[发明专利]一种确定地层岩性和孔隙流体的方法

摘要

本发明涉及地球物理勘探确定地层岩性和孔隙流体的方法，采用记录三分量VSP地震波波场，得到零井源距地震波场，计算不同深度采样点的地震波波场的透射纵波P，再计算纵、横波反射系数、纵、横波波阻抗，根据得到的地层波阻抗变化曲线，对比已知的测井资料就可确定地层的岩性和孔隙流体性质。本发明可直接提供深度域的波阻抗变化曲线，避免了速度－深度的多解性，有限带宽和低分辨率问题，分辨率高；充分利用了三分量VSP的优点，在没有横波震源激发的情况下可同时向用户提供纵、横波波阻抗和地层的方位角和倾角，为确定地层岩性和孔隙流体性质的变化提供了有利的依据。

主权项

1、一种确定地层岩性和孔隙流体的方法，其特征在于：采用以下具体步骤实现：1)在地面人工激发地震，在测井井中不同深度采样点放置三分量地震波接收器，记录三分量VSP地震波波场；2)采用常规的方法对三分量VSP地震数据进行波场分离、走廊叠加和频带拓宽，得到零井源距地震波场；3)利用步骤2)处理得到的零井源距地震波场，用下式计算不同深度采样点的地震波波场的透射纵波P：透射纵波P＝入射纵波+反射纵波+转换横波-透射转换横波4)根据下式计算纵横波速度比：$\Phi \left(d\right)=(\underset{k,l=1}{\overset{3}{\Sigma }}{\left|m_{k,l}\left(d\right)\right|}^2+{\gamma }_1\underset{m=1}{\overset{3}{\Sigma }}{|r_0-d_m{r}_m|}^2)---\left(1\right)上式中：d是速度比向量，$ d=\{d_1=\frac{v_{p1}}{v_{p2}},d_2=\frac{v_{p1}}{v_{s1}},d_3=\frac{v_{p1}}{v_{s2}}\},vp1、vp2、vs1、vs2分别是界面上、下两侧介质的纵、横波速度；mk，l是位移梯度矩阵的二阶子式，r0是界面的法线方向矢量；rm是各类型波的传播方向矢量和界面的法线方向矢量的内积，当m＝0时为下行P波，当m＝1时为上行P波，当m＝2时为上行S波，当m＝3时为下行S波；\gamma 1是一权系数；令\Phi (d)\to min，通过Newton迭代法我们可求得界面上、下两侧介质的纵、横波速度比$ d=\{d_1=\frac{v_{p1}}{v_{p2}},d_2=\frac{v_{p1}}{v_{s1}},d_3=\frac{v_{p1}}{v_{s2}}\};5)根据以下公式计算纵、横波反射系数：$ \rho =\frac{{\rho }_2}{{\rho }_1}---\left(2\right)$ R_{\mathrm{pp}}=\frac{d_1-\rho }{d_1+\rho }---\left(3\right)$ R_{\mathrm{ss}}=\frac{d_3-{\mathrm{\rho d}}_2}{d_3+{\mathrm{\rho d}}_2}---\left(4\right)上式中，$ \{d_1=\frac{v_{p1}}{v_{p2}},d_2=\frac{v_{p1}}{v_{s1}},d_3=\frac{v_{p1}}{v_{s2}}\}为步骤4)中求得纵横波速度比，Rpp为纵波反射系数、Rss为横波反射系数，\rho 1为反射界面上覆层的密度，\rho 2\; 为反射界面下伏层的密度；6)利用以下公式计算纵、横波波阻抗：$ \mathrm{Im}{p}_{\mathrm{pp}}=\frac{1+R_{\mathrm{pp}}}{1-R_{\mathrm{pp}}}---\left(5\right)$ \mathrm{Im}{p}_{\mathrm{ss}}=\frac{1+R_{\mathrm{ss}}}{1-R_{\mathrm{ss}}}---\left(6\right)上式中，Imppp为反射界面下伏层的波阻抗，Impss为反射界面下伏层的横波波阻抗，Rpp为纵波反射系数、Rss为横波反射系数，7)根据步骤6)得到的地层波阻抗变化曲线，对比已知的测井资料就可确定地层的岩性和孔隙流体性质。$$$$$$$$$