◇中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院 苗哲玮

目前，在裂缝型油气藏勘探开发过程中，最为关键的问题是如何有效预测地下储层裂缝的分布规律和发育特征，现已成为相关企业和研究人员关注的热点和难点。本文主要对叠前纵波方位AVO技术在裂缝预测中的应用进行了分析与研究，首先简要论述了该技术的基本原理和基本流程，然后将其应用于实际工区，裂缝预测的结果与相关资料的吻合度较高，证实该技术具有比较好的实际应用价值。

目前，在裂缝型油气藏勘探开发过程中，最为关键的问题是如何有效预测地下储层裂缝的分布规律和发育特征，现已成为相关企业和研究人员关注的热点和难点。本文主要对叠前纵波方位AVO技术在裂缝预测中的应用进行了分析与研究，首先简要论述了该技术的基本原理和基本流程，然后将其应用于实际工区，裂缝预测的结果与相关资料的吻合度较高，证实该技术具有比较好的实际应用价值。

近些年以来，由于国民经济的快速发展，导致油气资源的消耗量巨大，我国各大油气田企业纷纷加大了油气勘探开发的力度，油气产量逐年递增或维持往年同期水平。但是，新发现的常规油气藏日益减少，油气勘探开发的难度逐渐增加，目标逐渐转向更加复杂的非常规油气藏。经分析和调查发现，我国裂缝型油气藏具有十分巨大的勘探潜力，其油气储量约占我国油气探明储量的1/3，已经成为各大油田油气勘探和增储上产的重点领域[1-2]。在裂缝型油气藏勘探开发过程中，最为关键的问题是如何有效预测地下储层裂缝的分布规律和发育特征，现已成为各大油田企业关注的热点和难点。

目前，常用的地震裂缝预测技术主要有4种：①纵波叠后地震属性技术；②叠前纵波方位AVO技术；③横波分裂技术；④多方位VSP技术[3-4]。纵波叠后地震属性技术具有流程简单，易于为石油工作者掌握、效率高等优点。国内外许多研究人员在这方面做了许多的研究工作，并且在实际应用中也取得了比较好的效果，但是该方法的多解性比较强，增加了勘探开发的风险。横波分裂技术和多方位VSP技术的理论都比较成熟，而且应用效果也比较好，成功率较高，但是这两种方法的成本高、流程复杂，现在并没有得到大范围推广和应用。而叠前纵波方位AVO技术是目前比较常用的裂缝预测方法，在很多油田的实际应用中都获得了比较好的预测效果，但是目前在使用过程中，仍然存在着许多问题。本文主要对叠前纵波方位AVO技术进行研究及应用，以期探索出一套有效的裂缝预测技术流程。

1 基本原理

纵波在地下裂缝介质中传播时，具有一定的方向特性，即纵波的很多物理性质会随着地震观测系统方位的改变而有所不同，如振幅、速度、时差、衰减频率等，而这些变化特征是与实际地下储层裂缝的分布规律和发育特征（方向和密度）相关的[2]。如图1所示，如果地下储层裂缝发育（高角度）时，纵波沿着不同方向传播，检波器所接收到的纵波反射信号数值不相同。因此，只要地下储层存在裂缝，就可以利用叠前纵波方位AVO技术预测其发育情况。

图1 三维地震采集与垂直裂缝储层空间关系示意图

叠前纵波方位AVO技术是以Ruger（1997）提出的HTI介质纵波反射系数公式为理论基础，计算公式如下[4-6]：

对（1）式进行简化并引入三角变换，可得

对于每个CMP点，如果已知3个及以上方位角的地震振幅数据，则可得以下方程组：

这样，求解上述方程组就可以获得、和，然后对得到的数值解进行椭圆拟合，最后利用椭圆的长轴或短轴来指示裂缝发育方向，长轴和短轴之比来预测裂缝的发育程度。

2 基本流程

根据上述原理，在实际工作中可以采用相应的技术流程，主要分为以下四步：①对叠前CMP道集数据进行分析，了解其覆盖次数、面元大小、信噪比、偏移距等基本情况，如果地震资料品质较差，可以进行适当的优化处理，提高叠前CMP道集数据的品质；②对处理之后的叠前CMP道集进行方位角划分，通常需要划分3个及以上的方位。在划分的过程中，必须确保各个方位角道集数据的覆盖次数基本一致，而且应该去除近道和远道的数据，提高裂缝预测结果的可靠性；③将不同方位的道集数据分别进行叠加、偏移，然后提取各种地震属性，如频率类属性、振幅类属性等，对其进行椭圆拟合，结合试油、钻井、测井、地质等信息来确定裂缝预测所使用的地震属性；④对工区中的多口井进行岩石物理模型正演，众多学者研究表明，不同方位地震数据拟合得到的椭圆长轴或短轴都可能指示裂缝发育的方向，因此在使用叠前纵波方位AVO技术进行裂缝预测时，应考虑使用井上岩石物理模型正演来确定长轴或短轴指示裂缝发育的方向[7]。

3 实际应用

为了验证叠前纵波方位AVO技术的实际效果，本文对东部某油田A工区的地震资料进行了各向异性研究，并进行了裂缝发育情况的预测。A工区的地震资料为最新采集的宽方位三维地震资料，覆盖次数较高，信噪比也比较好。首先通过对该工区的CMP道集数据进行分析，并且考虑到不同方位角地震数据的覆盖次数要求，将CMP道集数据划分为4个方位角：①0o-45o（平均方位角为22.5o）；②45o-90o（平均方位角为67.5o）；③90o-135o（平均方位角为112.5o）；④135o-180o（平均方位角为157.5o）。虽然不同方位角内的地震数据覆盖次数基本一致，但是覆盖次数比较小，导致地震数据的信噪比较低，因此在叠加过程中，采用借道法对不同方位角的地震数据进行了超面元叠加。然后对叠加之后的分方位数据分别进行叠后偏移，通过平面和剖面分析发现，不同方位角的地震数据振幅能量基本一致，信噪比、分辨率大致相同，部分位置存在一定的差异。最后结合前人工作经验，对不同方位角的偏移数据直接提取频率衰减梯度属性，并进行椭圆拟合，裂缝预测结果如图2所示。利用各种资料对裂缝预测的结果进行验证发现，效果较好，与实际地质情况吻合。

图2 实际工区裂缝预测结果

4 结束语

（1）叠前纵波方位AVO技术可以用来预测储层裂缝的发育情况（方向和密度），实际应用效果较好，值得应用推广。

（2）储层自身的各向异性会导致叠前纵波方位AVO技术的结果存在一定的多解性。在实际应用中，应该结合测井、钻井、地质等信息进行验证，以提高裂缝预测的可靠性。

（3）叠前纵波方位AVO技术是假设地下储层裂缝为HTI介质，因此，该技术适合于中、高角度的裂缝预测研究，对于低角度的裂缝，研究人员还应该结合其他技术进行预测。