂缝密度和方向一直是裂缝型油气藏勘探开发中的难点问题。

定向排列的垂直裂缝使得地震波在地下传播过程中表现出明显的方位各向异性特征。在地震长波长假设条件下，通常将发育有定向排列的近垂直高角度裂缝的储层等效为HTI(Transverse Isotropic with a Horizontal symmetry axis)介质，Rüger反射系数近似方程在工业界应用最为广泛。常用的叠前地震裂缝预测方法包括：椭圆拟合法，对随方位变化的地震属性进行椭圆拟合，椭圆的长轴或短轴指示裂缝方向，短轴和长轴的比值指示各向异性强度；基于统计法的各向异性强度预测方法，利用统计的OVT道集振幅或旅行时的方差指示各向异性强度；方位叠前地震反演方法，利用方位叠前地震数据反演得到各向异性梯度或裂缝弱度，指示各向异性强度；傅里叶级数分解方法，利用方位地震数据或方位弹性阻抗直接计算各阶傅里叶系数，二阶傅里叶系数指示各向异性强度，相位指示裂缝方向。

但发明人发现：上述方法得到的是各向异性强度，可以指示相对裂缝密度，而非地层真实的裂缝密度。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出了一种基于方位弹性阻抗差异奇异值分解(SVD，singular value decomposition)的裂缝预测方法，以改进裂缝密度及方向的预测精度。首先推导了含裂缝密度的方位弹性阻抗方程，通过方位弹性阻抗反演可消除子波的影响。为了消除各向同性项对裂缝密度反演结果的影响，对方位弹性阻抗差异进行SVD分解得到不同的奇异值和基函数，通过对方位角基函数进行傅里叶级数拟合可实现裂缝方位预测。通过正演奇异值与裂缝密度的关系可直接利用奇异值实现裂缝密度预测。最后通过模型测试和实际应用验证本方法的可靠性。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种基于方位弹性阻抗差异奇异值分解的裂缝密度及方向预测方法，包括：

基于分方位的部分角度叠加地震数据、地震子波、各向同性弹性阻抗低频模型，进行反演，得到方位弹性阻抗数据体Ⅰ；

利用所述方位弹性阻抗数据体Ⅰ计算，得到方位弹性阻抗差异；

对方位弹性阻抗差异进行奇异值分解得到不同的基函数和奇异值；

对方位角基函数进行傅里叶级数拟合对裂缝方位进行预测；

结合奇异值对裂缝密度进行预测。