基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法技术

本发明专利技术提供一种基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，包括：进行AVO正演模拟，明确各类AVO的地震响应特征；AVO正演基础上，分析AVO属性与快慢横波速度差异间的关系，建立基于快慢横波速度变化率的AVO地震响应模式，并利用实际井AVO正演模拟进行验证；进行叠前地震资料优选，分方位角地震处理，分方位进行属性分析，建立AVO属性与地应力方位间的关系，优选地应力方位的敏感属性；应用90°交叉方位判别剔除异常值，结合FMI成像测井、声波各向异性测井资料进行验证对比；进行地应力方位的地震识别与预测。该方法为油田勘探目标优选和钻完井方案设计提供可靠依据，具有良好的应用效果和推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非常规油气地质勘探资料处理方法领域，特别是涉及到一种基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法。
技术介绍
地应力研究对于低孔隙、低渗透的砂砾岩、碳酸盐岩、火成岩、变质岩等储层类型的油气藏勘探和开发具有重要意义，而地应力方位的确定是当前地应力研究中的重要核心内容之一，其研究成果对开发井网的布置、定向井及水平井井身轨迹的设计与控制、油层压裂、后期改造措施中裂缝的方位的预测、注水开发中注水方向等石油工程的各个领域均具有重要指导意义。如何精细描述和表征地应力方位成为当前迫切深入研究和解决的重要课题，目前针对地应力方位的研究比较局限，主要以实验测试为主，缺乏利用地震资料进行地应力场方位的预测研究，需要展开系统研究。以往对于地应力的研究比较局限，主要以地应力测试、测井计算和应力场数值模拟为主，但在实际勘探中，这种计算的地应力值与地层实际的地应力值仍有一定的偏差，有必要结合其它方法对测井计算出的地应力结果进行校正，如《牛35块沙河街组三段Es3中现今地应力研究》(汪必峰等，《西安石油大学学报》2007年5月第22卷第3期)，《南翼山油田地应力的测井分析与计算》(徐小虎等，《国外测井技术》2011年第5期)。在地应力方向预测方面，现有的文献仅限于应用测井资料、室内岩心测试等，但该方法只限井点小范围处有效，难以获得某一区域平面的主应力的方向，并未考虑地层的方位各向异性进行地应力的方位的地震预测研究。如《特殊测井方法识别地应力方向在镇泾油田的应用》(陈英等，《石油天然气学报》2013年1月第33卷第1期)，《成像测井综合分析地应力方向的方法》(赵永强，《石油钻探技术》，2009年11月第37卷第6期)，《地应力方向研究新方法-磁组构法》(朱德武等，《断块油气田》，2002年1月第9卷第1期)，《差应变分析法在地应力方向研究中的应用》(韩军等，《石油天然气学报》2005年4月第27卷第2期)。为此我们专利技术了一种新的基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种将地应力的方位各向异性导致的快慢横波速度差异与叠前方位地震资料有机结合，提高地应力方位的预测精度的基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法。本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，该基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法包括：步骤1，进行AVO正演模拟，明确各类AVO的地震响应特征；步骤2，AVO正演基础上，分析AVO属性与快慢横波速度差异间的关系，建立基于快慢横波速度变化率的AVO地震响应模式，并利用实际井AVO正演模拟进行验证；步骤3，进行叠前地震资料优选，分方位角地震处理，分方位进行属性分析，建立AVO属性与地应力方位间的关系，优选地应力方位的敏感属性；步骤4，应用90°交叉方位判别剔除异常值，结合FMI成像测井、声波各向异性测井资料进行验证对比；步骤5，进行地应力方位的地震识别与预测。本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：在步骤1中，根据含油气砂岩与包围砂岩的页泥岩的波阻抗关系，将含油气砂岩划分为四类,并明确了四类AVO方位P波反射振幅随偏移距变化的规律；以实际测得的岩石物理参数为基础，利用Zoeppr i tz方程对两层介质进行AVO正演模拟，明确不同AVO类型的反射系数与入射角的变化规律以及地震响应特征。在步骤1中，将含油气砂岩划分为四类,Ⅰ类为高阻抗含气砂岩，这类砂岩具有比上覆介质高的波阻抗，其AVO特征为零偏移距振幅强且为正极性，AVO曲线成减小趋势，当入射角足够大时可看到极性反转；Ⅱ类为近零阻抗差的含气砂岩，这种砂岩的AVO特征为零偏移距振幅很小，趋于零，故在零偏移距附近不易检测，随着偏移距的增大其AO特征变化较大此类气层又可分为两种；Ⅲ类和Ⅳ类为低阻含气砂岩，它比上覆介质的阻抗低，其AVO特征为零偏移距振幅很强，呈负极性，AVO振幅绝对值呈增加趋势的为第Ⅲ类，AVO振幅绝对值呈减小趋势的为第Ⅳ类。4.根据权利要求1所述的基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，其特征在于，在步骤2中，在正演的基础上计算AVO属性包括截距P和梯度G,以相邻两目标层的快慢横波的变化速率作为约束，分析AVO属性与上下
层快慢横波速度差异间的关系，建立了顶层快慢横波速度变化率大于、等于、小于目标层三种基于层间横波速度变化率的地应力AVO地震响应模式，并利用实际井的AVO正演进行验证，通过对实际井的正演模拟得出：AVO截距变化不大，AVO梯度与截距比值比较稳定可进行不同方位的速度差异及应力方向判识。在步骤2中，以相邻两目标层的快慢横波的变化速率作为约束，将顶层的快慢横波变化率小于底层的快慢横波变化率定义为Ⅰ类AVO，该类AVO的梯度极小值的方位代表快横波的方向，将顶层的快慢横波变化率等于底层的快慢横波变化率定义为Ⅱ类AVO，将顶层的快慢横波变化率大于底层的快慢横波变化率定义为Ⅲ类AVO，梯度极大值的方位代表快横波的方向。在步骤3中，优选叠前地震资料，保证宽方位、高覆盖次数及高信噪比，将地震资料品质好的叠前道集进行方位角处理，抽取方位角道集数据时应遵循在炮检距范围内叠加次数要尽量均衡的原则，以突出反映由于地应力变化引起的方位各向异性特征差异，通过对观测系统分析，根据抽取原则确保每个方位角覆盖相同或相近，初步确定了十二个方位角划分方案，0°-15°,15°-30°,30°-45°，45°-60°,60°-75°,75°-90°，120°-135°,135°-150°，150°-165°,165°-180°，对标定处理的不同方位角道集数据体分别计算AVO梯度和截距属性，得到不同方位角的AVO梯度和截距剖面，在目的层段内分析AVO梯度和截距属性随不同方位角的变化,根据方位各向异性，查找AVO梯度G与截距P的比值最大和最小时所在的方位，即：K＝G/Pkmax＝max(K1,K2…K12)kmin＝min(K1,K2…K12)Azi＝INDEX(Az1:Az12,1,MACTCH(Kmax,K1:K12,0))Azj＝INDEX(Az1:Az12,1,MACTCH(Kmin,K1:K12,0))式中，K为不同方位角的AVO梯度与截距的比值,AZ为方位角，AZi为AVO梯度与截距的比值最大时所在的方位，AZj为AVO梯度与截距的比值最小时所在的方位。在步骤4中，根据方位各向异性理论，AVO梯度与截距比值最小的方位为最大主应力方位，而AVO梯度与截距比值最大的方位为最小主应力方位，二
者垂直或接近垂直，若不符合则为异常值；应用90°交叉方位判别剔除异常值。本专利技术中的基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，以AVO正演为基础，通过改变快慢横波的速度明确三类AVO异常的地震反射特征；借助横波各向异性理论，建立基于层间速度变化的地应力与AVO地震响应模式；优选叠前地震资料，将叠前宽方位地震数据分方位角处理，提取不同方位AVO属性，分析AVO属性与地应力方位间的关系，优选地应力方位的敏感属性；应用90°交叉方位判别剔除异常值，结合FMI成像测井、声波各向异性测井资料进行验证对比，最终实现地应力方位的表征。该方法充分考虑了地应力的方位各向异性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，其特征在于，该基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法包括：步骤1，进行AVO正演模拟，明确各类AVO的地震响应特征；步骤2，AVO正演基础上，分析AVO属性与快慢横波速度差异间的关系，建立基于快慢横波速度变化率的AVO地震响应模式，并利用实际井AVO正演模拟进行验证；步骤3，进行叠前地震资料优选，分方位角地震处理，分方位进行属性分析，建立AVO属性与地应力方位间的关系，优选地应力方位的敏感属性；步骤4，应用90°交叉方位判别剔除异常值，结合FMI成像测井、声波各向异性测井资料进行验证对比；步骤5，进行地应力方位的地震识别与预测。

【技术特征摘要】
1.基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，其特征在于，该基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法包括：步骤1，进行AVO正演模拟，明确各类AVO的地震响应特征；步骤2，AVO正演基础上，分析AVO属性与快慢横波速度差异间的关系，建立基于快慢横波速度变化率的AVO地震响应模式，并利用实际井AVO正演模拟进行验证；步骤3，进行叠前地震资料优选，分方位角地震处理，分方位进行属性分析，建立AVO属性与地应力方位间的关系，优选地应力方位的敏感属性；步骤4，应用90°交叉方位判别剔除异常值，结合FMI成像测井、声波各向异性测井资料进行验证对比；步骤5，进行地应力方位的地震识别与预测。2.根据权利要求1所述的基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，其特征在于，在步骤1中，根据含油气砂岩与包围砂岩的页泥岩的波阻抗关系，将含油气砂岩划分为四类,并明确了四类AVO方位P波反射振幅随偏移距变化的规律；以实际测得的岩石物理参数为基础，利用Zoeppritz方程对两层介质进行AVO正演模拟，明确不同AVO类型的反射系数与入射角的变化规律以及地震响应特征。3.根据权利要求2所述的基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，其特征在于，在步骤1中，将含油气砂岩划分为四类,Ⅰ类为高阻抗含气砂岩，这类砂岩具有比上覆介质高的波阻抗，其AVO特征为零偏移距振幅强且为正极性，AVO曲线成减小趋势，当入射角足够大时可看到极性反转；Ⅱ类为近零阻抗差的含气砂岩，这种砂岩的AVO特征为零偏移距振幅很小，趋于零，故在零偏移距附近不易检测，随着偏移距的增大其AO特征变化较大此类气层又可分为两种；Ⅲ类和Ⅳ类为低阻含气砂岩，它比上覆介质的阻抗低，其AVO特征为零偏移距振幅很强，呈负极性，AVO振幅绝对值呈增加趋势的为第Ⅲ类，AVO振幅绝对值呈减小趋势的为第Ⅳ类。4.根据权利要求1所述的基于横波速度变化率的地应力方位地震预测方法，其特征在于，在步骤2中，在正演的基础上计算AVO属性包括截距P和梯度G,以相邻两目标层的快慢横波的变化速率作为约束，分析AVO属性与上下层快慢横波速度差异间的关系，建立了顶层快慢横波速度变化率大于、等于、
\t小于目标层三种基于层间横波速度变化率的地应力AVO地震响应模式，并利用实际井的AVO正演进行验证，通过对实际井的正演模拟得出：AVO截距变化不大，AV...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀娟，张营革，谭明友，高秋菊，张明秀，宋亮，王楠，夏至威，张盼盼，
申请(专利权)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胜利油田分公司物探研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37