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热带海洋学报 >

2025 , Vol. 44 >Issue 1: 189 - 199

DOI: https://doi.org/10.11978/2024056

海洋地球物理学

OBN转换横波分裂分析刻画东海西湖凹陷裂缝分布*

  • 李亚清 ,
  • 刘苗 ,
  • 赵秀莲 ,
  • 陈茂根 ,
  • 朱宝衡 ,
  • 陈琳枝 ,
  • 李振伟
展开
  • 中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司, 勘探开发研究院, 上海 200120
李亚清。email:

*感谢CGG北京技术支持团队给予的指导和帮助, 感谢中石化上海海洋油气分公司朱立新、郝晓红的宝贵修改意见

李亚清(1991—), 女, 湖北省郧西县人, 博士, 中级工程师, 海洋地球物理方向。email:

Copy editor: 孙翠慈

收稿日期: 2024-03-13

  修回日期: 2024-03-27

  网络出版日期: 2024-05-17

收起

OBN converted shear wave splitting analysis depicts the fracture distribution in the Xihu Sag in the East China Sea*

  • LI Yaqing ,
  • LIU Miao ,
  • ZHAO Xiulian ,
  • CHEN Maogen ,
  • ZHU Baoheng ,
  • CHEN Linzhi ,
  • LI Zhenwei
Expand
  • Institute of Exploration and Development, SINOPEC Shanghai Offshore Oil&Gas Company, Shanghai 200120, China
LI Yaqing. email:

Copy editor: SUN Cuici

Received date: 2024-03-13

  Revised date: 2024-03-27

  Online published: 2024-05-17

Fold

摘要

裂缝方位和发育强度是各向异性研究的重要参数, 通过常规纵波地震数据难以辨识。相比之下, 裂缝引起的横波分裂现象更加明显。为研究中国东海西湖凹陷探区裂缝发育情况, 本文利用四分量海底节点(ocean bottom nodes, OBN)地震数据中记录的转换横波信息进行了横波分裂分析。研究发现: 浅层(0~3000ms)快慢横波时间延迟3~5ms, 平均裂缝方向约111°—117°, 裂缝方位相似度高达80%~90%, 裂缝发育比较集中; 深层(大于3000ms)裂缝分布较复杂, 快慢横波时间延迟主要集中于6~8ms, 主要方位集中于119°, 但裂缝方位相似度低(低于50%), 方位不集中, 出现约20°—40°方位的裂缝。研究区浅层主要发育NW(西北)向裂缝, 深层主要发育NW(西北)和NE(东北)向裂缝, 与研究区断层发育方向基本一致; 横波分裂时间延迟量从浅部到深部逐渐增大, 表明越往深层, 裂缝发育强度越强; 研究区南侧时间延迟明显高于北侧, 表明南侧裂缝发育强度高于北侧。

关键词： 东海; 横波分裂; OBN转换横波; 各向异性; 裂缝特征

本文引用格式

李亚清 , 刘苗 , 赵秀莲 , 陈茂根 , 朱宝衡 , 陈琳枝 , 李振伟 . OBN转换横波分裂分析刻画东海西湖凹陷裂缝分布*[J]. 热带海洋学报, 2025 , 44(1) : 189 -199 . DOI: 10.11978/2024056

Abstract

The orientation and intensity of fracture are important information for studying anisotropy, but they are difficult to identify through the conventional compression wave (P) of seismic data. In contrast, the shear wave splitting (SWS) caused by azimuth anisotropy in the converted seismic wave (PS) is helpful to characterize the strength and azimuth of fractures. In order to study the distribution characteristics of fractures in the Xihu Sag of East China Sea, the converted shear wave information recorded in four-component submarine nodes (ocean bottom nodes, OBN) was used to conduct SWS analysis. First, the principle of SWS and the layer-stripped method were introduced in detail. Then, the SWS analysis with the seismic data in the study area was carried out. The results show that in the shallow layer (0~3000 ms), the time delay of fast and slow shear waves is 3~5 ms, the average fracture direction is about 111°-117°, and the fracture similarity is as high as 80%~90%, which indicates that the fracture orientation is relatively concentrated. However, in the deep layer, the distribution of fracture is rather complex, for which the time delay is about 6~8 ms and the main azimuth is concentrated at 119°, but the fracture similarity is low (less than 50%) and the fracture direction is about 20°−40°, which indicates that the azimuth is not concentrated. The results show that NW-trending fractures are mainly developed in the shallow layer of the study area, and NW- and NE-trending fractures are mainly developed in the deep layer, which is consistent with the fault development directions obtained from the P results in the study area. The time delay gradually increases from the shallow to the deep part, indicating that the deeper the layer, the more intense the fracture develops. The time delay in the south of the study area is significantly higher than that in the north, indicating that the intensity of fracture in the south is higher than that in the north.

Key words： East China Sea; shear wave splitting; OBN converted shear wave; anisotropy; fracture characterization

随着油气勘探向更复杂地质情况和更深地层进军, 科学家们越来越意识到: 单纯利用纵波(compression wave, P波)数据提取的岩石物性参数在油藏岩性识别中存在不确定性(Bale et al, 2009; Donati et al, 2016; Farfour et al, 2016; Wang et al, 2020)。多分量转换横波(converted shear wave, PS波)能提供纵横波速度比、裂缝方位与强度等信息, 与P波联合可以提高流体识别、岩性解释、裂缝方向和裂缝密度的准确度(Chevrot, 2000; Bale et al, 2009; Prajapati et al, 2015; Boiero et al, 2016, 2017; Gholami et al, 2016; Johns, 2018), 从而提高三维油藏建模的精度。
PS波受方位角各向异性影响可以发生横波分裂。横波分裂是指当PS波穿过地下垂直裂缝时, 会分别沿着裂缝方向(S1, 也称快波方向)和垂直于裂缝方向(S2, 也称慢波方向)分裂成快速PS1波和慢速PS2波(Bale et al, 2009)(图1)。横波分裂分析是确定各向异性方向(通过快波S1的方向Φ)和各向异性强度(通过S1和S2的时间延迟δt)强有力的方法(Bale et al, 2009)。这些参数对于理解各向异性及储层裂缝中流体运移方向很重要。
图1 横波传播的极化现象示意图

各向异性介质中, SV(shear vertical wave) 会发生剪切波分裂, 由各向异性的断裂方向决定的(图修改自Bale et al, 2009); HTI: 水平横截面各向同性

Fig. 1 Schematic diagram of the polarization phenomenon of transverse wave propagation. In anisotropic media, shear wave splitting occurs in SV, which is determined by the direction of the anisotropic fracture (modified from Bale et al, 2009). HTI: horizontal transverse isotropy

裂缝预测在陆地多分量地震勘探中有广泛的应用(Donati et al, 2016)。近些年, 随着宽方位四分量海底节点(ocean bottom nodes, OBN)地震数据的采集(Wang et al, 2020; Liu et al, 2023), 利用PS波横波分裂特征进行裂缝分析, 提高对储层裂缝分布的理解成为了可能(Wang et al, 2020)。
本文研究区位于中国东海陆架盆地(图2a), 该区各向异性发育, 严重制约了深部目的层的成像质量, 同时研究区基底发育裂缝型储层, 因此精细刻画裂缝的发育情况对该区域高品质地震成像和各向异性研究具有重要意义。但该区以往均为窄方位、单分量的拖缆数据, 在描述裂缝各向异性时, 存在一定的制约。为了深入研究该区的各向异性特征, 我们利用最新采集的四分量OBN地震数据(图2b), 其中的两个水平(X、Y)分量记录了丰富的PS波信息。通过对该数据的处理, 识别和分析了横波分裂现象, 探讨了该区域裂缝发育特征。
图2 (a)研究区位置; (b)OBN测线分布图; (c)研究区断层构造图

本图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2023)2766号的标准地图制作, 底图无修改

Fig. 2 (a) The location of study area; (b) the distribution map of OBN survey line; (c) the fault structure map in study area

1 研究区域及数据

1.1 研究区域

研究区域位于中国东海陆架盆地西湖凹陷西部(图2a), 研究区段断裂较为发育。受龙井运动构造挤压的影响, 早期发育以NNE向为主, 南西向—北东向发散的帚状正断裂(图2c); 晚期断裂以NNW向/SN向为主, 控制局部圈闭的形成、断裂规模整体偏小。断裂系统从平面分布特征上看主要为NE—NNE走向, 少数NW走向(图2c)。从断层性质上看, 为张性正断层。除主断裂外, 研究区还发育二级断裂以及众多三级、四级断裂, 共同组成了该地区的构造样式, 平面上呈现雁列式, 剖面上呈现断阶式特征。

1.2 研究数据

本文所使用OBN接收线共23条(图2b), 每条测线约133个OBN节点, 共3077个OBN节点, OBN接收线方位120°。工区面积约70km2。OBN节点间距为50m, OBN横向炮间距为50m, 纵向炮间距为37.5m。纵波满覆盖次数为640次。观测系统参数见表1。数据在使用前已经进行了一系列的预处理, 包括检波点位置校正及炮点二次定位等(图3)。为了最大化PS的数据, 利用分量旋转将X、Y分量旋转成径向分量(R分量)和切向分量(T分量), 使得X、Y分量的横波数据集中于R分量(图3)。
表1 OBN观测系统参数

Tab. 1 Parameters of the OBN geometry

内容 参数
记录道数/道 133
最小炮检距/m 25.67
最大炮检距/m 6482.12
面元尺寸/(m×m) 12.5×25
覆盖次数 8横×80纵=640次
道距/m 50
横向炮间距/m 50
纵向炮间距/m 37.5
横向滚动距/m 300
接收线方位角 120°
图3 OBN多分量地震数据预处理图

图中QC: quality control, 质控

Fig. 3 Pre-condition processing workflow of OBN multi-component seismic data

2 横波分裂特征及表现形式

横波分裂分析主要研究快慢横波的极化方向和时间延迟。横波存在两种不同的极化方式。最简单的情况是在各向同性介质中传播的横波称为SV(shear vertical)波和SH波(shear horizontal)(Crampin, 1981; Alford, 1986)。SV波振动沿着传播面垂直射线方向, 而SH波振动则与传播平面水平正交。在层状介质中, SV是径向方向, SH是切向方向。然而, SH波不是通过模式转换自然产生的, 只能通过9分量的横波震源产生, 因此地震数据上主要存在P转换的SV波。在各向同性介质中, PS波极化方向是由观测系统的几何形状决定(Crampin, 1981; Alford, 1986)。
当地层中存在定向裂缝时, 地层等效于各向异性介质。此时, PS波极化方向不仅受采集几何形状影响, 还受介质的裂缝轴决定(图1)。图1中, 入射P波在底部转换点被转换为SV波。当SV波通过各向异性介质层时, 根据各向异性(应力或断裂)方向, 分别发生与裂缝平行的方向S1极化和与裂缝正交的S2方向极化。这两种模式的波速差异导致它们在时间上会产生延迟, 每种模式都以独特的极化到达接收器的不同分量。因此, 接收不同分裂的波包含有各向异性介质的信息。由于地下介质可能存在多层各向异性, 在这种情况下, 接收点记录的各向异性信息是地下所有的各向异性的综合反应, 需要层剥法来探索不同层的各向异性方向。
横波分裂在径向和切向分量上有完全不同的表现形式。图4a是横波分裂的平面视图模型。图中条带状圆形表示方向N45°E的裂缝。中心黄点为转换点(common covert point, CCP)。黑色箭头表现为八个偏移距相同的两分量的水平接收器, 方向分别为径向分量和切向分量。
图4 横波分裂示意图

a. 观测系统示意图, 有效源位于CCP中心位置, 径向和切向数据在八个接收器位置测量; b. 沿着裂缝方向(绿色)和垂直与裂缝方向(橙色)快速和慢速振幅变化示意图, 图中红色表示快波, 蓝色表示慢波, 快速和慢速的振幅随对称轴的角度而变化; c、d分别为径向分量和切向分量上快波(红色)和慢波(蓝色)平面视图和分方位角叠加数据, 在(c)中信号振幅随方位角变化而变化, 在(d)中快速和慢速横波的极性在对称平面上反转; 图片修改自Bale et al, 2009

Fig. 4 3D “feature” illustration of shear wave splitting. In (a), representative geometries are shown, with the active source at the center of the CCP and the radial transverse data measured at eight receiver positions. In (b), fast and slow amplitude changes are shown in red and blue, respectively, relative to the isotropic (green) and axis of symmetry (orange) planes. Note that the signal amplitude of fast and slow shear waves varies with the angle of the plane of symmetry. (c) and (d) are the overlay data of the upper fast wave (red) and slow wave (blue) plane views and sub-azimuth angles on the radial and tangential components, respectively, to illustrate the effect of azimuth changes. In (c), the signal amplitude varies with azimuth; In (d), the polarity of the fast and slow transverse waves is reversed in the plane of symmetry. (Modified from Bale et al., 2009)

当径向P-SV波经过这种各向异性介质时, 会分裂为快速PS1波(红色)和慢速PS1波(蓝色)模式(图4b)。图4b中平行于裂缝的绿色轴代表“各向同性面”, 垂直于裂缝方向的橙色轴是“对称轴平面”。沿着与裂缝发育方向一致(绿色轴)或沿着垂直与裂缝方向的剪切波(橙色轴), 没有发生分裂(图4b)。在其他方向, 波场能量会发生交叠(图4b)。
图4c左图是R分量上快波PS1(红色)和慢波PS2(蓝色)平面视图。红色和蓝色阴影范围分别显示在R分量上快波PS1和慢波PS2的振幅范围。图4c右侧是相应的合成地震图。因为沿着裂缝发育方向和垂直于裂缝发育的方向(如图中橙色轴和橙色轴)横波没有分裂, 因此, 沿着两个对称平面(绿色轴和橙色轴), 合成记录中P-SV波振幅完整, 平行于裂缝方向的旅行时比垂直于裂缝方向的旅行时到达的时间早, 使得合成记录看起来有正弦曲线的特征。在任何中间方位角处(非对称轴和裂缝位置处), 该P-SV波被分成两个分量(蓝色和红色箭头)。所得振幅由彩色椭圆表示, PS1振幅在对称轴平面上(垂直与裂缝方面)降至零, PS2振幅沿各向同性平面(沿着裂缝方向)降至零。
而T分量具有明显不同的特征(图4d)。从图4d左侧T分量上快波PS1(红色)和慢波PS2(蓝色)平面视图中可以观察到: 由于对称平面(沿着裂缝和垂直于裂缝方向)中没有横波分裂, 因此这些方向的T分量的振幅降至零。在中间任何方位角, 快波PS1(红色)和慢波PS2(蓝色)的极性都是相反的。最重要的是, 在对称面上, 两个快慢横波的极性都相反。结果在合成记录中可观察到, 同相轴围绕对称平面发生极性反转。这种极性反转特征通常用于确定横波分裂的裂缝方向。
进行横波分裂分析首先要确定R、T分量是否存在上述横波分裂现象。在共检波点域对经过旋转并去噪后的R、T分量地震数据进行分方位角叠加, 方位角间隔为10°。图5分别展示了原始数据R、T分量在分方位角的叠加剖面特征。从图中明显可以看出R分量上地震同相轴不连续, 有类似于正弦特征的时间错动(图5a)。同时T分量分角度叠加数据在105°左右存在能量为0的现象, 在图中用蓝色垂直的虚线表示(图5b)。T中能量为0的位置在R中为同相轴(图5a)。在叠加剖面上R分量分裂的能量弱, 同相轴连续性差, 因横波分裂存在使得T分量上存在能量, 有构造特征的有效信号(图5c和图5d)。这是典型的横波分裂的特征。
图5 研究区共检波点域R分量(a)和T分量(b)分方位叠加及R分量(c)和T分量(d)共检波点叠加

Fig. 5 The azimuth stack of R component (a) and T component (b), and the common receiver point stack of R component (c) and T component (d) in the study area

3 层剥法横波分裂校正原理及流程

横波分裂分析最重要的是估计裂缝排列主方向即快波S1方位Φ, 其次是估计S1和S2之间的时间延迟δt。因为地下介质包含具有不同应力或断裂状态的多个层位, 导致经过不同层的PS波可能已经多次分裂, 从最深层的S1和S2再次分裂成新的S1和S2方向。这些特殊的地质现象产生了相当复杂的波形, 除了最浅层外, 所有层的方向都被上覆地层所掩盖(Haacke, 2013)。发生在浅层的估算错误通常会传播到深层, 并由于横波分裂时间延迟的意外过度补偿而可能导致误导性的结果。
为了解决具有不同S1方向的多层介质, 大多数传统方法都采用了层剥法(Winterstein et al, 1991a, b; Gaiser, 1999; Bale et al, 2009; 肖维德 等, 2013)。其主要原理是: 在每一层剥法步骤中, 计算时间延迟, 然后应用于旋转到S1-S2坐标后的数据, 首先移动PS2数据以匹配PS1, 然后旋转回R-T分量。
本文利用迭代层剥法进行横波分裂校正, 具体流程如图6。
图6 层剥法横波分裂分析流程

图中QC表示质控(quality control)

Fig. 6 Workflow of layer stripping shear wave splitting analysis

层剥法流程(图6中第二步骤):
(1)给定层位和窗口大小, 首先对R分量和T分量数据通过最小二乘法计算输入道集的PS1方位角;
(2)将R-T数据旋转到S1-S2坐标系;
(3)在S1-S2坐标系中, 对经过最小二乘法的PS1和PS2的叠加数据进行互相关以估计PS2时间延迟。消除PS2延迟;
(4)分别在叠加剖面上判断横波分裂产生的时间延迟是否完全被消除, 若无, 继续重复。
这个过程逐层重复, 从而从数据中消除各向异性效应。输出的R、T分量数据各向异性特征会明显消失, 这意味着径向层位将更平坦, 无正弦特点, 且切向能量将大大降低。
在研究过程中使用CGG软件进行处理。

4 研究区裂缝特征分析

本节将利用研究区实际OBN数据进行横波分裂分析, 并探讨研究区裂缝发育和强度特征。为了消除横波分裂带来的影响, 同时估算地下介质的裂缝方位, 利用层剥法进行横波分裂校正。因为研究数据的浅层层位均近似为水平层, 因此在浅层使用恒定的时间1000ms和1600ms表示层位。在深层大约2400ms和3100ms和3500ms附近, 确定横波分裂分析的层位。层位确定后, 沿着层位上下给定一定的时间范围, 一般需要给定最大的时间延迟来确定时间分析的窗口大小, 在时窗大小内进行时间延迟分析。利用每一步分析前后R和T分量共检波点域分方位角叠加结果及常规叠加结果进行质控。
虽然R分量上1000ms左右仍显示为平层(图7a), 但从T分量分方位角叠加图中可以看出, 此时已经开始出现横波分裂现象(图7a和图8a), 说明此处有裂缝, 但裂缝发育强度不高, 因此第一层选择1000ms位置开始分析。经过横波分裂补偿后的R分量和T分量分方位角叠加结果上, 数据整体变平, 但因为更改量较小, 在R分量上的整体变化不是非常明显, 但仍然有同相轴更连续, 有效信号恢复的特征(图7a和图7b黑色箭头)。但在T分量的分方位角叠加上明显可以看出1000ms左右的数据中横波分裂在T分量中的能量减少, T分量中的呈条带状的时间延迟被消除(图8a和图8b黑色箭头)。同时在R、T分量全方位叠加上, 可以看到R分量上左侧叠加的能量加强, 同相轴更清晰(图9a和图9b黑色箭头), 而T分量上浅层1000~2000ms处的构造特征进一步消失, 这是因为横波分裂补偿以后, 将T分量上的有效信号补偿到了R分量上。同时在R分量的全叠加剖面中可以明显看出, 叠加剖面能量变强, 信噪比提高, 而T分量全方位叠加上, 能量变弱(图10a和图10b黑色箭头)。
图7 (a)原始R分量地震数据分方位角叠加结果; 1000ms(b)、1600ms(c)、约2400ms(d)、约3100ms(e)、约3500ms(f)分别进行横波分裂分析后的叠加结果

Fig. 7 (a) The original azimuth stack of R component; azimuth stack of R component for (b) 1000 ms, (c) 1600 ms, (d) about 2400 ms, (e) about 3100 ms, and (f) about 3500 ms respectively after shear wave splitting analysis

图8 (a)原始T分量地震数据分方位角叠加结果; 1000ms(b)、1600ms(c)、约2400ms(d)、约3100ms(e)、约3500ms(f)分别进行横波分裂分析后的叠加

Fig. 8 (a) The original azimuth stack of T component; azimuth stack of T component for (b) 1000 ms, (c) 1600 ms, (d) about 2400 ms, (e) about 3100 ms, and (f) about 3500 ms respectively after shear wave splitting analysis

图9 (a)原始数据R分量叠加; 1000ms(b)、1600ms(c)、约2400ms(d)、约3100ms(e)、约3500ms(f)进行横波分裂分析后的R分量叠加

Fig. 9 (a) R component stack of the original data; stack of R component for (b) 1000 ms, (c) 1600 ms, (d) about 2400 ms, (e) about 3100 ms, and (f) 3500 ms respectively after shear wave splitting analysis

图10 (a)原始数据T分量叠加; 1000ms(b)、1600ms(c)、约2400ms(d)、约3100ms(e)、约3500ms(f)分别进行横波分裂分析后的T分量叠加

Fig. 10 (a) T component stack of the original data; stack of T component for (b) 1000 ms, (c) 1600 ms, (d) about 2400 ms, (e) about 3100 ms, and (f) about 3500 ms respectively after shear wave splitting analysis

第一层完成后, 在R分量上选择存在时间延迟且R分量上对称轴在T上振幅为零的层位进行第二层的层剥法横波分裂分析, 这里我们选取的是1600ms位置。结果明显可以看出, 经过分裂补偿分析后, 第二层分方位角叠加剖面中R分量的横波分裂得到很好的补偿, 图7a红色箭头所指示的错动的正弦特征的层位变得更加连续(图7c红色箭头)。而在切向分量上, 切向分量的能量进一步消失(图8c红色箭头)。在二叠加剖面中可以看出, R分量叠加剖面深部能量变强, 信噪比提高(图9c红色箭头), T分量叠加剖面深部能量变弱(图10c红色箭头)。
利用相同的方法在深部2400ms, 3100ms及3500ms位置进行横波分裂分析, 其效果分别见图7—10中紫色、绿色和蓝色箭头。
将每一层分析的裂缝方位角和时延信息导出, 可以得到不同层裂缝的方位和强度(图11)。
图11 层剥法揭示的裂缝方位角分布图、层段内累积时间延迟图和裂缝方位角直方图和时间延迟直方图(从左至右)

a. 层1, 1000ms; b. 层2, 1600ms; c. 层3, 约2400ms; d. 层4, 约3100ms; e. 层5, 约3500ms

Fig. 11 Azimuth distribution map of the fractures, time delay, the histogram of crack azimuth and the histogram of time delay obtained by layer-stripped method for (a) layer 1, 1000 ms, (b) layer 2, 1600 ms, (c) layer 3, about 2400 ms, (d) layer 4, about 3100 ms, and (e) layer 5, about 3500 ms

第1层(时间1000ms), 其裂缝集中发育于90°—140°, 其中平均裂缝方位角为117.3°, 裂缝方位相似度高达90%。0~1000ms的时间延迟累积大约为3.8ms(图11a)。第2层(时间1600ms), 其裂缝集中发育于90°—130°, 其中平均裂缝方位角为111.2°, 裂缝方位相似度高达92%。时间延迟累积大约为5.1ms(图11b)。
第3层(时间2400ms左右), 其裂缝集中发育于90°—140°, 其中平均裂缝方位角为112.35°, 裂缝方位相似度高达80%。时间延迟累积大约为3.8ms(图11c)。同时可以明显看到从第三层开始出现NE向裂缝。第4层(时间3100ms左右), 其裂缝集中发育于90°—140°, 其中平均裂缝方位角为119°, 裂缝方位相似度仅46.6%。时间延迟累积大约为6.3ms(图11d)。与第3层对比可明显看出: NW向裂缝在减弱, NE向裂缝在增强。第5层(时间3500ms左右), 其裂缝主要发育于90°—140°, 其中平均裂缝方位角为119.77°, 裂缝方位相似度49.4%, 时间延迟累积大约为7.9ms(图11e)。时间延迟量从浅部到深部逐渐增大, 代表裂缝发育越来越强。图11中工区南侧时间延迟明显高于北侧, 说明南侧裂缝发育的强度高于北侧。
一般而言, 裂隙方向主要受该区断裂方向的影响, 与断裂走向大致平行或者以锐角与断裂走向相交。研究区早期发育的断层以NNE向为主, 主要控盆边界的一级、二级断层, 晚期断裂以NNW向为主, 控制局部圈闭的形成, 断裂规模整体偏小。与裂缝预测的两个方位结果一致。将横波分裂分析得到的裂缝发育方向与P波不同时间切片的相干图进行叠合对比(图12), 可以看出二者具有比较好的相关性, 浅层P波相干图体揭示断层发育方向主要为NW向, 与横波分裂分析结果一致(图12a黑色圈), 深层P波相干图揭示断层发育主要有两个方位NW(图12b黑色圈)和NE(图12b红色圈), 与转换波横波分裂结果揭示的裂缝走向大致平行。
图12 P波(a)浅层(对应于层1)和(b)深层(对应于层5)PP波断层相干图与转换横波分裂分析得到的裂缝方位叠合图

Fig. 12 P-wave (a) shallow part (corresponding to layer 1) and (b) deep part (corresponding to layer 5) fault coherence diagram obtained from PP wave and fracture azimuth diagram obtained from converted shear wave splitting analysis

研究区纵波偏移距矢量片域蜗牛道集各向异性分析结果表明, 浅层各向异性不明显, 深层快慢波速度比变大, 裂缝发育更强, 且裂缝主要集中在南部, 深层裂缝方位以北东为主。本文利用横波分裂分析得到的结果与整个研究区不同构造时期断层发育特征以及利用P波解释的断层发育方位一致。

5 结论

本文以中国东海研究区四分量OBN转换波地震数据为基础, 分析了该数据横波分裂特征, 并利用层剥法对PS波数据进行横波分裂分析, 应用该方法研究该区裂缝预测。研究结果表明: 浅层(0~3000ms), 快慢横波时间延迟3~5ms, 裂缝优势方向约111°—117°, 裂缝相似度高达80%~90%, 裂缝发育比较集中; 深层(大于3000ms)裂缝分布较复杂, 快慢横波时间延迟6~ 8ms, 主要方位集中于119°, 但裂缝相似度低(低于50%), 方位不集中。时间延迟量从浅部到深部逐渐增大, 表明越往深层, 裂缝发育强度越强, 且研究区南侧时间延迟明显高于北侧, 表明南侧裂缝发育的强度高于北侧。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
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