各向异性裂缝工科.docVIP

5.2.5叠前各向异性（方位P波）裂缝检测 5.2.5.1叠前方位P波裂缝方法原理 目前已经发展起来的裂缝性油气藏勘探技术有：横波勘探、P-S转换波、多分量地震、多方位VSP、纵波AVAZ等。其中最有效的方法当属横波分裂技术。但横波采集和处理的费用极高，油田投资风险大，因此不能成为常用技术。多分量地震、多方位VSP、P-S转换波技术有不错的效果，但要么勘探成本高，要么是非常规地震采集项目，在国内现阶段难于广泛应用。因此AVAZ发展成为商业化技术。 FRS裂缝检测方法是基于纵波的一种地震检测方法，当地震P波在遇到裂缝地层产生反射时，由于P波与裂缝的方位角不同，产生的反射就不同图-1，利用三维地震资料宽方位角的特点，提取不同方位角的地震P波，就可以裂缝发育的相对程度，该方法对开启高裂缝效。 AVAZ（或AVOZ）：即3D地震资料的振幅随偏移距和方位角变化关系。 沈教授等的研究表明，地震频率的衰减和裂缝密度场的空间变化有关。沿裂缝走向方向随offset衰减慢,而垂直裂缝走向方向随offset衰减快,裂缝密度越大衰减越快。 据Thomsen的研究，AVO梯度较小的方向是裂缝走向，梯度最大的方向是裂缝线方向，并且差值本身与裂缝的密度成正比，因此裂缝的密度可以标定出来。 Gray等的研究描述了AVAZ分析法并表明AVO随方位角的变化关系(即AVO梯度)反映了岩石硬度的变化。 Ramos等的研究表明，纵波垂直于裂缝带传播会有明显的旅行时延迟和衰减，并有反射强度降低和频率变低等现象。 贺振华等通过岩石物理模型实验结果表明，地震P波沿垂直于裂缝方向的传播速度小于沿平行于裂缝方向的传播速度。并且地震波的动力学特征如振幅、主频、衰减等比运动学特征如速度对裂缝特征的变化更为敏感。 这些研究为AVAZ的发展奠定了基础。并且表明，利用叠前地震资料提取方位地震属性如振幅、速度、主频、衰减等检测裂缝型储层是完全可行的，比基于叠后地震资料的裂缝检测技术有更大的优越性。 根据图-2所示的裂缝方位检测示意图，可以如下的裂缝检测计算流程： 1.在CMP道集中抽选方位道集并进行叠加。计算的方位角个数可选3~6个，要求基本均匀地分布在0°-180°范围； 地震属性可以采用经过标定的振幅数据，如相对波阻抗数据。对每一个方位叠加道集计算相对波阻抗。这一过程实质是量纲的标定； 对储层的每个CDP点，使用上述各方位角的时窗统计属性值进行椭圆拟合，计算出3个特征值：椭圆长轴长度、短轴长度、及其与X轴的夹角。然后获得椭圆扁率（长轴/短轴）； 根据所选地震属性对裂缝方位的响应关系，以及在正演模拟中的结果，判定该夹角如何指示裂缝方向。椭圆扁率通常指示裂缝密度分布； 裂缝方位分析可以选择其它属性的数据。 裂缝预测流程见图7-3，其关键步骤分述如下。 图7-3 FRS模块结构和工作流程 FRS裂缝检测方法是基于纵波的一种地震检测方法，当地震P波在遇到裂缝地层产生反射时，由于P波与裂缝的方位角不同，产生的反射就不同，利用三维地震资料宽方位角的特点，提取不同方位角的地震P波，就可以裂缝发育的相对程度，该方法对开启高裂缝效。 图7-4 不同方位角的地震P波响应特征示意图 在相同的孔隙度条件下，细小的裂缝比圆形的孔隙对速度的影响更大，在砂岩中小于0.01%裂缝孔隙度能导致纵波和横波速度降低10%以上，如图7-5(Kuster and Toksoz, 1974)。 图7-5 不同孔隙条件下裂缝发育程度与速度的影响 因此, 裂缝的方向、密度和所含流体变化会对纵波和横波速度产生很大影响并产生较强的地震各向异性, 裂缝对振幅随方位角变化特征的影响力是随偏移距的增加而增加，较大的偏移距可使由裂缝引起的振幅随方位角的变化变得明显, 因此, 方位振幅随偏移距变化 ( AVO ) 属性可用来检测裂缝。含油气的储层裂缝密度越大，同一偏移距下振幅的方位角变化就越大。由此可见, 裂缝引起的地震各项异性特征很明显, 利用叠前地震资料研究裂缝是切实可行的。 5.2.5.2方位各向异性岩石物理正演模拟 通过岩石物理正演模型的研究，可以帮助我们建立储层岩石物性的理论模型以及理论上该模型所产生的地震各向异性响应特征。 建立地震各向异性岩石物理模型的主要目的是建立起岩石弹性模量与裂缝参数（密度、所含流体、裂缝宽度/长度比）之间的关系。根据等效介质理论，我们将含裂缝岩石的等效柔度张量定义为岩石骨架的柔度张量和裂缝引起的附加柔度张量之和。如果裂缝的排列具有轴对称性（即平行发育的裂缝），那么裂缝总体柔度张量可视作两部分之和(Hudson and Li,1999;Liu and Li,2000)，即裂缝法向柔度张量和切向柔度张量。这两个张量可与Hudson’s裂缝模型建立理论关系(Hudson,1981;Hudson et al.