[发明专利]一种提取水平层状介质各向异性参数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微地震监测数据处理技术，是一种用井中微地震自身的信息提取水平层状介质各向异性参数的计算方法。

背景技术

微地震压裂监测技术现在已成为致密储层油气田开发中一项常用的监测技术，其最主要的应用是水力压裂裂缝分布的监测，在优化压裂方案和开发井网部署方面起到重要作用。微地震监测有地面监测和井中监测两种方式。地面监测就是在监测目标(如压裂井)周围地面布置若干接收点或测线进行微地震监测。井中监测是在监测目标区域周围临近的井中布置接收检波器排列进行微地震监测。

微地震监测的首要目标是对微地震事件进行定位，而定位精度取决于模型的准确。井中微地震一般采用水平层状介质模型。由于观测井离压裂井较近(水平距离约为200米～600米)，并且受压裂对地层破坏的影响，井中微地震更易受各向异性因素影响。有些地区受条件限制(无地面三维地震资料、无正交偶极子声波测井)不能提供各向异性参数。

因此，本领域亟需一种提取水平层状介质各向异性参数的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种利用井中微地震信息提取水平层状介质各向异性参数的方法。该方法只利用井中微地震自身的信息提取水平层状介质各向异性参数，特别适合没有三维地震和正交偶极子声波测井的地区。

根据本发明的一个方面，提供一种提取水平层状介质各向异性参数的方法，该方法包括：利用旅行时残差、射线路径长度向量、群慢度与各层中各向异性参数构造超定方程；求解超定方程获得各向异性参数。

进一步地，该方法在求解超定方程获得各向异性参数后获得修正量；判断是否满足模型的修正量充分小，不满足条件则更新模型，在初始模型各个参数加上所获得的修正量，然后再重新构造方程和求解；满足条件则输出模型。

进一步地，所述超定方程为：

式中为旅行时残差，Δτⁱ为发震时刻误差；为射线路径长度向量；为P波或SV波的群慢度，即为或矢量；分别为垂向速度的修正向量、ε的修正向量和δ的修正向量。

进一步地，在水平层状介质中P波和SV波的精确相速度公式为：

式中P表示纵波，SV表示质点振动的垂直平面内的横波分量，α₀为纵波垂向速度，β₀为横波垂向速度。

进一步地，在水平层状介质中P波和SV波的群速度计算公式为：

θ_g＝θ+Δθ (5)

式中，θ_g为群角。V为P波和SV波的相速度。

进一步地，通过给定井中检波器获得到达时利用震源位置、发震时刻和初始模型来计算理论到达时两者旅行时残差为：

进一步地，通过LU分解、SVD分解、共轭梯度算法或LSQR方法求解超定方程。

本发明方法只利用井中微地震自身的信息提取水平层状介质各向异性参数，特别适合没有三维地震和正交偶极子声波测井的地区。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1显示了相速度和群速度之间的关系。

图2显示了井中微地震观测的示例图。

图3显示了根据本发明实施例的利用井中微地震信息提取水平层状介质各向异性参数的方法流程图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面参照图1和图2描述本发明方法的原理。首先，利用Thomsen参数表示相速度和群速度。水平层状介质各向异性参数一般使用传统的Thomsen参数化方式。P波和SV波的精确相速度公式为：