本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣地震勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

疊前地震資料中包含了許多疊后資料所不具備的信息，所以疊前地震反演被廣泛應(yīng)于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體識(shí)別。頁巖沉積過程中，由于各種沉積物在垂向上沉積不連續(xù)造成的，將這種經(jīng)過原生沉積作用形成的成層構(gòu)造稱之為水平層理。換言之，由于水平層理的存在，才導(dǎo)致頁巖具有VTI介質(zhì)的特征，使得頁巖表現(xiàn)出極化各向異性。各向異性參數(shù)是衡量各向異性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，對(duì)于HTI介質(zhì)的裂縫型儲(chǔ)層，裂縫密度是指單位體積內(nèi)裂縫的條數(shù)，是影響各向異性參數(shù)強(qiáng)弱的主要因素。地震反演是獲取地下介質(zhì)彈性參數(shù)的有效途徑。據(jù)采用地震資料不同，地震反演可分為疊后反演和疊前反演。疊后反演利用疊后地震資料，主要反演地層縱波信息；疊前地震反演利用疊前地震資料所包含的豐富信息，除反演縱波信息外，還可以估計(jì)地層橫波、巖石模量、流體敏感參數(shù)、物性參數(shù)、各向異性參數(shù)、吸收參數(shù)、甚至密度等信息。在疊前地震反演中，據(jù)采用的地震正問題解析表達(dá)式不同，可分為基于波動(dòng)方程的疊前反演、基于地震波精確反射系數(shù)方程及其近似的疊前反演和基于地震波散射系數(shù)方程的地震散射反演等。

現(xiàn)有的基于極化各向異性反演的頁巖油氣儲(chǔ)層，僅僅只是對(duì)頁巖的各向異性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并沒有構(gòu)建各向異性參數(shù)與水平層理之間的關(guān)系以及對(duì)頁巖氣地層層理的裂縫信息、組成成分以及發(fā)育情況的不了解，進(jìn)而僅僅通過簡(jiǎn)單地各向異性參數(shù)無法真正地實(shí)現(xiàn)頁巖水平層理評(píng)價(jià)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法。

本發(fā)明提出的一種頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

S1：基于疊前地震系統(tǒng)的存在，地震勘探設(shè)備利用地震數(shù)據(jù)的曲率屬性來對(duì)頁巖氣地層層理的發(fā)育情況進(jìn)行檢測(cè)，且地震勘探設(shè)備利用相干體技術(shù)用于對(duì)頁巖氣地層層理中的各個(gè)方位體地震數(shù)據(jù)的裂縫進(jìn)行掃描，進(jìn)而產(chǎn)生玫瑰圖，以此分析出裂縫的方向；

S2：傳播速度是頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法的重要一類評(píng)價(jià)項(xiàng)目，頁巖氣地層層理中的頁巖泥質(zhì)的含量較高，且頁巖氣地層層理中還含有少量的砂質(zhì)巖和粉砂質(zhì)巖，由于頁巖泥質(zhì)比砂質(zhì)巖和粉砂質(zhì)巖較致密，使得頁巖泥質(zhì)的孔縫隙較小，地震波在頁巖泥質(zhì)、砂質(zhì)巖和粉砂質(zhì)巖的傳播速度不同，因此利用頻變AVO識(shí)別技術(shù)來檢測(cè)裂縫的雙縫孔，進(jìn)而對(duì)頁巖氣地層層理的組成成份進(jìn)行分析；

S3：基于S1所述的疊前地震系統(tǒng)，道數(shù)據(jù)通過速度方位各向異性、方位AVO分析技術(shù)和方位振幅AVA分析技術(shù)來檢測(cè)頁巖氣地層層理的極化各向異性特征；

S4：基于極化各向異性的疊前地震反演，兩個(gè)半空間無限大的各向異性介質(zhì)反射系數(shù)根據(jù)VTI介質(zhì)地震波傳播理論可以得到各向異性介質(zhì)反射系數(shù)近似方程式，方程式中的縱波P發(fā)射寫成各向同性反射系數(shù)R_iso與各向異性反射系數(shù)R_aniso之和，即極化各向異性反演的縱波反射系數(shù)近似公式為R_pp^VTI(θ)＝R_iso+R_aniso；

S5：基于巖石物理理論的頁巖儲(chǔ)層中發(fā)育的水平層理的層理密度為η，類比垂直裂縫情況下裂縫密度與各向異性參數(shù)之間的關(guān)系式，得到層理密度η與法向弱度ΔN和切向弱度ΔT的關(guān)系方程式；

S6：將S5中所述的層理密度η與法向弱度ΔN和切向弱度ΔT的關(guān)系方程式代入S4所述的極化各向異性反演的縱波反射系數(shù)近似公式為R_pp^VTI(θ)＝R_iso+R_aniso中，然后依次進(jìn)行積分、歸一化處理后可得到彈性阻抗表達(dá)式ΔEI(θ)＝(δ-δ₀)D(θ)+(ε-ε₀)E(θ)；

S7：S6所述的彈性阻抗表達(dá)式ΔEI(θ)＝(δ-δ₀)D(θ)+(ε-ε₀)E(θ)中代入不同入射角的阻抗數(shù)據(jù)，來求得任意采樣點(diǎn)處的各向異性參數(shù)；

S8：利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作為約束，分別對(duì)不同入射角的角道集地震記錄進(jìn)行稀疏脈沖反演，得到各入射角下的VTI介質(zhì)的彈性阻抗數(shù)據(jù)體，再計(jì)算各入射角下的各向同性背景介質(zhì)的彈性阻抗數(shù)據(jù)體，并消除各向同性介質(zhì)對(duì)彈性阻抗的貢獻(xiàn)，計(jì)算頁巖儲(chǔ)層中的各向異性參數(shù)，同時(shí)對(duì)頁巖氣地層層理的組成成分、裂縫描述和發(fā)育情況進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了基于地震資料的頁巖層物理評(píng)價(jià)。

優(yōu)選地，所述S2中，工作人員在地震勘探設(shè)備上利用頻變AVO識(shí)別技術(shù)來檢測(cè)裂縫的雙縫孔。

優(yōu)選地，所述S4中，極化各向異性反演的縱波反射系數(shù)近似公式R_pp^VTI(θ)＝R_iso+R_aniso中的θ為入射角，且θ的角度范圍為0-180°。

優(yōu)選地，所述S5中，層理密度η與法向弱度ΔN和切向弱度ΔT的關(guān)系方程式中包含有層理中充填物體積模量、層理中充填物剪切模量以及層理的高寬比。

優(yōu)選地，所述S6中，彈性阻抗表達(dá)式ΔEI(θ)＝(δ-δ₀)D(θ)+(ε-ε₀)E(θ)中的δ和ε均為各向異性參數(shù)。

本發(fā)明的有益效果：

1、通過對(duì)頁巖氣地層層理的發(fā)育情況、裂縫信息以及頁巖氣地層層理的組成成分進(jìn)行分析，便于對(duì)頁巖氣地層層理進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，使得評(píng)價(jià)更加具有依據(jù)；

2、通過考慮了頁巖各向異性參數(shù)與層理密度之間的關(guān)系，使頁巖的水平層理評(píng)價(jià)具有更加直觀的理解；

本發(fā)明方法考慮了頁巖各向異性參數(shù)與層理密度之間的關(guān)系，使頁巖的水平層理評(píng)價(jià)具有更加直觀的理解，且對(duì)頁巖氣地層層理的發(fā)育情況、裂縫信息以及頁巖氣地層層理的組成成分進(jìn)行檢測(cè)和分析，進(jìn)而對(duì)頁巖油氣儲(chǔ)層的勘探開發(fā)具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法的頻變AVO識(shí)別技術(shù)的檢測(cè)結(jié)果；

圖2為本發(fā)明提出的一種頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法的異性參數(shù)δ的反演結(jié)果；

圖3為本發(fā)明提出的一種頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法的異性參數(shù)ε的反演結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說。

實(shí)施例

本實(shí)施例中一種頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：

S1：基于疊前地震系統(tǒng)的存在，地震勘探設(shè)備利用地震數(shù)據(jù)的曲率屬性來對(duì)頁巖氣地層層理的發(fā)育情況進(jìn)行檢測(cè)，且地震勘探設(shè)備利用相干體技術(shù)用于對(duì)頁巖氣地層層理中的各個(gè)方位體地震數(shù)據(jù)的裂縫進(jìn)行掃描，進(jìn)而產(chǎn)生玫瑰圖，以此分析出裂縫的方向；

S2：傳播速度是頁巖氣地層層理地球物理評(píng)價(jià)方法的重要一類評(píng)價(jià)項(xiàng)目，頁巖氣地層層理中的頁巖泥質(zhì)的含量較高，且頁巖氣地層層理中還含有少量的砂質(zhì)巖和粉砂質(zhì)巖，由于頁巖泥質(zhì)比砂質(zhì)巖和粉砂質(zhì)巖較致密，使得頁巖泥質(zhì)的孔縫隙較小，地震波在頁巖泥質(zhì)、砂質(zhì)巖和粉砂質(zhì)巖的傳播速度不同，因此利用頻變AVO識(shí)別技術(shù)來檢測(cè)裂縫的雙縫孔，進(jìn)而對(duì)頁巖氣地層層理的組成成份進(jìn)行分析，頻變AVO識(shí)別技術(shù)的檢測(cè)結(jié)果如圖1；

S3：基于S1所述的疊前地震系統(tǒng)，道數(shù)據(jù)通過速度方位各向異性、方位AVO分析技術(shù)和方位振幅AVA分析技術(shù)來檢測(cè)頁巖氣地層層理的極化各向異性特征；

S4：基于極化各向異性的疊前地震反演，兩個(gè)半空間無限大的各向異性介質(zhì)反射系數(shù)根據(jù)VTI介質(zhì)地震波傳播理論可以得到各向異性介質(zhì)反射系數(shù)近似方程式，方程式中的縱波P發(fā)射寫成各向同性反射系數(shù)R_iso與各向異性反射系數(shù)R_aniso之和，即極化各向異性反演的縱波反射系數(shù)近似公式為R_pp^VTI(θ)＝R_iso+R_aniso；

S5：基于巖石物理理論的頁巖儲(chǔ)層中發(fā)育的水平層理的層理密度為η，類比垂直裂縫情況下裂縫密度與各向異性參數(shù)之間的關(guān)系式，得到層理密度η與法向弱度ΔN和切向弱度ΔT的關(guān)系方程式；

S6：將S5中所述的層理密度η與法向弱度ΔN和切向弱度ΔT的關(guān)系方程式代入S4所述的極化各向異性反演的縱波反射系數(shù)近似公式為R_pp^VTI(θ)＝R_iso+R_aniso中，然后依次進(jìn)行積分、歸一化處理后可得到彈性阻抗表達(dá)式ΔEI(θ)＝(δ-δ₀)D(θ)+(ε-ε₀)E(θ)；

S7：S6所述的彈性阻抗表達(dá)式ΔEI(θ)＝(δ-δ₀)D(θ)+(ε-ε₀)E(θ)中代入不同入射角的阻抗數(shù)據(jù)，來求得任意采樣點(diǎn)處的各向異性參數(shù)；

S8：利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作為約束，分別對(duì)不同入射角的角道集地震記錄進(jìn)行稀疏脈沖反演，得到各入射角下的VTI介質(zhì)的彈性阻抗數(shù)據(jù)體，再計(jì)算各入射角下的各向同性背景介質(zhì)的彈性阻抗數(shù)據(jù)體，并消除各向同性介質(zhì)對(duì)彈性阻抗的貢獻(xiàn)，計(jì)算頁巖儲(chǔ)層中的各向異性參數(shù)，其中異性參數(shù)δ的反演結(jié)果如圖2所示，且異性參數(shù)ε的反演結(jié)果如圖3所示，經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)異性參數(shù)δ的反演結(jié)果和異性參數(shù)ε的反演結(jié)果的趨勢(shì)一致，進(jìn)而驗(yàn)證了各向異性參數(shù)反演的準(zhǔn)確性，為頁巖的層理評(píng)價(jià)提供了數(shù)據(jù)支持，另外還對(duì)頁巖氣地層層理的組成成分、裂縫描述和發(fā)育情況進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了基于地震資料的頁巖層物理評(píng)價(jià)。

本實(shí)施例中，S2中，工作人員在地震勘探設(shè)備上利用頻變AVO識(shí)別技術(shù)來檢測(cè)裂縫的雙縫孔，S4中，極化各向異性反演的縱波反射系數(shù)近似公式R_pp^VTI(θ)＝R_iso+R_aniso中的θ為入射角，且θ的角度范圍為0-180°，S5中，層理密度η與法向弱度ΔN和切向弱度ΔT的關(guān)系方程式中包含有層理中充填物體積模量、層理中充填物剪切模量以及層理的高寬比，S6中，彈性阻抗表達(dá)式ΔEI(θ)＝(δ-δ₀)D(θ)+(ε-ε₀)E(θ)中的δ和ε均為各向異性參數(shù)，本發(fā)明方法考慮了頁巖各向異性參數(shù)與層理密度之間的關(guān)系，使頁巖的水平層理評(píng)價(jià)具有更加直觀的理解，且對(duì)頁巖氣地層層理的發(fā)育情況、裂縫信息以及頁巖氣地層層理的組成成分進(jìn)行檢測(cè)和分析，進(jìn)而對(duì)頁巖油氣儲(chǔ)層的勘探開發(fā)具有重要意義。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。