各向异性衰减与AVO分析

Abstract: At present, t he r esearch on at tenuat ion aniso tr opy in media mainly f ocuses on t he case o f ho mog eneous media and pay s lit t le at t ent ion t o t he eff ect s o f at t enuat ion anisot ropy on ref lectio n seismic dat a. F or the viscoelast ic aniso tr opic cap rock/ reservoir reflect ion m odel, t he AVO responses of P P、 P S w aves w ere invest igat ed f or the variat ion of t he T hom sen aniso tr opy param et ers 、 of cap r ock based on t he viscoelast ic anisot ropic reflection and t ransmission theory. T he anisot ropy of phase v elo cit y, qualit y facto r and at tenuat ion w ere st udied, and t hen, the eff ect o f att enuat io n anisot ropy o f t he cap rock on AVO analysis w as inv est ig ated. T he st udy show ed t hat not only phase velocit y anisot ropy but also att enuat io n aniso tr opy exist s in viscoelast ic aniso tr opic m edia. M or eov er, the aniso tr opy degree o f the at t enuat ion is much st ronger t han t he phase velocity , and t he att enuat io n anisot ro py of S w ave is much st ronger t han t hat of P w ave. When considered only interf ace reflect ion, w it h dif ferent anisot ropy paramet er s and t he variation of critical ang les of P P ref lect ion w ave, t he ref lect io n coeff icient s fo r t he pre and po st crit ical region wo uld be v aried. Wit h t he variat io n of diff erent anisot ro py par am et ers , bo th of t he crit ical ang les o f P P reflect ion w ave and t he ref lection coef ficients for pre critical r eg io n nearly do not changed. Because of t he at t enuation anisot ropy of cap rock varied signif icant ly f or dif ferent
针对粘弹各向异性盖层储层反射模型应用粘弹各向异性分界面反射透射理论研究了盖层thomsen各向异性参数变化时模型分界面pp波ps波的avo响应分析了盖层中相速度各向异性品质因子以及衰减各向异性
第 40 卷 第 2 期 2010 年 3 月
吉 林 大 学 学 报 ( 地 球 科 学 版)
Jour nal of Jilin U niver sity( Ea rth Science Editio n)
第2期
郭智奇 , 等 : 各向异性衰减与 A V O 分析
T hom sen aniso tr opy par am et ers 、, this eff ect w ill m islead AV O analysis, and sho uld be compensat ed bef ore AVO analysis. Key words: viscoelast icit y; anisot ropy; AVO respo nse; velocit y; at t enuation
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1 ( p 55 + p 11 sin 2 + p 33 cos2 ∀ E) 1/ 2 , 2! ( 2) E = { [ ( p 33 - p 55 ) cos - ( p 11 2
p 55 ) sin ] + ( p 13 + p 55 ) sin 2 } 。 ( 3) 式中: V P 为相速度 ; V 为粘弹各向异性介质中的复 数速度; !为介质密度 ; 为波射线与垂直方向的夹 角; p 11 、 p 33 、 p 55 和 p 13 为复数刚度系数, 与品质因数 Q 以及频率有关。当取弹性极限 Q # ∃ 时 , 复数刚 度系数趋于实数刚度系数 c11 、 c33 、 c55 和 c13 [ 6] 。各向 异性介质中, 各向异 性刚 度系 数与速 度的 关系 为 cI, J = ! VI , J 。其中, 下标 I 、 J 取 1~ 6。 图 2( a 1 ) 、 ( b1 ) , 图 3( a 1 ) 、( b1 ) 分别为表 1、 表2
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引言
AVO 分析以 Zo epprit z 方程为基础 , 通过研究
地震子波经界面反射后振幅随偏移距的相对变化来 分析界面两侧的物性参数特征。震源激发的地震子 波在传播过程中不仅经过界面反射 , 还要经过波前 扩散、 介质吸收等作用才到达地面。油气储层的埋 藏深度从几百米到几千米, 其上覆盖着巨厚的非储 层地层。由于成层沉积、 高温高压等原因, 这些盖层 岩石在不同程度上表现出各向异性和非完全弹性的 性质 ; 另外 , 储 层含油气后也表 现出非完全弹 性性 质。所以 , 用粘弹各向异性模型模拟地下岩层更符 合实际情况。地震波传播到储层之前要先穿过盖层 现出非完全弹性。所以, 以粘弹各向异性介质模拟 盖层 , 以粘弹各向同性介质模拟储层更符合实际情 况。盖层介质的 Thomsen 各向异性参数 、 变化
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相速度各向异性与衰减各向异性
粘弹各向异性介质中, 对于 P 波、 S 波 , 不仅存
。 Carcione
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曾分
在速度各向异性, 还存在衰减各向异性 , 即波的衰减 程度与空间方向有关。 2. 1 相速度各向异性 相速度是指波的相位在空间中传播的速度。在 粘弹各向异性介质中 , 相速度存在各向异性 , 表达为 V P ( ) = [ Re( V( ) = 1 ) ]- 1 , V( ) ( 1)
收稿日期 : 2009 03 23 基金项目 : 高等学校博士学科点专项科研 基金项目 ( 200801830042) ; 国家 973 计划项目 ( 2009CB219301) 作者简介 : 郭智奇 ( 1980 ! ) , 男 , 内蒙古赤峰人 , 讲师 , 博士 , 主要从事地震各向异性理论与应 用研究 , E mail: g uo zhiqi@ y aho o. co m. cn 通讯联系人 : 刘财 ( 1963 ! ) , 男 , 吉林农安人 , 教授 , 博士生导师 , 主要从 事信号 处理与分 析和勘 探地震 学研究 , E mail: liucai@ jlu. edu. cn 。
Vo l. 40 No . 2 M ar. 2010
各向异性衰减与 AVO 分析
郭智奇 , 刘
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财 ,冯
1
晅 , 韩颜颜 , 王晓欢
130026 163712
1
1
2
1. 吉林大学 地球探测科学与技术学院 , 长春
2. 大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院 , 黑龙江 大庆
摘要 : 目 前 , 对介质衰减各向异性性质的 研究主 要集中在 均匀介 质中 , 而衰 减各向 异性对反 射地震 数 据的影响则较少考虑 。 针对粘弹各向异性盖层 / 储层反射模型 , 应 用粘弹各向 异性分界面 反射 、 透射理论 , 研究了盖层 T ho msen 各向异性参数 、 变化时模型分 界面 P P 波 、 P S 波的 A V O 响应 , 分析了 盖层中 相 速度各向异性 、 品质因子以及衰减各向异性 ; 并综合 以上研究结 果分析了 盖层的 衰减各 向异性 对 A V O 分 析的影响 。 研究结果表明 : 粘弹各向异性介质中 不仅存 在相速 度各向异 性 , 还存在 衰减各 向异性 ; 并且 后 者的各向异性程度要大于前者 , S 波的衰减各向异性程度要大 于 P 波 。 仅 考虑界面反 射时 , 随着各向 异性 参数 的变化 , P P 波反射的临界角位置变化 , 临界角前后反射系数也发生变化 ; 随着各向 异性参数 参数 、 变化明显 , 会给 A V O 分析带来假相 , 在 A V O 分析前必须加以校正 。 关键词 : 粘弹性 ; 各向异性 ; A VO 分析 ; 速度 ; 衰减 中图分类号 : P631. 4 文 献标识码 : A 文章编号 : 1671 5888( 2010) 02 0432 07 的变 化 , P P 波反射的临界角位置以及临界角前的反射系数几乎不发生变化 。 盖层的衰减各向异性随各向 异性
别对介质的各向异性衰减性质及其 AVO 分析做了 专题研究 , 但是没有进一步分析盖层介质的各向异 性衰减对 AVO 分析的影响。本文将针对盖层/ 储 层界面的反射模型, 对此影响做出定量分析: 以粘弹 各向异性介质模拟盖层, 以粘弹各向同性介质模拟 储层 , 应用粘弹各向异性分界面反射、 透射理论 , 研 究粘弹各向异性分界面 P P、 P S 波的 AVO 响应 ; 应用粘弹各向异性理论, 研究盖层中 P 波、 S 波的速 度各向异性、 品质因子以及衰减各向异性 ; 之后 综合这些分析 结果 , 研究 盖层 的衰减 各向 异isotropy and AVO Analysis
GUO Zhi qi1 , L IU Cai1 , F EN G Xuan1 , H AN Yan y an1 , WANG Xiao huan 2
1. C ol le ge of G eoEx pl orat ion S ci ence and T ec hnol ogy , J il i n Uni v ersi ty , Chang chun 130026, China 163712, Chi na 2. E xp l orat ion and D ev el opme nt Re se arch I nsti tu te , D aqing Oi l f i el d Co. L td , D aqi ng, H ei l ong j i ang
Fig. 1 图1 反射模型示意图
Sketch map of ref lection model
岩石 , 所以地面接收到的 AVO 数据不仅包 含界面 时的物性参数分别由表 1 和表 2 给出。其中 : V 11 、 反射信息 , 还包含 盖层介质的各向 异性衰减信息。 V 33 、 V 55 和 V 13 为 VT I 介质的各向异性速度, !为介 以往对盖层岩石各向异性的研究主要集中在速度各 质密度, Q 1 、 Q2 分别为 P 波、 S 波的品质因子。 向异性方面[ 1] , 并且与速度有关的各向异性在实际 地震资料中也有应用 ; 但是研究发现, 盖层岩石的 衰减各向异性程度要比速度各向异性更为显著 , 近 期有作者对此做了专题研究