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专利名称：一种利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法
技术领域：
本发明涉及石油地球物理勘探中垂直地震剖面(VSP)勘探技术，具体是一种利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法。
背景技术：
地震勘探是采用人工激发地震波勘测地下石油、天然气及煤田等有关的地壳结构和地层岩性方法的总称。常规地震勘探是使用地表震源和接收器进行地震勘测的技术，垂直地震剖面(VSP)勘探技术是使用地表震源激发，采用单个井下接收器或多个井下接收器阵列在井下不同深度点记录地震信号，对井孔附近的地下进行成像和储层参数分析的地震勘测技术。Burton于1931年提出了基于井中检波器与地面震源测定地震波旅行时和确定局部地质构造的思想，开创了垂直地震剖面(VSP)勘探的先河。进入二十世纪八十年代以后， VSP技术得到了快速地发展，尤其是VSP的野外数据采集和实际处理能力，目前WALKAWAY VSP和三维VSP技术已经广泛用于复杂构造和地层岩性勘探，VSP与三维地面地震的联合勘探为复杂油气藏地区的勘探提供了有效的新技术手段。VSP勘探技术由于检波器置于井中，通过垂直方向的检波器分布研究地质剖面的垂向变化，地震波的运动学和动力学特征更加明显、直观，因此能够更准确地研究波的性质和地层岩性。相对于地面地震而言，井中VSP在地层吸收参数、速度场、储层参数确定和精细储层描述方面具有明显的优势。地震各向异性最初的研究是由波兰科学家M. P. Rudzki在19世纪末提出的， TsvankinI (2005)在其著作中较全面地总结了整个各向异性介质理论的发展和相关理论。 各向异性介质可简化为VTI各向异性介质、HTI各向异性介质和TTI各向异性介质。如果弹性介质中存在一个二维平面，在平面内沿所有方向的弹性性质相同，而且垂直平面各点的轴向都是相互平行的，则称这样的平面为各向同性平面，垂直各向同性平面的轴称为对称轴，具有各向同性面的弹性介质称为横向各向同性介质，简称TKTransversIsotropy)介质。当TI介质的对称轴与Z轴重合时，称VTI介质(VerticaliTransverse Isotropy)，它可以近似地表示水平层状介质中周期性沉积的薄互层所表现的横向各向同性(如

图1(a) 所示)。VTI各向异性会引起地震波在VTI各向异性介质传播时产生射线弯曲现象(如图 1(b)所示)，从而引起随井源距(或炮检距)变化的动校正时差问题，影响地震成像精度以及导致地震叠前AVO反演中的相位问题。当TI介质的对称轴与χ轴或y轴重合时，称HTI 介质(HorizontalTransverse Isotropy)，HTI介质模型可近似表示由于构造应力产生空间排列垂直裂缝群体而引起的各向异性(如图2(a)所示)。对于垂向裂缝性储层即HTI各向异性介质而言，地震波在不同方向传播时会引起不同的射线弯曲现象(如图2(b)所示)，从而造成随方位角的动校正时差变化，进而影响地震成像质量
发明内容
本发明目的在于提供一种通过三维VSP资料确定VTI各向异性介质参数和HTI各向异性介质参数，消除随井源距(或炮检距)变化的动校正时差和随方位角变化的动校正时差，提高地震成像精度和地震在储层裂缝预测方面的能力的利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法。本发明实现的具体步骤是1)采用三维垂直地震剖面技术采集地震数据，拾取三维VSP实际旅行时；步骤1)所述的实际旅行时是指各激发点至各级检波器的实际旅行时，或实际三维VSP数据的下行波初至时间。步骤1)拾取实际旅行时采用程序自动拾取和人工拾取修正的方法。2)根据三维VSP实际旅行时和各向同性介质假设条件下的正演旅行时计算每一个深度点的时差。步骤2)所述正演旅行时通过公式(1)计算得到；利用零井源距VSP数据得到的垂直反射时间和井旁速度正演计算各激发点至各级检波器的最小旅行时与步骤1)得到的实际旅行时采用公式(2)相减得到每一个深度点处二者之间的时差
权利要求
1.一种利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法，其特征是采用以下具体步骤1)采用三维垂直地震剖面技术采集地震数据，拾取三维VSP实际旅行时；2)根据三维VSP实际旅行时和各向同性介质假设条件下的正演旅行时计算每一个深度点的时差；3)根据每一个深度点实际旅行时与正演旅行时的时差，在最小平方误差的原则下利用扫描方法计算VTI介质各向异性参数，并同时得到经过VTI各向异性校正后的剩余时差；4)利用步骤3)得到的经过VTI各向异性校正后的剩余时差，根据剩余时差与方位角之间关系拟合确定HTI介质各向异性参数；5)逐点计算每一深度点的VTI各向异性参数和HTI介质各向异性参数，获得其随深度变化的关系的参数曲线，消除随井源距或炮检距变化的动校正时差的影响，提高地震数据的成像精度以及叠前反演和储层裂缝预测的精度。
2.根据权利要求1的利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法，其特征是步骤1)所述的实际旅行时是指各激发点至各级检波器的实际旅行时，或实际三维VSP数据的下行波初至时间。
3.根据权利要求1的利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法，其特征是步骤1)拾取实际旅行时采用程序自动拾取和人工拾取修正的方法。
4.根据权利要求1的利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法，其特征是步骤2)所述正演旅行时通过以下公式(1)计算得到，利用零井源距VSP数据得到的垂直反射时间和井旁速度正演计算各激发点至各级检波器的最小旅行时与步骤1)得到的实际旅行时采用以下公式(2)相减得到每一个深度点处二者之间的时差
5.根据权利要求1的利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法，其特征是步骤幻所述计算VTI介质各向异性参数是首先假设地下介质为垂直横向各向同性VTI介质，利用以下公式(3)的TI介质中地震波旅行时计算方法计算VTI各向异性介质假设条件下各激发点至各级检波器的最小旅行时，
6.步骤4)所述的确定HTI介质各向异性参数是假设地下介质为HTI各向异性介质，采用以下公式(6)计算HTI各向异性时差，在最小平方误差的原则下采用以下公式(7)拟合 HTI各向异性时差
全文摘要
一种利用三维垂直地震剖面资料确定各向异性参数的方法，拾取三维VSP实际旅行时，计算每一深度点的时差，用扫描方法计算VTI介质各向异性参数和校正后的剩余时差，根据剩余时差与方位角之间关系拟合确定HTI介质各向异性参数，逐点计算每一深度点的VTI各向异性参数和HTI介质各向异性参数，获得其随深度变化的关系的参数曲线，消除随井源距或炮检距变化的动校正时差的影响。本发明有效解决了VTI各向异性介质和HTI各向异性介质存在相互干扰的问题，可以有效地消除地震各向异性的影响，提高地震数据的成像质量和油气预测的准确率。
文档编号G01V1/36GK102213769SQ20101014288
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者凌云, 孙德胜, 孙祥娥, 林吉祥, 郭向宇, 高军 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司