基于混合方程裂隙介质地震波场数值模拟.pdfVIP

石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2005年4月第27卷第2期 ofOilandGas V01．27No．2 Journal Technology(j．JPl)Apr．2005 基于混合方程的裂隙介质地震波场数值模拟 杜正聪 (攀枝花学院，[N／II攀枝花617000) 贺振华，黄德济 (成都理工大学信息工程学院，四川成都610059) [摘要]在Hudson理论的基础上推导出基于弹性一声学近似的裂缝模型反射系数计算公式；用变参考慢度 Rytov近似波场延拓算予对给定裂缝模型进行正演和偏移。并分析其波场特征。结果表明：①在当前地震 分辨率下，不能识别单个裂缝，但可以探测裂缝发育带；②裂缝带达到一定的宽度和密度’时，可以用地 震方法检测裂缝的分布，潜山内幕反射波的范围与强弱，有利于研究裂缝发育带的宽度和密度；③裂缝 带的低频复波反射，表明在裂缝发育带，地震波频率减低，这意味着用地震波的频率特征是可以检测裂 缝的。 [关键词]裂缝(岩石)；地震模型；裂缝带；裂缝宽度；地震勘探；幔度；正演；地震偏移 [中图分类号]P631．44 [文献标识码]A 致密油气储层中裂缝系统的存在对扩大油气的存储空间、增加流体渗透性、建立运移通道起建设性 作用，有利于油气藏的形成。但若缺少良好的储盖组合，亦有破坏性[1]。无论出现哪种情况，查明裂缝 系统的空间分布和缝隙中流体(油、气、水)的赋存情况，对油气的勘探、开发都有十分重要的意义。 因此，通过裂缝模型的正演与偏移来研究裂缝介质的波场特征就显得尤为重要。 目前要以分辨率为10m左右的地震勘探来直接探明地下毫米级裂缝的空间分布显然是不可能的。 笔者首先在裂缝介质中基于弹性波动方程的地震波传播的Hudson理论基础上推导出与裂缝密度、充填 物性质、波的入射参数、围岩性质等因素密切相关的反射系数计算公式。然后算出将裂缝集中考虑的理 论地质模型的反射系数。最后用基于声学方程的变参考慢度扩展局部Rytov近似傅氏偏移法 (VRSELBF)对给定模型进行正演和偏移并分析其波场特征。 1方法原理 1．1含裂缝反射界面的反射系数计算公式 根据裂隙介质中的弹性波动方程可推导出裂缝型固一流混合介质中地震纵波相速度K的计算公式[2|： sin20 0 sin20 cos29+6(sin2 cos29一d(sin20 职=告[n sin2妒+cos2口)]+寺{[c sin20 0 +4e2 sin2妒+COS2口))专 (1) COS2f(sin2 式中，9，0分别为平面纵波传播时与裂隙走向及与垂轴的夹角；a，6，c，d，e是与裂隙密度s密切相关的5个 表达式的值，具体表达式见参考文献F2]。对于一维情况，定义裂缝密度e为裂缝的有效宽度Z“与裂缝带宽 度Z。之比。裂缝带的等效速度V。即为由式(1)求得的V。。等效密度艮由下式给出： rm一pm一丛L辱必， (2)＼_， ‘a 缝围岩的纵波速度为V。。则可得到含裂缝反射界面的反射系数Rt计算公式： Rt—l丽OmV而m--119191 (3) [收稿日期]2004—09—01 [基金项目】国家自然科学基金资助项目；国家。973’项目(G1999043311)。 [作者简介]杜正聪(1975一)，男，2000年大学毕业，讲师，博士生，现主要从事通信及地震信号处理方面的研究。 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2005年4月 和不含裂缝的反射界面的反射系数R。计算公式： R。一刀P2V丽2--P1V1