[发明专利]一种应力水平各向异性介质方位地震反演方法及系统

说明书

本发明公开了一种应力水平各向异性介质方位地震反演方法及系统，涉及地震储层识别领域，包括：建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型，并对HTI介质模型施加平行于对称轴的单轴小应力；对水平单轴应力HTI介质中裂缝和应力诱导的刚度张量进行解耦；建立解耦裂缝和应力诱导各向异性参数的PP波AVAZ近似方程；利用不同方位之间的反射系数振幅差异进行PP波AVAZ反演，形成应力水平各向异性介质方位地震反演方案。本发明利用非线性声弹性理论构建了水平单轴或双轴应力HTI介质的有效刚度张量，并对裂缝和应力诱导的各向异性参数进行了解耦，用AVAZ地震反演方法对未知模型参数进行估计，利用不同方位角的地震反射振幅数据进行反演，能够提高地下裂缝位置预测的准确性。

技术领域

本发明涉及地震储层识别领域，尤其涉及一种应力水平各向异性介质方位地震反演方法及系统。

背景技术

从地表地震数据中检测地震各向异性有助于表征地下裂缝发育程度，指导地下裂缝位置预测。然而，初始各向异性弹性介质受到应力作用后，刚度张量的对称性将发生变化，变化后的介质并不完全等同于无应力的各向异性介质。因此，在研究裂缝和应力引起的各向异性对地震波速度、振幅或岩石其他物理性质的影响时，两者的解耦变得格外重要。同时，地应力场的估算也是地下油气勘探开发的关键。目前所采用的地应力估算方法通常是根据地面反射地震数据，利用地震速度和地应力之间的经验近似方程得到的，这种方法往往局限于经验模型的准确性或适用性。对于经验模型不准确或不适用的情况下，以往的地应力估算方法准确性较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种应力水平各向异性介质方位地震反演方法及系统，利用非线性声弹性理论构建了水平单轴或双轴应力HTI介质的有效刚度张量，并对裂缝和应力诱导的各向异性参数进行了解耦，用AVAZ地震反演方法对未知模型参数进行估计，利用不同方位角的地震反射振幅数据进行反演，能够提高地下裂缝位置预测的准确性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种应力水平各向异性介质方位地震反演方法，包括：

建立线性滑移边界条件下的HTI介质模型，并对HTI介质模型施加平行于对称轴的单轴小应力；

对水平单轴应力HTI介质中裂缝和应力诱导的刚度张量进行解耦；

建立解耦裂缝和应力诱导各向异性参数的PP波AVAZ近似方程；

利用不同方位之间的反射系数振幅差异进行PP波AVAZ反演，形成应力水平各向异性介质方位地震反演方案。

作为进一步的实现方式，利用非线性声弹性理论表示水平单轴应力作用下的有效弹性刚度矩阵；基于小应变假设，将应力各向异性介质中的有效弹性刚度张量进行简化。

作为进一步的实现方式，基于弱各向异性背景假设和水平单轴小应力诱导的各向异性假设(忽略了计算中出现的各向异性与应力相关的近似高阶无穷小项)调整水平单轴应力作用下的有效弹性刚度张量的表达式。

作为进一步的实现方式，利用渐近射线理论和固定相位法将线性化的PP波AVAZ反射系数的变化用散射函数表示：/

其中，Δ表示无应力或应力岩石弹性性质的扰动，Δρ表示密度的扰动，η_ij与入射P波和散射P波的慢度矢量和偏振矢量相关；表示水平单轴应力HTI介质中的刚度张量扰动，θ表示入射角，/表示方位角。

作为进一步的实现方式，根据弱无应力背景弹性性质假设、弱无应力HTI介质各向异性假设以及HTI介质施加水平单轴小应力假设近似表示刚度张量扰动；并根据刚度张量扰动得到解耦的裂缝和应力各向异性参数的PP波AVAZ近似方程。

作为进一步的实现方式，利用卷积模型生成合成方位地震数据：