[發明專利]一種裂縫型儲層單斜等效介質地震表征與反演方法及系統

有效

• 申請號: 202111332502.0
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114063163B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 潘新朋;劉嘉瑋;柳建新;張廣智;黃蕾;路程旭
• 申請（專利權）人: 中南大學;中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種裂縫型儲層單斜等效介質地震表征與反演方法，其特征在于，包括如下步驟：

將各向同性介質巖石為背景信息的水平裂縫和傾斜裂縫介質組合成等效成單斜各向異性介質；

構建單斜各向異性介質的PP波反射系數與背景彈性參數、水平裂縫參數以及傾斜裂縫特性的關系式；

分析背景彈性參數的擾動、水平和傾斜裂縫參數的變化對PP波反射系數的影響；

基于所述PP波反射系數構建反演水平裂縫參數以及傾斜裂縫參數的目標函數；

基于貝葉斯原理，對所述目標函數進行反演得到水平裂縫參數以及傾斜裂縫參數的概率密度，將概率密度最大值所對應的水平裂縫參數以及傾斜裂縫參數的數值確定為反演的最終結果；

所述單斜各向異性介質的PP波反射系數與背景彈性參數、水平裂縫參數以及傾斜裂縫參數的關系式為：

其中，

式中，θ和分別表示入射角和方位角，θ°是傾斜裂縫的傾角，表示縱波模量的反射系數，表示橫波模量的反射系數，表示密度的反射系數，表示擾動和差異后的水平裂縫的法向裂縫弱度參數，表示擾動和差異后的水平裂縫的切向裂縫弱度參數，表示擾動和差異后的傾斜裂縫的法向裂縫弱度參數，表示擾動和差異后的傾斜裂縫的切向裂縫弱度參數，M_b表示背景的縱波模量，ρ_b表示各向同性巖石中的密度，χ_b＝λ_b/M_b，λ_b和μ_b是各向同性巖石的拉梅常數；

根據水平排列的裂縫的VTI介質的剛度矩陣以及傾斜裂縫的TTI介質的剛度矩陣得到單斜各向異性介質的剛度矩陣，單斜各向異性介質的剛度矩陣表示為：

其中，

根據一節擾動理論，我們假設彈性模量背景的界面上微小擾動和微小的差異可以忽略，即忽略和

則單斜各向異性介質的剛度矩陣表達式為：

2.如權利要求1所述的一種裂縫型儲層單斜等效介質地震表征與反演方法，其特征在于，單斜各向異性介質的等效過程包括：

根據水平排列的裂縫的VTI介質的剛度矩陣以及傾斜裂縫的TTI介質的剛度矩陣得到單斜各向異性介質的剛度矩陣。

3.如權利要求1所述的一種裂縫型儲層單斜等效介質地震表征與反演方法，其特征在于，將柯西函數作為先驗概率密度函數，采用高斯函數作為似然函數，通過先驗概率密度函數和似然函數聯合得到后驗概率密度函數，將低頻模型正則化與后驗概率密度函數相結合，利用迭代重加權最小二乘算法來求解，得到地層特性的模型參數，即反演結果。

4.如權利要求1所述的一種裂縫型儲層單斜等效介質地震表征與反演方法，其特征在于，所述基于所述PP波反射系數構建反演水平裂縫參數以及傾斜裂縫參數的目標函數為：采用單斜各向異性介質中的入射P波和反射P波，基于振幅隨偏移距和方位角的變化方法對具有旋轉不變性的非正交裂縫進行地震儲層表征。

5.如權利要求1所述的一種裂縫型儲層單斜等效介質地震表征與反演方法，其特征在于，所述背景彈性參數包括縱波模量、橫波模量以及密度；

所述水平裂縫參數包括水平裂縫的法向弱度參數和切向弱度參數；

所述傾斜裂縫參數包括傾斜裂縫的法向弱度參數和切向弱度參數。

6.如權利要求1所述的一種裂縫型儲層單斜等效介質地震表征與反演方法，其特征在于，傾斜裂縫特性與裂縫傾斜角的關系包括：

當傾斜角為0°時，PP波反射系數具有方位依賴性，發育的水平裂縫和傾斜裂縫僅對入射角的地震反射幅值產生影響，即裂縫密度越大，地震響應越強；

當傾斜角大于0°時，PP波反射系數具有方位依賴性，當傾斜角小于第一閾值時方位響應微弱；當傾斜角高于第二閾值時方位響應明顯影響；當傾斜角高于第三閾值時方位響應影響非常強烈的。