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石油物探Vo3No414,

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石油 物探 Vo3No414
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第43卷第4期 2004年7月 石油物探 3, 2004 文章编号:1000—1441(2004)04—0373—04 振幅随方位角变化裂缝检测技术及其应用 甘其刚 ,杨振武。,彭大钧 (1.成都理工大学,四川成都610059;2.中国石化西南油气分公司物探研究院,四川德阳61800) 摘要:川西坳陷深层须家河组埋藏深,岩石超致密,具有很强的非均质性和各向异性。近年的勘探实践表明,裂 缝是否发育对该地区深层超致密储层的孔隙度和渗透性的改善具有重大作用,是天然气能否富集、产出和高产 的主控因素。目前,国外在利用本质是利用位角变化(算裂缝的方位和密度。为此,针对川西深层须家河组裂缝型气藏,利用宽方位采集的三维 地震资料,研制并建立了一套预测裂缝方向和裂缝发育强度的且在三维地震勘探中进行了初步的应用研究,取得了较好的效果。 关键词:裂缝型气藏;方位;各向异性;裂缝检测 中图分类号: 文献标识码:A 裂缝较发育是川西坳陷深层须家河组须二段 储层普遍存在的一种地质现象。勘探实践表明,须 家河组须二段储层由于埋藏深,经历的地史时期 长,压实作用和成岩作用强烈,致使须二段砂岩储 层高度致密化,储层基质孔隙度一般在4 左右, 渗透率小于0.1×10-。此,需要依靠发育 的裂缝网络系统来改善其渗透能力,使之成为有效 储层。 地球物理研究人员利用三维地震速度方位各向异性和裂缝,进而预测裂缝发育带等技术已有成功的实 例,且取得了与多波勘探结果相近的结论。为此, 在川西的们针对深层须家河组裂缝型 气藏,利用宽方位采集的三维地震资料,开展了P 波方位各向异性裂缝检测技术的研究,取得了较好 的效果。 1 振幅随方位角变化(缝检 测的方法原理 1.1方法原理 如果岩石介质中的各向异性是由一组定向垂 直的裂缝引起的,那么,根据地震波的传播理论,当 时具有不同的旅行速度,从而导致的变化和旅行时的差异[1 。这种质所表现出的方位各向异性特征是进行裂缝检 测的直接参数。利用宽方位地震观测数据来研究角的周期变化,估算裂缝的方位和密度 如图1,反射于固定 炮检距,之间的夹角0有如下关系 R( )一A+B 0 (1) 式中,为与炮检 距和裂缝特征相关的调制 7。一 一位与裂缝走向的夹角, 为裂缝走向与北方向的 夹角,照简谐振 荡特征,(1)式中,因子,B/种关系 可近似用一椭圆状图形来表示(图2)。 图1 垂直裂缝走向 A—B /一 裂缝 A+B≮ A+.. —/ 2地震反射振幅随方位变化图 图2中收稿日期:2003—07—09;改回日期:2003—11—04。 作者简介:甘其刚(1965一),男,高级工程师,博士在读,现从事复 杂油气藏研究工作。 维普资讯 ·374· 石油物探 第43卷 当炮检方向平行于裂缝走向时(0=0。),振幅(R —A+B)最大;当炮检方向垂直于裂缝走向时( 一90。),振幅(R—A—B)最小【5]。理论上,方程 (1)只要知道3个方位或3个方位以上的反射振幅 数据就可求解A、裂隙方位角 及与裂隙密度相关 的综合因子B,从而得到储层任一点的裂缝发育 方位和密度情况。 对于三维宽方位采集的地震资料,如果炮检 距一方位分布比较均匀,那么,在给定的,就有多个方位角(大于3)的地震观测数据,这 时求解裂缝走向就变成一个超定问题。如果定义 裂缝方位角0自北按顺时针方向算起,按顺时针方 向分选各观测方位a (,…,N)的地震道集 (部分叠置段可选做滑动处理)那么对应于方位角 a 处的地震反射振幅r 为 +B a 一 ) 一1,2,3,…,N (2) 一般情况下,只要有3个方位的地震数据,就 可精确求解方程(2)。但对三维宽方位采集的地震 资料,可划分为多个方位角(N>3)的地震数据, 这时方程(2)就变成一个超定方程,可用最拟合计算 及因此,利用上述分析方法,就可以定量揭示地下定向排 列垂直裂缝的方位及强度(密度)。 1.2方法的实现 利用叠前地震资料进行,要想获得好结果,必须满足以下几个基本条件: 1)地震数据必须是宽方位采集。检波点方位 角分布较好,远近炮检距分布较均匀,有较高的覆 盖次数且覆盖次数分布均匀、纵横向次数接近;目 的层最大入射角在3O。左右。 2)目的层地震资料要有较高的信噪比。 3)精细相对保幅处理,尽可能保持可靠的相 对振幅变化。 4)有条件应该做叠前时间或深度偏移。 根据向和裂缝发育强度(垂直缝或高角度缝)的流程 如图3所示。需要说明的是,关的量,相当于消除了裂缝影响的反射振幅强 度,反映了岩性变化所引起的振幅变化;于反射振幅随炮检方位改变的变化量,反映了地 层裂缝对反射振幅强度的影响,其大小决定了储层 裂缝的发育程度。对均匀各向同性介质,均匀介质下的反射振幅,它仅在炮检距方向变 化,而横向岩性有变化时,应充分利 用平均振幅值大,缝发育 好;值大,裂缝不发育。因此,可把B/A 作为复杂条件下储层裂缝发育程度的度量。裂缝 方位是以度为单位的方位角,应把它与工区构造形 变及主应力方向等环境地质结合起来进行分析和 解释。 叠前精细保幅处理 波方位各向异性属性解释 图3 .1属性处理 叠系须家河组为主要目的层,采用8线12炮4O 次覆盖非对称观测系统[6],采集的资料基本满足须 家河组二段层位的好叠前精细相对保幅处理,为了可靠相对振幅变化的是理及其成果是否可靠的基础和保证。其主要处 理步骤如下: 维普资讯 ·375· I)宏面元处理。将原来如次覆盖的集(5个或9个)进行组台,扩大面元形成超 00或320次覆盖).目的是确保方位 角道集及其叠加道具有较高的叠加次数和信噪比. 有利于)方位角道集选排。对超道集进行方位角定 义并按一定角度进行方位角划分.形成方位角道 集。 3)方位角道集叠加处理,对方位角道集内较 大偏移距范围的地震道进行叠加或部分叠加.形成 方位角叠加道 4)算裂缝方向和裂缝强(密) 度 图4为须家河组二段层位3个方位角叠加的 沿层均方根振幅切片。在不同方位角上,地震响应 的总体分布特征是相似的.但振幅值的大小具有明 显差异.即明须二段 层位的图4 须二段层位不同方位角叠加的沿层均方根振幅切片 (a)2 :(h)90=I(c)160。 2.2预测效果分析 没方向 中深层构造形态总体上较为相近的鼻 状隆起.须二反射层则呈较为明显的背斜构造(图 5) 本区浅、巾、深层断裂均较为发育,按其走向基 本上分为合应力场分析可 知,断裂,而些断裂 应属后期(燕山及喜山期)形成, 图6是经过层位裂缝方位与裂缝强度叠台沿层切片图,其颜 色的变化和线段的长短代表线段中点所处位置裂 缝发育程度和变化.即线段越长,裂缝越发育.反之 亦然;而线段的方向则指示裂缝的走向和方位。结 合5),考 虑到叠前三维数据没有做偏移处理,因此主要对 构造形变和主应 圈5 6 普资讯 ·376· 石油物探 第43卷 力方向看,力作用.形成了区(图6)以垂直于主应 力作用方向的x”型共轭 剪切缝较为发育,其中“x”型剪田裂缝在平面上两 组都比较发育,而平行于主应力作用方向的张性裂 缝则相对不发育 在上,以背斜构造的.并且以为主,形成了构造主体部位上一个相对发育的裂 缝带.这与该部位构造拐折变形较大有关。而裂缝 在背斜构造的高点则相对不发育.在该部位发育有 剪切缝和张’牲缝,其中剪切缝更发育一些。另外, 从须二反射层的沿层相干切片看(图7),背斜构造 示该部位裂缝可 能较为发育.这与吻合的。 圈7 结束语 区的方法试验及初步应用结果表明,针对川西深 层裂缝性气藏,利用宽方位方位角变化预测储层的裂缝方向和裂缝发育强 度是可行的 而且较之多分量地震勘探成本较低。 同时也认识到,项综合性很强的技术.必须针对宽方位地震资料 采集、保持可靠相对振幅变化的叠前地震资料预处 理和精确的裂缝属性拟合等各个技术环节进行深 人细致的研究,并结合构造应力及断裂展布、测井、 岩心资料等进行综合分析、验证,以提高该方法的 可靠性 参考文献 1 A of .'in ].of 981.64: 133~1加 2{.:【.,,Me[J et M c, 』].f 67I~X} 397,l 214~I 217 3 Ma]. N.in j].991.105: 24 J~252 4来成宏.胡建国,许雪峰.裂隙介质的运动学特征反演与 应用 油物探,2002.41(3):253魏建新 不同裂缝密度的物理模型研究2J].石油物探, 2002,):433~438 6唐云,李显贵。邱华.等.宽方位地震资料采集观测系统 设汁初探[J]石油物探,2003.42(2):233~237 7朱成宏,黄国骞,秦瞳.断裂系统精细分析_J]石油物 探 2002.41(1 J:4Z~48 (本文编辑:张仪宁) 维普资讯
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