一种检测地层中裂缝发育程度的方法

摘要

本发明提供一种检测地层中裂缝发育程度的方法，所述方法利用横波在裂缝发育地层中传播时发生横波分裂现象，导致井下三分量检波器的两个水平分量接收到的横波初至波的波形随着地层中裂缝的发育程度变化而变化，通过计算两个水平分量上的横波初至波互相关误差系数来定量检测地层裂缝的发育程度，为降低勘探开发的风险，提高油气藏开采效率提供参考数据。

主权项

1.一种检测地层中裂缝发育程度的方法，所述方法包括以下步骤：(1)根据所欲观测的井所在的现场地形，按照如下要求设计三维三分量VSP观测方案：从井口所在位置O点指向可控震源所在位置S点的观测方位角度取值α∈{α_{j,j＝1,2,......,M}}，α_j∈[0,360)，α的M个取值将圆周均匀分割为M等份，根据对观测精度的要求，M取值从集合{6、8、10、12、16、18、36}中选取一个合适的数值；井下三分量检波器所放置的位置G与井口位置O的距离为z₀米，z₀的取值保证井下三分量检波器的正常工作并尽量接近要观测的地层；可控震源所在位置S与井口位置O之间的距离为x₀米，x₀的取值满足当激发可控震源时，井中三分量检波器能够接收到较高信噪比的有效信号；设定井下三分量检波器的离散采样间隔dt与离散采样点数N，dt与N的取值保证记录到完整的可控震源引发的位置G处的质点振动；(2)对于α∈{α_{j,j＝1,2,......,M}}的每一个取值α_j，将可控震源放置在与井口O距离为x₀米方位角度为α_j处；将井下三分量检波器放置于与井口位置O的距离为z₀米的井下，并使井下三分量检波器的R分量指向的方位角度与α_j保持一致；激发可控震源产生沿着α_j方位角度偏振的横波，并同时以井下三分量检波器记录可控震源引发的井下三分量检波器所在位置G处的质点振动，当α取值为α＝α_j时井下三分量检波器两个水平分量R、T记录到的质点振动记为R_j(t_k),T_j(t_k),k＝1,2,......,N；(3)对步骤(2)中得到的所有观测方位的数据记录{R_j(t_k),T_j(t_k)},j＝1,2,......,M,k＝1,2,......,N，编程计算直达波初至的到达时间{P_j}，j＝1,2,......,M，编程的具体算法为：对于α＝α_j的每一个取值得到的井下三分量检波器的两个水平分量的数据记录R_j(t_k),T_j(t_k),k＝1,2,......,N，扫描计算{r_k＝F_k/E_k,k＝L+1,L+2,......,N-L}中的最大值所对应的k的取值，则得到P_j＝kdt；在公式{r_k＝F_k/E_k,k＝L+1,L+2,......,N-L}中，$E_k=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}(R_j^2\left(t_{k-l}\right)+T_j^2\left(t_{k-l}\right)),$$F_k=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}(R_j^2\left(t_{k+l}\right)+T_j^2\left(t_{k+l}\right)),$L的取值由可控震源激发的地震子波的延续时间t0决定，L＝t0/dt，L＜N；(4)根据{P_j}的值，求取在所有观测方位角度观测的R分量上的横波初至与T分量上横波初至的互相关误差系数$C_j=1-\frac{\left|\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}{R}_j\left(t_{k+l}\right)T_j\left(t_{k+l}\right)\right|}{\sqrt{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}{R}_j^2\left(t_{k+1}\right)}\sqrt{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}{T}_j^2\left(t_{k+1}\right)}},k=P_j/,$L的取值同上所述，j=1,2,……,M；(5)计算所有C_j，j=1,2,……,M的平均值则sigma值的大小用于定量描述所观测地层中的裂缝发育程度，sigma的取值范围为sigma∈（0,1），当sigma值增大时，代表地层中的裂缝发育程度提高，当sigma值减小时代表地层中的裂缝发育程度降低；(6)流程结束。