一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法
一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理技术领域，具体地说，涉及一种求取地层裂缝的各向异性梯 度的方法。
【背景技术】
[0002] 在裂缝性油气藏研究中，需要在裂缝预测过程中获得定量的裂缝参数。裂缝参数 常选用可W很好的反应裂缝发育强度和方向的各向异性梯度。由于各向异性参数的数量级 远远小于地震数据的数量级，因此，多数研究选择将Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程 简化，将叠前方位数据作为该方程的输入数据来对该方程反演来得到各向异性梯度。将叠 前方位数据作为输入数据虽然保留着野外采集时地震波的振幅随炮检距变化的规律，但地 震波数据中有效反射信号信噪比较低，反演结果的准确性和可信度受到叠前资料的直接影 响。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，本发明提供了一种W叠后地震方位数据为基础获取裂缝各向异 性梯度的方法，用W避免叠前地震资料对各向异性梯度结果的直接影响。
[0004] 根据本发明的一个实施例，提供了一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法，包括 W下步骤：
[0005] 步骤一、基于采集的地震数据获取叠前方位道集的角度信息；
[0006] 步骤二、基于所述角度信息对所述叠前方位道集进行叠加处理W获取对应的叠后 方位地震数据体；
[0007] 步骤H、对所述叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演W获取对应的反射系数 体；
[0008] 步骤四、基于简化的Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程对所述反射系数体和 所述角度信息进行处理W获取各向异性参数和相关变量；
[0009] 步骤五、基于所述各向异性参数和所述相关变量计算各向异性梯度Δ Γ。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述各向异性参数包括HTI介质上下两层纵波变异系
数差值Δ δ W，所述相关变量为 其中，_为Η??介质上下两层纵波速度平均值， 化 房为ΗΤΙ介质上下两层横波速度平均值，Δ Υ为ΗΤΙ介质上下两层横波各向异性差值。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述角度信息包括叠前方位道集的方位角信息和入射 角信息。
[0012] 根据本发明的一个实施例，在步骤二中，通过将方位角对应的叠前方位道集按照 相同的入射角方向进行叠加 W获取该方位角对应的叠后方位地震数据体。
[0013] 根据本发明的一个实施例，在步骤Η中，对所述叠后方位地震数据体进行稀疏脉 冲反演w获取对应的反射系数体的过程包括：
[0014] 基于最大似然反權积建立所述叠后方位地震数据体的最小目标函数并通过迭代 W求取反射系数；
[0015] 基于所述反射系数和初始阻抗模型，采用递推算法得到初始波阻抗模型；
[0016] 基于测井约束条件对所述初始波阻抗模型和所述反射系数进行调整W获取对应 的反射系数体。
[0017] 根据本发明的一个实施例，所述简化的Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程 为：
[0018]
[0019] 其中，Θ为入射角，^为方位角，巧为HTI介质上下两层纵波速度平均值，梦为 HTI介质上下两层横波速度平均值，户为HTI介质上下两层密度平均值，Δ α为HTI介质上 下两层纵波速度差值，A目为ΗΤΙ介质上下两层横波速度差值，Δ Ρ为ΗΤΙ介质上下两层 密度差值，Δ δ W为Η??介质上下两层纵波变异系数差值，Δ Y为HTI介质上下两层横波 各向异性差值。
[0020] 根据本发明的一个实施例，在步骤四中，进一步包括：
[0021] 基于所述入射角信息获取叠前方位道集的最大入射角Θ 2和最小入射角Θ 1，并设 定累加的间隔，将所述简化的Ruger ΗΤΙ介质纵波近似反射系数方程按入射角方向累加 W 得到：
[0022]
[0026] 基于按入射角方向累加后的简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程，任选 Η个不同方位角及对应的反射系数体进行处理W得到所述HTI介质上下两层纵波变异系 数差值Δ δ W和所述相关变量
[0027] 根据本发明的一个实施例，在步骤五中，基于Ruger各向异性梯度计算公式对所 述HTI介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W和所述相关变量
进行处理W得到 各向异性梯度Δ Γ，所述Ruger各向异性梯度计算公式为：
[0028]
[0029] 本发明带来了 W下有益效果：
[0030] 本发明W叠后方位数据为基础，避免了叠前地震资料对反演计算结果的直接影 响，使得反演方法稳定性高、信噪比高。同时，本发明计算精度不受输入数据体的个数影响， 在实际应用过程中易于实现。本发明直接选取地震数据品质高的部分进行叠加作为反演输 入数据，避免了叠前角度域道集存在的能量分布不均的问题。
[0031] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
[0033] 图1是根据本发明的一个实施例的方法流程图；
[0034] 图2是根据本发明的一个实施例的正演得到的10°、45°、90°方位的叠前数据；
[0035] 图3是根据本发明的一个实施例的反演得到的10°、45°、90°方位对应的反射 系数拟及
[0036] 图4是根据本发明的一个实施例的计算得到的各向异性梯度Δ Γ。
【具体实施方式】
[0037] W下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据W实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例W及各实施例中的各个特征可W相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0038] 另外，在附图的流程图示出的步骤可W在诸如一组计算机可执行指令的计算机系 统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可不同于此处 的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0039] 如图1所示为根据本发明的一个实施例的方法流程图。W下参考图1来对本发明 所述的方法进行详细说明。
[0040] 在步骤S110中，基于采集的地震数据获取叠前方位道集的角度信息。
[0041] 在该步骤中，在进行叠加处理之前，基于采集到的地震数据获取地震数据的叠前 方位道集，并同时获取对应叠前方位道集的方位角信息和叠前方位道集的入射角信息。
[0042] 在步骤S120中，对叠前方位道集进行叠加处理W获取对应的叠后方位地震数据 体。在该步骤中，针对每个叠前方位道集按相同的入射角方向进行叠加处理W获取对应的 叠后方位地震数据体。
[0043] 在步骤S130中，对叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演W获取对应的反射系 数体。现有的稀疏脉冲反演过程可分为W下几个步骤。
[0044] 首先，采用最大似然反權积进行反射系数的反演。最大似然反權积对地层的假设 认为；地层的反射系数是由较大的反射界面的反射和具有高斯背景的小反射叠加组合而 成，导出一个最小目标函数：
[0045]
[004引其中，R2和妒分别为反射系数的均方值和噪音的均方值，r似和η似表示第K个 采样点的反射系数和噪音，Μ表示反射层数，Ν表示采样总数，λ 1表示给定反射系数的似然 值。通过对该最小目标函数进行多次迭代来求取反射系数。
[0047] 然后，根据最大似然反權积计算得到的反射系数序列，结合初始阻抗模型，采用递 推算法，反演得到初始的波阻抗模型：
[0048]
(2)
[004引其中，Z(i)为第i层的波阻抗值，R(i)为第i层的反射系数。
[0050] 最后，结合测井约束条件进行波阻抗反演。约束稀疏脉冲反演对每一道依据目标 函数对计算出的初始波阻抗进行调整，包括对反射系数的调整。目标优化函数为：
[0051] F = Lp (r) + λ zLq (s-d)+a iLi Δ Z (3)
[0052] 其中，r为反射系数序列，ΔΖ为阻抗趋势的差序列，d为地震道序列，s为合成地 震道序列，λ2为残差权重因子，a为趋势权重因子，p、q为L模因子。具体的，右式第一项 反映了反射系数的绝对值和，第二项反映了合成声波记录与原始地震数据的差值，第Η项 为趋势约束项。
[0053] 通过稀疏脉冲反演计算得到分别对应不同方位角的反射系数体。
[0054] 在步骤S140中，基于简化的Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程对所述反射系 数体和所述角度信息进行处理W获取各向异性参数和相关变量。其中，各向异性参数包括 Η??介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W，相 关变量为
。
[0055] Ruger (1998)借助弱各向异性的概念，推导出ΗΤΙ (横向各向异性介质）介质纵波 近似反射系数方程：
[0056]
[0057] 其中，淀、矿和声分别为HTI介质上下两层纵波速度平均值、横波速度平均值W及 介质密度平均值；Δ δ W、Λ ε W和Λ y分别为上下两层各向异性参数差值，与裂缝密度 和缝隙充填流体有关，Δ δ W为上下两层纵波变异系数差值，Λ ε W为上下两层纵波各向 异性差值，Δ Y为上下两层横波各向异性差值；Θ和口分别代表入射角和方位角，分别与裂 缝的发育方向有关。
[005引根据化omsen(1986)得到的弱各向异性理论，在绝大多数情况下认为Δ δ W项是 影响各向异性的最主要参数。W此为依据对式（4)进行化简，舍去Δ ε ^^[email protected]项，从而得 到下式：
[0059]
[0060] 基于叠前方位道集的角度信息获取入射角的最大入射角Θ 2和最小入射角Θ 1。一 般入射角的范围可选择0°《θι《02《3〇°。在实际资料应用中，入射角叠加的范围 (θι，0 2)的选取可W根据叠前方位道集的资料品质进行调整来选取资料品质高的道集进 行计算。依据选取的入射角范围（0 1，0 2)和入射角累加的间隔将式（3)中的参数入射角 Θ消去，从而得到下式：
[0061]
[0065] 此处的入射角累加的间隔可选择Γ或2°等，当然依据具体情况也可选择其他 的角度间隔。
[0066] 选取通过稀疏脉冲反演计算得到的分别对应Η个不同方位角灼、&和佑的反射 系数体和聲,.(巧）。然后将Η个不同方位角和钱及对应的反射系 数而,(0)、(口2)巧知(巧)分别代入式（7)中得到：
[0067]
[0068] 然后将（8)中的Η个方程联立得到HTI介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W和 相关变量
其中，
[0069]
[0070] 最后，在步骤S150中，将Η??介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W和相关变量 代入Ruger各向异性梯度计算公式W得到各向异性梯度Δ Γ。Ruger各向异性 I货J 梯度计算公式为：
[0071]
(10)
[0072] W下将通过一个具体的实施例来对本发明所述的方法进行说明。该实施例基于表 1的向异性介质模型数据进行试算。
[0073] 表1各向异性介质模型数据
[0074]
[00巧]其中，α，目和P分别为HTI介质纵波速度、横波速度W及密度；δ W为纵波变 异系数，eW为纵波各向异性，y为横波各向异性。此处选择方位角为i〇D、45°和90° 的叠前方位道集的数据。如图2所示为正演得到的10°、45°和90°方位角的叠前方位道 集数据。如图2所示，图中表示了方位角分别为10°、45°和90°时对应入射角在Γ~ 30°的范围内的分布，其中，图中横轴为入射角度范围，纵轴为时间。将图2中Η个方位角 的叠前方位道集数据分别按照相同的入射角方向进行叠加，然后对叠后方位地震数据体进 行稀疏脉冲反演，计算得到对应的反射系数体Rpp(l〇° )、Rpp(45° )和Rpp巧0° )。如图3 所示为稀疏脉冲反演得到的对应W上Η个方位角的反射系数体，其中横轴为入射角范围， 纵轴为反射系数值。
[0076] 然后，基于叠前方位道集的入射角信息，本次叠前地震数据沿入射角累加的范围 选取为0°《θι《02《3〇。，入射角间隔为Γ。
[0077] 根据：
分别计算出A = 1. 3607, B = 0. 2636, C = 2. 7214。
[0078] 在实际资料应用中入射角叠加的范围（Θ 1，Θ 2)的选取可W根据叠前方位道集的 资料品质进行调整，比如目前大多数叠前地震道集中存在着小入射角和大入射角能量分布 不均衡的现象，此时可W调整θι和02的取值来避开资料品质低的道集，选取资料品质高 的道集进行计算。虽然在叠加的过程中缺少了地震资料，但是在理论上还是可W得到精确 的解。
[0079] 根据已知的方位角信息巧=1〇\約=45"和0=90'，反射系数体Rpp(l〇。）、 Rpp(45° )和Rpp巧0° )，A、B和C的值，带入式（9)和（10)中，计算得到HTI介质上下两 层纵波变异系数差值Δ δ W和相关变量
，通过式（11)计算得到各向异性梯度 Δ Γ。图4为根据各向异性梯度绘制的各向异性梯度楠圆，各向异性梯度楠圆的扁率代表 各向异性的强度，楠圆的长轴方向代表裂缝发育方向。
[0080] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用W限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本 发明所公开的精神和范围的前提下，可W在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化， 但本发明的专利保护范围，仍须W所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法，包括以下步骤： 步骤一、基于采集的地震数据获取叠前方位道集的角度信息； 步骤二、基于所述角度信息对所述叠前方位道集进行叠加处理以获取对应的叠后方位 地震数据体； 步骤三、对所述叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演以获取对应的反射系数体； 步骤四、基于简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程对所述反射系数体和所述 角度信息进行处理以获取各向异性参数和相关变量； 步骤五、基于所述各向异性参数和所述相关变量计算各向异性梯度Λ Γ。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各向异性参数包括HTI介质上下两层纵波变异系数差值△ S (ν)，所述相关变量为 其中，为HTI介质上下两层纵波速度 - a 平均值，I为HTI介质上下两层横波速度平均值，△ Y为HTI介质上下两层横波各向异性 差值。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述角度信息包括叠前方位道集的方位角 信息和入射角信息。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤二中，通过将方位角对应的叠前方位 道集按照相同的入射角方向进行叠加以获取该方位角对应的叠后方位地震数据体。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤三中，对所述叠后方位地震数据体进 行稀疏脉冲反演以获取对应的反射系数体的过程包括： 基于最大似然反褶积建立所述叠后方位地震数据体的最小目标函数并通过迭代以求 取反射系数； 基于所述反射系数和初始阻抗模型，采用递推算法得到初始波阻抗模型； 基于测井约束条件对所述初始波阻抗模型和所述反射系数进行调整以获取对应的反 射系数体。6. 如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述简化的Ruger HTI介质纵波 近似反射系数方程为：其中，Θ为入射角，p为方位角，泛为HTI介质上下两层纵波速度平均值，及为HTI介 质上下两层横波速度平均值，歹为HTI介质上下两层密度平均值，Λ α为HTI介质上下两 层纵波速度差值，Δ β为HTI介质上下两层横波速度差值，Λ ρ为HTI介质上下两层密度 差值，Λ δ w为HTI介质上下两层纵波变异系数差值，Λ Υ为HTI介质上下两层横波各向 异性差值。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤四中，进一步包括： 基于所述入射角信息获取叠前方位道集的最大入射角θ2和最小入射角S1，并设定 累加的间隔，将所述简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程按入射角方向累加以得 到：基于按入射角方向累加后的简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程，任选三个 不同方位角及对应的反射系数体进行处理以得到所述HTI介质上下两层纵波变异系数差 值Λ δ (v)和所述相关变量8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤五中，基于Ruger各向异性梯度计算 公式对所述HTI介质上下两层纵波变异系数差值△ δ w和所述相关变量进行处 理以得到各向异性梯度△ Γ，所述Ruger各向异性梯度计算公式为：
【专利摘要】本发明公开了一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法，包括：基于采集的地震数据获取叠前方位道集角度信息；基于角度信息对叠前方位道集进行叠加处理以获取对应的叠后方位地震数据体；对叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演以获取对应的反射系数体；基于简化的Ruger？HTI介质纵波近似反射系数方程对反射系数体和角度信息进行处理以获取HTI介质上下两层纵波变异系数差值和相关变量；基于HTI介质上下两层纵波变异系数差值和相关变量计算各向异性梯度。本发明以叠后方位数据为基础，选取地震数据品质高的部分作为反演输入数据，避免了叠前地震资料对计算结果的直接影响，反演方法稳定性高、信噪比高。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN105487113
【申请号】CN201410479919
【发明人】张克非, 肖鹏飞, 李呈呈, 周单, 须振华, 许凯
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理技术领域，具体地说，涉及一种求取地层裂缝的各向异性梯 度的方法。
【背景技术】
[0002] 在裂缝性油气藏研究中，需要在裂缝预测过程中获得定量的裂缝参数。裂缝参数 常选用可W很好的反应裂缝发育强度和方向的各向异性梯度。由于各向异性参数的数量级 远远小于地震数据的数量级，因此，多数研究选择将Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程 简化，将叠前方位数据作为该方程的输入数据来对该方程反演来得到各向异性梯度。将叠 前方位数据作为输入数据虽然保留着野外采集时地震波的振幅随炮检距变化的规律，但地 震波数据中有效反射信号信噪比较低，反演结果的准确性和可信度受到叠前资料的直接影 响。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，本发明提供了一种W叠后地震方位数据为基础获取裂缝各向异 性梯度的方法，用W避免叠前地震资料对各向异性梯度结果的直接影响。
[0004] 根据本发明的一个实施例，提供了一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法，包括 W下步骤：
[0005] 步骤一、基于采集的地震数据获取叠前方位道集的角度信息；
[0006] 步骤二、基于所述角度信息对所述叠前方位道集进行叠加处理W获取对应的叠后 方位地震数据体；
[0007] 步骤H、对所述叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演W获取对应的反射系数 体；
[0008] 步骤四、基于简化的Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程对所述反射系数体和 所述角度信息进行处理W获取各向异性参数和相关变量；
[0009] 步骤五、基于所述各向异性参数和所述相关变量计算各向异性梯度Δ Γ。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述各向异性参数包括HTI介质上下两层纵波变异系
数差值Δ δ W，所述相关变量为 其中，_为Η??介质上下两层纵波速度平均值， 化 房为ΗΤΙ介质上下两层横波速度平均值，Δ Υ为ΗΤΙ介质上下两层横波各向异性差值。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述角度信息包括叠前方位道集的方位角信息和入射 角信息。
[0012] 根据本发明的一个实施例，在步骤二中，通过将方位角对应的叠前方位道集按照 相同的入射角方向进行叠加 W获取该方位角对应的叠后方位地震数据体。
[0013] 根据本发明的一个实施例，在步骤Η中，对所述叠后方位地震数据体进行稀疏脉 冲反演w获取对应的反射系数体的过程包括：
[0014] 基于最大似然反權积建立所述叠后方位地震数据体的最小目标函数并通过迭代 W求取反射系数；
[0015] 基于所述反射系数和初始阻抗模型，采用递推算法得到初始波阻抗模型；
[0016] 基于测井约束条件对所述初始波阻抗模型和所述反射系数进行调整W获取对应 的反射系数体。
[0017] 根据本发明的一个实施例，所述简化的Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程 为：
[0018]
[0019] 其中，Θ为入射角，^为方位角，巧为HTI介质上下两层纵波速度平均值，梦为 HTI介质上下两层横波速度平均值，户为HTI介质上下两层密度平均值，Δ α为HTI介质上 下两层纵波速度差值，A目为ΗΤΙ介质上下两层横波速度差值，Δ Ρ为ΗΤΙ介质上下两层 密度差值，Δ δ W为Η??介质上下两层纵波变异系数差值，Δ Y为HTI介质上下两层横波 各向异性差值。
[0020] 根据本发明的一个实施例，在步骤四中，进一步包括：
[0021] 基于所述入射角信息获取叠前方位道集的最大入射角Θ 2和最小入射角Θ 1，并设 定累加的间隔，将所述简化的Ruger ΗΤΙ介质纵波近似反射系数方程按入射角方向累加 W 得到：
[0022]
[0026] 基于按入射角方向累加后的简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程，任选 Η个不同方位角及对应的反射系数体进行处理W得到所述HTI介质上下两层纵波变异系 数差值Δ δ W和所述相关变量
[0027] 根据本发明的一个实施例，在步骤五中，基于Ruger各向异性梯度计算公式对所 述HTI介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W和所述相关变量
进行处理W得到 各向异性梯度Δ Γ，所述Ruger各向异性梯度计算公式为：
[0028]
[0029] 本发明带来了 W下有益效果：
[0030] 本发明W叠后方位数据为基础，避免了叠前地震资料对反演计算结果的直接影 响，使得反演方法稳定性高、信噪比高。同时，本发明计算精度不受输入数据体的个数影响， 在实际应用过程中易于实现。本发明直接选取地震数据品质高的部分进行叠加作为反演输 入数据，避免了叠前角度域道集存在的能量分布不均的问题。
[0031] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
[0033] 图1是根据本发明的一个实施例的方法流程图；
[0034] 图2是根据本发明的一个实施例的正演得到的10°、45°、90°方位的叠前数据；
[0035] 图3是根据本发明的一个实施例的反演得到的10°、45°、90°方位对应的反射 系数拟及
[0036] 图4是根据本发明的一个实施例的计算得到的各向异性梯度Δ Γ。
【具体实施方式】
[0037] W下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据W实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例W及各实施例中的各个特征可W相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0038] 另外，在附图的流程图示出的步骤可W在诸如一组计算机可执行指令的计算机系 统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可不同于此处 的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0039] 如图1所示为根据本发明的一个实施例的方法流程图。W下参考图1来对本发明 所述的方法进行详细说明。
[0040] 在步骤S110中，基于采集的地震数据获取叠前方位道集的角度信息。
[0041] 在该步骤中，在进行叠加处理之前，基于采集到的地震数据获取地震数据的叠前 方位道集，并同时获取对应叠前方位道集的方位角信息和叠前方位道集的入射角信息。
[0042] 在步骤S120中，对叠前方位道集进行叠加处理W获取对应的叠后方位地震数据 体。在该步骤中，针对每个叠前方位道集按相同的入射角方向进行叠加处理W获取对应的 叠后方位地震数据体。
[0043] 在步骤S130中，对叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演W获取对应的反射系 数体。现有的稀疏脉冲反演过程可分为W下几个步骤。
[0044] 首先，采用最大似然反權积进行反射系数的反演。最大似然反權积对地层的假设 认为；地层的反射系数是由较大的反射界面的反射和具有高斯背景的小反射叠加组合而 成，导出一个最小目标函数：
[0045]
[004引其中，R2和妒分别为反射系数的均方值和噪音的均方值，r似和η似表示第K个 采样点的反射系数和噪音，Μ表示反射层数，Ν表示采样总数，λ 1表示给定反射系数的似然 值。通过对该最小目标函数进行多次迭代来求取反射系数。
[0047] 然后，根据最大似然反權积计算得到的反射系数序列，结合初始阻抗模型，采用递 推算法，反演得到初始的波阻抗模型：
[0048]
(2)
[004引其中，Z(i)为第i层的波阻抗值，R(i)为第i层的反射系数。
[0050] 最后，结合测井约束条件进行波阻抗反演。约束稀疏脉冲反演对每一道依据目标 函数对计算出的初始波阻抗进行调整，包括对反射系数的调整。目标优化函数为：
[0051] F = Lp (r) + λ zLq (s-d)+a iLi Δ Z (3)
[0052] 其中，r为反射系数序列，ΔΖ为阻抗趋势的差序列，d为地震道序列，s为合成地 震道序列，λ2为残差权重因子，a为趋势权重因子，p、q为L模因子。具体的，右式第一项 反映了反射系数的绝对值和，第二项反映了合成声波记录与原始地震数据的差值，第Η项 为趋势约束项。
[0053] 通过稀疏脉冲反演计算得到分别对应不同方位角的反射系数体。
[0054] 在步骤S140中，基于简化的Ruger Η??介质纵波近似反射系数方程对所述反射系 数体和所述角度信息进行处理W获取各向异性参数和相关变量。其中，各向异性参数包括 Η??介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W，相 关变量为
。
[0055] Ruger (1998)借助弱各向异性的概念，推导出ΗΤΙ (横向各向异性介质）介质纵波 近似反射系数方程：
[0056]
[0057] 其中，淀、矿和声分别为HTI介质上下两层纵波速度平均值、横波速度平均值W及 介质密度平均值；Δ δ W、Λ ε W和Λ y分别为上下两层各向异性参数差值，与裂缝密度 和缝隙充填流体有关，Δ δ W为上下两层纵波变异系数差值，Λ ε W为上下两层纵波各向 异性差值，Δ Y为上下两层横波各向异性差值；Θ和口分别代表入射角和方位角，分别与裂 缝的发育方向有关。
[005引根据化omsen(1986)得到的弱各向异性理论，在绝大多数情况下认为Δ δ W项是 影响各向异性的最主要参数。W此为依据对式（4)进行化简，舍去Δ ε ^^[email protected]项，从而得 到下式：
[0059]
[0060] 基于叠前方位道集的角度信息获取入射角的最大入射角Θ 2和最小入射角Θ 1。一 般入射角的范围可选择0°《θι《02《3〇°。在实际资料应用中，入射角叠加的范围 (θι，0 2)的选取可W根据叠前方位道集的资料品质进行调整来选取资料品质高的道集进 行计算。依据选取的入射角范围（0 1，0 2)和入射角累加的间隔将式（3)中的参数入射角 Θ消去，从而得到下式：
[0061]
[0065] 此处的入射角累加的间隔可选择Γ或2°等，当然依据具体情况也可选择其他 的角度间隔。
[0066] 选取通过稀疏脉冲反演计算得到的分别对应Η个不同方位角灼、&和佑的反射 系数体和聲,.(巧）。然后将Η个不同方位角和钱及对应的反射系 数而,(0)、(口2)巧知(巧)分别代入式（7)中得到：
[0067]
[0068] 然后将（8)中的Η个方程联立得到HTI介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W和 相关变量
其中，
[0069]
[0070] 最后，在步骤S150中，将Η??介质上下两层纵波变异系数差值Δ δ W和相关变量 代入Ruger各向异性梯度计算公式W得到各向异性梯度Δ Γ。Ruger各向异性 I货J 梯度计算公式为：
[0071]
(10)
[0072] W下将通过一个具体的实施例来对本发明所述的方法进行说明。该实施例基于表 1的向异性介质模型数据进行试算。
[0073] 表1各向异性介质模型数据
[0074]
[00巧]其中，α，目和P分别为HTI介质纵波速度、横波速度W及密度；δ W为纵波变 异系数，eW为纵波各向异性，y为横波各向异性。此处选择方位角为i〇D、45°和90° 的叠前方位道集的数据。如图2所示为正演得到的10°、45°和90°方位角的叠前方位道 集数据。如图2所示，图中表示了方位角分别为10°、45°和90°时对应入射角在Γ~ 30°的范围内的分布，其中，图中横轴为入射角度范围，纵轴为时间。将图2中Η个方位角 的叠前方位道集数据分别按照相同的入射角方向进行叠加，然后对叠后方位地震数据体进 行稀疏脉冲反演，计算得到对应的反射系数体Rpp(l〇° )、Rpp(45° )和Rpp巧0° )。如图3 所示为稀疏脉冲反演得到的对应W上Η个方位角的反射系数体，其中横轴为入射角范围， 纵轴为反射系数值。
[0076] 然后，基于叠前方位道集的入射角信息，本次叠前地震数据沿入射角累加的范围 选取为0°《θι《02《3〇。，入射角间隔为Γ。
[0077] 根据：
分别计算出A = 1. 3607, B = 0. 2636, C = 2. 7214。
[0078] 在实际资料应用中入射角叠加的范围（Θ 1，Θ 2)的选取可W根据叠前方位道集的 资料品质进行调整，比如目前大多数叠前地震道集中存在着小入射角和大入射角能量分布 不均衡的现象，此时可W调整θι和02的取值来避开资料品质低的道集，选取资料品质高 的道集进行计算。虽然在叠加的过程中缺少了地震资料，但是在理论上还是可W得到精确 的解。
[0079] 根据已知的方位角信息巧=1〇\約=45"和0=90'，反射系数体Rpp(l〇。）、 Rpp(45° )和Rpp巧0° )，A、B和C的值，带入式（9)和（10)中，计算得到HTI介质上下两 层纵波变异系数差值Δ δ W和相关变量
，通过式（11)计算得到各向异性梯度 Δ Γ。图4为根据各向异性梯度绘制的各向异性梯度楠圆，各向异性梯度楠圆的扁率代表 各向异性的强度，楠圆的长轴方向代表裂缝发育方向。
[0080] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用W限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本 发明所公开的精神和范围的前提下，可W在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化， 但本发明的专利保护范围，仍须W所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法，包括以下步骤： 步骤一、基于采集的地震数据获取叠前方位道集的角度信息； 步骤二、基于所述角度信息对所述叠前方位道集进行叠加处理以获取对应的叠后方位 地震数据体； 步骤三、对所述叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演以获取对应的反射系数体； 步骤四、基于简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程对所述反射系数体和所述 角度信息进行处理以获取各向异性参数和相关变量； 步骤五、基于所述各向异性参数和所述相关变量计算各向异性梯度Λ Γ。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各向异性参数包括HTI介质上下两层纵波变异系数差值△ S (ν)，所述相关变量为 其中，为HTI介质上下两层纵波速度 - a 平均值，I为HTI介质上下两层横波速度平均值，△ Y为HTI介质上下两层横波各向异性 差值。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述角度信息包括叠前方位道集的方位角 信息和入射角信息。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤二中，通过将方位角对应的叠前方位 道集按照相同的入射角方向进行叠加以获取该方位角对应的叠后方位地震数据体。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤三中，对所述叠后方位地震数据体进 行稀疏脉冲反演以获取对应的反射系数体的过程包括： 基于最大似然反褶积建立所述叠后方位地震数据体的最小目标函数并通过迭代以求 取反射系数； 基于所述反射系数和初始阻抗模型，采用递推算法得到初始波阻抗模型； 基于测井约束条件对所述初始波阻抗模型和所述反射系数进行调整以获取对应的反 射系数体。6. 如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述简化的Ruger HTI介质纵波 近似反射系数方程为：其中，Θ为入射角，p为方位角，泛为HTI介质上下两层纵波速度平均值，及为HTI介 质上下两层横波速度平均值，歹为HTI介质上下两层密度平均值，Λ α为HTI介质上下两 层纵波速度差值，Δ β为HTI介质上下两层横波速度差值，Λ ρ为HTI介质上下两层密度 差值，Λ δ w为HTI介质上下两层纵波变异系数差值，Λ Υ为HTI介质上下两层横波各向 异性差值。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤四中，进一步包括： 基于所述入射角信息获取叠前方位道集的最大入射角θ2和最小入射角S1，并设定 累加的间隔，将所述简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程按入射角方向累加以得 到：基于按入射角方向累加后的简化的Ruger HTI介质纵波近似反射系数方程，任选三个 不同方位角及对应的反射系数体进行处理以得到所述HTI介质上下两层纵波变异系数差 值Λ δ (v)和所述相关变量8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤五中，基于Ruger各向异性梯度计算 公式对所述HTI介质上下两层纵波变异系数差值△ δ w和所述相关变量进行处 理以得到各向异性梯度△ Γ，所述Ruger各向异性梯度计算公式为：
【专利摘要】本发明公开了一种用于求取裂缝各向异性梯度的方法，包括：基于采集的地震数据获取叠前方位道集角度信息；基于角度信息对叠前方位道集进行叠加处理以获取对应的叠后方位地震数据体；对叠后方位地震数据体进行稀疏脉冲反演以获取对应的反射系数体；基于简化的Ruger？HTI介质纵波近似反射系数方程对反射系数体和角度信息进行处理以获取HTI介质上下两层纵波变异系数差值和相关变量；基于HTI介质上下两层纵波变异系数差值和相关变量计算各向异性梯度。本发明以叠后方位数据为基础，选取地震数据品质高的部分作为反演输入数据，避免了叠前地震资料对计算结果的直接影响，反演方法稳定性高、信噪比高。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN105487113
【申请号】CN201410479919
【发明人】张克非, 肖鹏飞, 李呈呈, 周单, 须振华, 许凯
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
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