[發(fā)明專利]基于微震散射波品質(zhì)因子的壓裂效果評價方法及裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010361714.0 | 申請日： | 2020-04-30 |
| 公開（公告）號： | CN111624661B | 公開（公告）日： | 2021-04-20 |
| 發(fā)明（設計）人： | 唐有彩;劉航;王麗華;張凱文 | 申請（專利權）人： | 中國石油大學（北京） |
| 主分類號： | G01V1/40 | 分類號： | G01V1/40;G01V1/30;G01V1/28;G06F17/10 |
| 代理公司： | 北京同立鈞成知識產(chǎn)權代理有限公司 11205 | 代理人： | 李陽;黃健 |
| 地址： | 102249*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 散射 品質(zhì) 因子 效果 評價 方法 裝置 | ||
1.一種基于微震散射波品質(zhì)因子的壓裂效果評價方法，其特征在于，包括：
在壓裂過程中，通過微震監(jiān)測系統(tǒng)采集壓裂區(qū)的原始微震信號；
根據(jù)地震波走時區(qū)分所述原始微震信號中的直達波信號和散射波信號；
將直達波信號的振幅譜表示為：
式中，Z(f)為直達波信號的振幅譜，A為控制振幅大小的常數(shù)，k為控制振幅對稱性的常數(shù)，f為直達波信號頻率，f0為控制帶寬的帶寬因子；
基于直達波信號的能量譜Z(f)2得到直達波信號的質(zhì)心頻率表示為：
將散射波信號振幅譜表示為：
式中，S(f)是散射波信號的振幅譜，Δt是直達波和散射波信號的旅行時差，Q為品質(zhì)因子；
基于散射波信號的能量譜S(f)2得到散射波信號的質(zhì)心頻率表示為：
將所述直達波信號的質(zhì)心頻率減去所述散射波信號的質(zhì)心頻率，得到質(zhì)心頻移量，公式如下：
根據(jù)所述質(zhì)心頻移量Δf，得到壓裂區(qū)的品質(zhì)因子Q：
式中，Δf為質(zhì)心頻移量；
對每個微震事件，將每個監(jiān)測點記錄的散射波信號在時間軸上反轉(zhuǎn)，并作為新的震源向外散發(fā)地震波，公式如下：
R(x,z,t)＝D(x,τ0-t)*G(x,z,t)
式中R(x,z,t)為反傳波場，D(x,τ0-t)為地震記錄，τ0為所有監(jiān)測點記錄到該微震信號的最遲時間，G(x,z,t)是格林函數(shù)，*表示褶積；
將所有監(jiān)測點向外散發(fā)的地震波場進行互相關操作，并根據(jù)預設的成像條件，定位散射體位置，即裂縫發(fā)育區(qū)域，公式如下：
式中，t表示時間；R表示空間坐標(x,z)處的反向傳播檢波器波場；I(x,z)表示(x,z)處的成像計算結(jié)果；n為檢波器的個數(shù)；
根據(jù)所述品質(zhì)因子的變化確定發(fā)生充分壓裂的裂縫區(qū)域；
將所述充分壓裂的裂縫區(qū)域中，與儲層位置距離滿足預設條件的裂縫充分發(fā)育區(qū)域確定為有效壓裂區(qū)域。
2.一種基于微震散射波品質(zhì)因子的壓裂效果評價裝置，其特征在于，
采集單元，用于在壓裂過程中，通過微震監(jiān)測系統(tǒng)采集壓裂區(qū)的原始微震信號；
處理單元，用于根據(jù)地震波走時區(qū)分所述原始微震信號中的直達波信號和散射波信號；獲取微震信號中直達波信號的質(zhì)心頻率和散射波信號的質(zhì)心頻率；根據(jù)所述直達波信號的質(zhì)心頻率和所述散射波信號的質(zhì)心頻率，得到壓裂區(qū)的品質(zhì)因子變化；利用散射波逆時偏移技術對散射體進行定位，確定裂縫發(fā)育區(qū)域；
評價單元，用于根據(jù)所述品質(zhì)因子的變化和所述裂縫發(fā)育區(qū)域?qū)λ鰤毫褏^(qū)的壓裂效果進行評價；
所述處理單元，用于將直達波信號的振幅譜表示為：
式中，Z(f)為直達波信號的振幅譜，A為控制振幅大小的常數(shù)，k為控制振幅對稱性的常數(shù)，f為直達波信號頻率，f0為控制帶寬的帶寬因子；
基于直達波信號的能量譜Z(f)2得到直達波信號的質(zhì)心頻率表示為：
將散射波信號振幅譜表示為：
式中，S(f)是散射波信號的振幅譜，Δt是直達波和散射波信號的旅行時差，Q為品質(zhì)因子；
基于散射波信號的能量譜S(f)2得到散射波信號的質(zhì)心頻率表示為：
所述處理單元，還用于對每個微震事件，將每個監(jiān)測點記錄的散射波信號在時間軸上反轉(zhuǎn)，并作為新的震源向外散發(fā)地震波，公式如下：
R(x,z,t)＝D(x,τ0-t)*G(x,z,t)
式中R(x,z,t)為反傳波場，D(x,τ0-t)為地震記錄，τ0為所有監(jiān)測點記錄到該微震信號的最遲時間，G(x,z,t)是格林函數(shù)，*表示褶積；
將所有監(jiān)測點向外散發(fā)的地震波場進行互相關操作，并根據(jù)預設的成像條件，定位散射體位置，即裂縫發(fā)育區(qū)域，公式如下：
式中，t表示時間；R表示空間坐標(x,z)處的反向傳播檢波器波場；I(x,z)表示(x,z)處的成像計算結(jié)果；n為檢波器的個數(shù)。
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