VSP的野外采集技術(shù).ppt

1、VSP的野外采集技術(shù),一震源 二井下檢波器 三地面記錄儀器 四VSP觀測(cè)系統(tǒng),2、對(duì)震源的要求： （1）震源頻帶寬，具有豐富的高頻成分； （2）具有足夠的為測(cè)量地下地質(zhì)目標(biāo)層所需的能量； （3）具有良好且穩(wěn)定的震源子波，即震源子波的一致性要好； （4）與震源有關(guān)的干擾盡量少； （5）震源類型、組合方式及各種參數(shù)選取要合理。,對(duì)震源的要求,3、VSP震源類型有以下四種：,（1）炸藥震源采用可重復(fù)性的炸藥震源井：需支架、套管、井壁與套管間固有水泥、小藥包(0.10.5 kg)、潛水面以下激發(fā)；(如圖) （2）空氣槍、蒸汽槍、水槍震源用于海洋，操作簡(jiǎn)便，但能量較弱，常采用組合或疊加方法； （3）電火

2、花震源利用在液體中瞬間放電方法產(chǎn)生高溫高壓脈沖； （4）可控震源節(jié)省人力物力，提高生產(chǎn)效力，是理想的VSP震源。,二、井下檢波器,1、井下檢波器應(yīng)具條件,兩端呈流線型尖端避免Rayleigh面波；直徑要小避免井筒波，適應(yīng)性更強(qiáng)；配備可伸張的推靠臂便于檢波器在井中移動(dòng)；保證與井壁具有良好的耦合；避免電纜波的產(chǎn)生。耦合形式有弓型彈簧耦合、伸張臂式和推靠式耦合；耦合力來(lái)源有液壓型、電動(dòng)型和機(jī)械型；長(zhǎng)度短、重量輕既達(dá)到同相運(yùn)動(dòng)又不致于引起外部耦合效應(yīng)；三分量檢波器的分量應(yīng)可標(biāo)定便于根據(jù)不同目標(biāo)選擇向量分布方式；,具有方位測(cè)量系統(tǒng)由于電纜的旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致井下檢波器方位的變化，必須用定向系統(tǒng)作標(biāo)定; 三分量檢

3、波器應(yīng)具各自的放大系統(tǒng)設(shè)計(jì)有可調(diào)增益的前置放大器，便于接收強(qiáng)弱不均的地震信號(hào)； 耐高溫高壓溫度高達(dá)2000C，壓力高達(dá)150MPa； 配備井下數(shù)字化系統(tǒng)和多道檢波系統(tǒng)便于一根纜芯多路傳輸，提高工作效率； 具有可靠的連接頭井下檢波器與電纜間的可靠連接。,井下檢波器應(yīng)具條件,(2)單面推靠式系列檢波器,SWC三分量檢波器由美國(guó)地球資源公司研制，主要指標(biāo)是：直徑98mm,長(zhǎng)149.9cm，重54kg,耐溫2000C，耐壓133.4MPa，推靠周期5秒，推靠臂長(zhǎng)度30.5cm。,從法國(guó)CGG公司引進(jìn)的S、S3、H3型井下檢波器具有直徑小、重量輕、易操作等特點(diǎn)；可用于小井徑、大斜度井及全裸眼井的VSP觀

4、測(cè)。,井下檢波器照片,多級(jí)三分量VSP井下檢波器由法國(guó)CGG公司和法國(guó)石油學(xué)院共同研制，其特點(diǎn)是：多級(jí)三分量，同時(shí)可記錄12道，配備井下數(shù)字化系統(tǒng)。該檢波器的組成部分包括：井下主接收器、三個(gè)三軸向的衛(wèi)星型檢波器的接收器、地面接口儀和指令控制儀。,(3)多級(jí)三分量VSP井下檢波器,液壓式三分量推靠測(cè)井檢波器(Geolock-H)由法國(guó)CGG的子公司AMG研制的，主要特點(diǎn)是：與井壁的耦合特別牢固，便于地層參數(shù)的確定；兩支推靠臂依靠液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)張開(kāi)與閉合。該檢波器的結(jié)構(gòu)是由上端護(hù)罩、測(cè)筒與液壓的聯(lián)結(jié)部分、電動(dòng)馬達(dá)部分、液壓部分、補(bǔ)償部分以及地震測(cè)筒等六部分組成。,(4)液壓式三分量推靠測(cè)井檢波器,B

5、A-1300GM 3-C, gimballed, high temp. Single-Level Receiver (SLR),BA99212oo,Multi-Level Receiver (MLR),1 Level (SLR) 5 Level (MLR) 9 or 13 Level (MLR) Sample Rate: 1/4, 1/2, 1, 2 ms Temperature Rating: 200 C Pressure Rating: 20,000 psi Max. Wireline Length 30,000 ft.,15 (2)計(jì)算高精度的層速度;(3)標(biāo)定聲波測(cè)井曲線;(4)提供可

6、靠的后續(xù)處理參數(shù)。影響初至拾取精度的因素包括：(1)確定時(shí)間起跳點(diǎn)不準(zhǔn); (2)由于相鄰界面的反射。初至拾取的具體方法：(1)樣值同號(hào)個(gè)數(shù);(2)信號(hào)放大;(3)相關(guān)分析法;(4)相位分析法等。,初至拾取示例,相位法自動(dòng)計(jì)算和人機(jī)聯(lián)作交互解釋相結(jié)合的拾取方法，使拾取的初至?xí)r間的誤差小于1毫秒。,3、靜態(tài)時(shí)移和排齊,排齊就是通過(guò)時(shí)移將記錄上的同相軸按時(shí)間排齊，包括上行波排齊和下行波排齊。上行波到達(dá)檢波器的時(shí)間等于上行波從震源經(jīng)過(guò)單次或多次反射到達(dá)地表的雙程時(shí)間減去從地表到檢波器的單程時(shí)間。下行波到達(dá)檢波器的時(shí)間等于下行波從向上反射的界面到向下反射的界面(地表或界面)的雙程時(shí)間加上從地表到檢波器的

7、單程時(shí)間。 (1)靜態(tài)時(shí)移,每道加下行波初至?xí)r間TG,則上行波將按其從地表到界面的雙程時(shí)間排齊；(2)靜態(tài)時(shí)移,每道減下行波初至?xí)r間TG,則下行多次波將按其向上和向下反射的兩界面之間的雙程時(shí)間排齊，下行直達(dá)波將按零時(shí)間排齊。,4、震源子波整形,VSP大多數(shù)的處理和解釋都以每個(gè)深度道有相同震源子波波形的假設(shè)為基礎(chǔ)，不滿足則影響處理或解釋效果。 實(shí)現(xiàn)時(shí)通常在震源附近布置一個(gè)震源監(jiān)控檢波器，并用它所記錄的波形對(duì)每道記錄作震源子波整形濾波。分兩步實(shí)現(xiàn)：（1）利用最小平方法計(jì)算反褶積因子；（2）對(duì)各深度點(diǎn)的記錄作反褶積運(yùn)算。講算法和實(shí)例。,5、頻譜分析和帶通濾波,帶通濾波的目的是壓制隨機(jī)噪音背景和某些相

8、干噪音。帶通濾波的參數(shù)由頻譜分析結(jié)果確定。帶通濾波的實(shí)現(xiàn)步驟：(1)對(duì)VSP記錄道進(jìn)行頻譜分析;(2)設(shè)計(jì)合適的濾波器;(3)進(jìn)行濾波運(yùn)算:頻率域?yàn)閅(w)=X(w)H(w)；時(shí)間域?yàn)閥(t)=x(t)*h(t)。帶通濾波的處理效果見(jiàn)講義80頁(yè)的圖2.15。,6、振幅處理,1）重要性亮點(diǎn)技術(shù)、幅距分析(AVO)技術(shù)，利用調(diào)諧振幅研究薄層厚度等。 2）振幅衰減函數(shù)影響振幅的因素包括波前擴(kuò)散、透射損失、介質(zhì)的吸收、散射和入射角變化等。其中最嚴(yán)重的屬波前擴(kuò)散，必須作補(bǔ)償。 3）振幅補(bǔ)償在均勻介質(zhì)中的補(bǔ)償因子G(t)=1/D(t)=vt；D(t)=1/R。補(bǔ)償因子也可用g(t)=Atn經(jīng)驗(yàn)公式，A和n

9、使用最小二乘法求取。 4）介質(zhì)的吸收補(bǔ)償目前主要使用反Q(品質(zhì)因子)濾波方法。,7、分離上行波和下行波,分離VSP記錄的上行波和下行波主要依據(jù)兩者的視速度不同；下行波隨記錄深度增加，旅行時(shí)增加，視速度為正號(hào)；上行波隨記錄深度增加，旅行時(shí)減少，視速度為負(fù)號(hào)。 VSP波場(chǎng)分離的特點(diǎn)主要包括： 下行波能量弱，上行波能量強(qiáng)，要求窄帶速度濾波器；不規(guī)則點(diǎn)距給要求規(guī)則采樣的波場(chǎng)分離方法帶來(lái)困難；要求參加速度濾波的道數(shù)盡量少。,分離上行波和下行波的方法： 1）多道速度濾波視速度濾波,上行波和下行波分離方法,f,K,f1,f2,V=f/k,2） FK濾波實(shí)現(xiàn)步驟包括：利用二維傅立葉變換把時(shí)間空間域的記錄變換到

10、頻率波數(shù)域，此時(shí)下行波在正半平面，波數(shù)維正，上行波在負(fù)半平面，波數(shù)維負(fù)；作濾波處理，正半平面的數(shù)據(jù)乘以小數(shù)，如0.001，使下行波衰減約60分貝，負(fù)半平面的上行波不受影響；對(duì)濾波結(jié)果作二維傅立葉逆變換回到時(shí)間空間域，衰減了下行波，增強(qiáng)了上行波。,上行波和下行波分離方法,3） p域?yàn)V波由于上、下行波視速度符號(hào)相反，即時(shí)距圖中斜率相反，在p域內(nèi)(和p分別是(z,t)平面中t= +pz的截距和斜率)它們分別成像于上半平面和下半平面，并且對(duì)于zt域內(nèi)的直線同相軸，能量可聚焦到一點(diǎn)。如果選擇 p平面中的一部分稱為窗(如平面上部或下部)，作逆Radon變換，就可使上行波和下行波分別重建,達(dá)到波場(chǎng)分離的目的

11、。 p法的優(yōu)點(diǎn)見(jiàn)講義91頁(yè)，例子見(jiàn)92頁(yè)。,上行波和下行波分離方法,4）中值濾波它是一種非線性濾波，假設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)序列Xi，I=1，2，m，如果中值濾波的時(shí)窗長(zhǎng)度為n，則第j點(diǎn)的中值濾波過(guò)程是：取以第j點(diǎn)為中心的n個(gè)樣值作為輸入；對(duì)這n個(gè)樣按數(shù)值大小順序重排；取重排后n個(gè)數(shù)據(jù)中心位置的樣值作為該點(diǎn)的濾波輸出。一般n取為奇數(shù)。,上行波和下行波分離方法,中值濾波分離波場(chǎng)的步驟,1、將初始VSP資料按下行波沿垂直方向排齊；見(jiàn)講義圖2.40 2、將排齊后的數(shù)據(jù)沿固定時(shí)間，即沿垂直方向作中值濾波，使垂直排齊的下行波能量得到加強(qiáng)，而傾斜的上行波相對(duì)削弱； 3、將中值濾波后的結(jié)果按原來(lái)的時(shí)移時(shí)間作反向時(shí)移，

12、得到只是下行波的波場(chǎng)； 4、從初始VSP資料中減去下行波波場(chǎng)，得到上行波波場(chǎng)。,5）最佳組合濾波另一種速度濾波方法。設(shè)最佳組合濾波的組合道數(shù)為N，即每次N道組合，而后逐次向下滑動(dòng)，直至所有道處理完。實(shí)現(xiàn)步驟和處理結(jié)果見(jiàn)98頁(yè)。,上行波和下行波分離方法,8、反褶積,反褶積的主要內(nèi)容： 1）利用下行波計(jì)算反褶積算子，對(duì)下行波列作反褶積； 2）利用下行波計(jì)算反褶積算子，對(duì)上行波列作反褶積； 3）利用VSP資料提取的反褶積算子，對(duì)地面地震資料作反褶積。,反褶積的基本概念,在地震勘探中，震源產(chǎn)生一個(gè)尖銳的脈沖，由于地層介質(zhì)具有濾波作用，稱為大地濾波器，因此由震源發(fā)出的尖脈沖經(jīng)大地濾波器作用后，變成一個(gè)具

13、有一定時(shí)間延續(xù)的波形b(t)，稱之為地震子波，此時(shí)的地震記錄x(t)是反射系數(shù)R(t)與地震子波b(t)的褶積。為了提高地震記錄的分辨率，需要設(shè)計(jì)一個(gè)反濾波因子，對(duì)地震記錄作反褶積，使之變成反射系數(shù)。 （見(jiàn)示意圖） 。講述反褶積的數(shù)學(xué)原理,地震子波的求取方法,地震子波的求取方法： 1）直接觀測(cè)法 2）自相關(guān)法 3）多項(xiàng)式求根法 4）對(duì)數(shù)分解法,反褶積方法,1）最小平方法反褶積把地震記錄中的子波壓縮為尖脈沖； 2）預(yù)測(cè)反褶積根據(jù)地震記錄一次反射波和干擾的信息預(yù)測(cè)出純干擾部分，再?gòu)膶?shí)際記錄中減去純干擾部分，得到消除干擾后的一次反射信號(hào)。(講預(yù)測(cè)反褶積的數(shù)學(xué)原理) 3）同態(tài)反褶積通過(guò)對(duì)地震記錄的頻譜

14、取對(duì)數(shù)，把地震子波和反射系數(shù)分離開(kāi)來(lái)，原則上可同時(shí)求取地震子波和反射系數(shù)，達(dá)到反褶積目的。,VSP資料的反褶積,1、下行波列反褶積的實(shí)現(xiàn)過(guò)程： 1）計(jì)算VSP記錄的自相關(guān) 2）作預(yù)測(cè)反褶積 目的是改善整個(gè)下行波記錄的外貌，消除長(zhǎng)周期的多次波。 2、下行波提取的算子對(duì)上行波作反褶積； 3、由VSP資料提取的算子對(duì)地面地震資料進(jìn)行反褶積處理。 ，其實(shí)現(xiàn)步驟見(jiàn)講義103頁(yè),9、垂直求和或疊加,垂直求和處理的目的是：增強(qiáng)上行波能量，衰減下行波能量，提高信噪比；更好地與井旁地震剖面對(duì)比。垂直求和處理的各種做法：局部垂直疊加和時(shí)間加權(quán)的垂直疊加相當(dāng)于地面地震中的混波，先將經(jīng)過(guò)上行波和下行波波場(chǎng)分離及反褶積

15、處理后的資料排齊，再按下式疊加：,累積求和按如下公式求和： 式中SJ(t)為深度點(diǎn)J的累積求和輸出；Si(t)為深度點(diǎn)I的信號(hào)輸入；AJ(t)用于補(bǔ)償累積求和中同相軸數(shù)目的函數(shù),平衡輸出的幅度。,垂直求和或疊加,垂直求和先排齊上行波，再將所有道的數(shù)據(jù)按等時(shí)間線相加在一起，得到單個(gè)輸出道。 限制的垂直求和即為走廊疊加。為使垂直求和的VSP資料只含有上行一次反射波，把VSP剖面用一條線分割開(kāi)來(lái)，圖左下方的區(qū)域主要是一次波，而圖的右上方區(qū)域含有大量的多次波。切除分割線右上部分的資料，只對(duì)分割線左下部分的資料作垂直求和，就得到走廊疊加結(jié)果。,垂直求和或疊加,三、有井源距VSP資料處理流程,1、地下反射

16、點(diǎn)的分布,給定震源偏移距和井下檢波器深度，并且已知地下模型，則通過(guò)射線追蹤可確定地下反射點(diǎn)的分布。可看到隨著界面埋深的增加,反射點(diǎn)非線性地從井柱離開(kāi),最后趨于震源和井之間的中線位置。如果界面傾斜，構(gòu)造復(fù)雜，則反射點(diǎn)的分布更復(fù)雜；位于井底以下的部分存在一個(gè)盲區(qū)；震源和檢波器同時(shí)移動(dòng)，且保持震源總位于接收點(diǎn)正上方，此時(shí)反射點(diǎn)軌跡是互相平行的一系列過(guò)檢波點(diǎn)的直線；如圖2.632.70。,2、VSPCDP疊加,為了消除偏移距的影響和減少多解性，應(yīng)將每一樣點(diǎn)校正到與其對(duì)應(yīng)的反射點(diǎn)位置，這相當(dāng)于作一次變換，即將每個(gè)深度道每個(gè)記錄的樣值從深度時(shí)間坐標(biāo)的空間(z,t)變換到反射點(diǎn)偏移距反射點(diǎn)深度或雙程垂直時(shí)的

17、坐標(biāo)空間(x,y)或(x,T)。其中從t到T相當(dāng)于地面地震的正常時(shí)差校正。（推導(dǎo)一個(gè)樣點(diǎn)的轉(zhuǎn)換公式。）,VSPCDP疊加,(,)樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)反射點(diǎn)位置(x,y)是速度V、檢波器深度z和震源偏移距x0的函數(shù)，平均速度可由直達(dá)波旅行時(shí)計(jì)算。轉(zhuǎn)換公式為： 從(z,t)空間轉(zhuǎn)換到(x,T)的公式為： 連續(xù)使用一個(gè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換公式，可以將整個(gè)VSP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到(x,y)或(x,T)空間。(見(jiàn)圖2.73),VSPCDP疊加,從上面的討論中可看到：由于反射點(diǎn)軌跡線彎曲,轉(zhuǎn)換后波形將受到拉伸或壓縮而發(fā)生畸變。圖2.74為轉(zhuǎn)換后的多道記錄，清楚的顯示了主要反射同相軸，但數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度很不均勻。為此要做VSPCDP疊加，其基

18、本原理是：假設(shè)變換的結(jié)果是(x,T)空間，對(duì)此網(wǎng)格化，T方向取采樣間隔t；如果(z,t)空間的多個(gè)樣點(diǎn)經(jīng)轉(zhuǎn)換后落入某個(gè)CDP，組成CDP樣集，疊加之作為該CDP點(diǎn)的疊加結(jié)果；每個(gè)CDP點(diǎn)樣集都這樣疊加，就得到VSPCDP疊加剖面。,3、偏移處理,VSPCDP疊加類似于地面地震的水平疊加，都是以水平地層的模型假設(shè)為前提，當(dāng)傾角較大時(shí)，成像構(gòu)造發(fā)生畸變，作偏移處理可使構(gòu)造正確成像。 VSPCDP疊加后成圖的界面，水平界面已正確成像，傾斜界面的成像位置向界面的下傾方向移動(dòng)，只有與井相交的位置是準(zhǔn)確的，利用這一特點(diǎn)可對(duì)偏移作控制。,偏移處理方法,1、射線追蹤方法已知地質(zhì)模型和速度剖面，利用射線追蹤方法

19、確定(z,t)域內(nèi)每一樣值對(duì)應(yīng)的雙程垂直旅行時(shí)和CDP點(diǎn)偏移距。 2、人機(jī)交互制作地層模型的疊代方法先根據(jù)測(cè)井資料或地面地震資料建立一個(gè)初始模型，而后利用射線追蹤方法作VSPCDP轉(zhuǎn)換，根據(jù)原來(lái)記錄上同相軸的波至?xí)r間和模型射線追蹤所求的波至?xí)r間間的差異，對(duì)模型作修改，反復(fù)這一過(guò)程，直到二者滿意地一致為止。 上述方法都是以單道為基礎(chǔ)的，不是真正意義上的多道偏移。,基于波動(dòng)方程的偏移方法,基于波動(dòng)方程的偏移方法用于VSP資料必須克服下列的特殊困難： 穿過(guò)VSP檢波器排列的垂向速度剖面變化劇烈，因而使偏移算子的設(shè)計(jì)和應(yīng)用復(fù)雜化； VSP的震源和檢波器不重合，也不在一條線上，因而偏移處理需要同時(shí)考慮入

20、射波場(chǎng)和反射波場(chǎng)； VSP資料數(shù)據(jù)量少，利用統(tǒng)計(jì)效應(yīng)有困難。 目前主要使用克?；舴蚍e分法。實(shí)現(xiàn)分兩步：先將假設(shè)波場(chǎng)從地表向下延拓到檢波器所在的深度，再進(jìn)行偏移成像。（處理實(shí)例）,4、三分量VSP資料的處理,水平分量定向方法： 1、矢端曲線和能量準(zhǔn)則順序地從兩水平分量取一對(duì)樣值(xi,yi)，將這些樣值繪制在xy坐標(biāo)中，連成曲線，就得到矢端曲線。偏振角可據(jù)能量準(zhǔn)則解析求出，能量達(dá)到最大的方位角即位偏振角。 2、能量加權(quán)的瞬時(shí)方位直方圖根據(jù)落在哪一方位的點(diǎn)子最多，確定那個(gè)方位為偏振角方位。,三分量VSP資料波場(chǎng)分離,三分量VSP資料波場(chǎng)分離，先在三維空間通過(guò)最小平方回歸方法確定縱波的偏振方向，而后

21、將三分量VSP資料分別投影到P波，SV波，SH波的方向，即實(shí)現(xiàn)了波場(chǎng)分離。,P、S波與VSP聯(lián)合解釋,四、VSP、地面地震和測(cè)井資料的綜合處理,VSP、地面地震和測(cè)井資料的各自特點(diǎn)歸納為： VSP與地面地震資料除觀測(cè)位置、觀測(cè)系統(tǒng)不同外，其它機(jī)理十分類似； 地面地震和測(cè)井資料差異比較大，例如：激發(fā)頻率相差頗大；分辨率相差甚遠(yuǎn)；波及介質(zhì)空間相差甚遠(yuǎn)；波的類型不同；數(shù)據(jù)量相差甚遠(yuǎn)。三種資料各具優(yōu)缺點(diǎn)，綜合處理的目的就是互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，更加真實(shí)地揭示地下地質(zhì)情況。,三種資料綜合處理,橋式對(duì)比圖地面地震剖面與垂直地震剖面道連接起來(lái)，垂直地震剖面與鉆井地質(zhì)柱狀圖的連接，還可以將各種測(cè)井曲線、速度、層速度等

22、資料以同樣的比例尺繪制在一起，以便解釋綜合地下地質(zhì)現(xiàn)象。綜合顯示的方式有多種多樣。（見(jiàn)314頁(yè)圖4.13至圖4.18）,第四講 VSP資料的解釋與應(yīng)用,一、提高地面地震資料的解釋精度 二、研究井孔附近的構(gòu)造細(xì)節(jié) 三、研究井周?chē)牡貙訋r性變化 四、VSP資料的應(yīng)用 五、VSP解釋系統(tǒng),一、提高地震資料的解釋精度,利用VSP資料改善或提高地面地震資料的解釋精度主要體現(xiàn)在下列諸方面： 1、識(shí)別地面地震剖面上的多次波利用VSP剖面上多次波同相軸的主要特征(如:多次波同相軸與相應(yīng)的一次波同相軸大致平行,但旅行時(shí)要大些;層間多次波的同相軸與一次下行波同相軸不相交;多次波同相軸終止的深度位置指示形成多次波的

23、來(lái)源)識(shí)別出的多次波，通過(guò)連井地震剖面，即可識(shí)別地面地震剖面上的多次波。,提高地震資料的分辨率,2、提高地面地震資料的分辨率利用VSP下行波可提取單純的地震子波和較理想的反褶積算子，利用這種反褶積算子對(duì)地面地震資料作反褶積處理，可衰減多次波，壓縮子波波形，進(jìn)而提高地面地震資料的垂向分辨率。,可靠實(shí)現(xiàn)地震層位標(biāo)定,3、可靠地識(shí)別地震反射層的地質(zhì)層位利用高分辨率和高精度的VSP資料，可很好地建立井中地質(zhì)界面和地震反射之間的可靠聯(lián)系，解釋人員對(duì)下述問(wèn)題可作出解答：與地質(zhì)界面相對(duì)應(yīng)的是波峰還是波谷，反射波對(duì)應(yīng)的是巖性分界面還是地質(zhì)時(shí)代分界面，提供準(zhǔn)確的時(shí)深關(guān)系；地震反射振幅的強(qiáng)弱與巖性、物性差異的關(guān)系

24、；合成地震記錄與井旁地震記錄不對(duì)應(yīng)的原因。,標(biāo)定地震地質(zhì)層位,地質(zhì)層位標(biāo)定的深度誤差小于10米。通過(guò)橋梁連接方式將地震與地質(zhì)、測(cè)井資料聯(lián)系起來(lái)，可用于綜合對(duì)比分析。,合成地震記錄與VSP的比較,合成地震記錄與VSP比較誰(shuí)更可信？答案是VSP記錄!因?yàn)? (1)VSP是實(shí)際測(cè)量的地震記錄,而合成地震記錄是借用測(cè)井資料換算所得,因此VSP更精確; (2) VSP測(cè)量反映井周?chē)患?jí)菲涅爾帶內(nèi)即地震子波半波長(zhǎng)范圍內(nèi)的地下橫向變化,而合成記錄只反映緊靠井壁的地層情況; (3) VSP可測(cè)量到井孔淺部,而淺部是形成多次波的主要部位,缺少淺部資料對(duì)分辨地面地震資料中的一次反射波和多次波及識(shí)別形成一次反射波的

25、地質(zhì)層位發(fā)生困難。,查清地面資料品質(zhì)差的原因,利用VSP資料可幫助分析地面地震資料得不到良好反射的原因，為改善地面地震資料觀測(cè)指明方向。這是因?yàn)閂SP觀測(cè)在介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行，所得的波場(chǎng)信息反映了介質(zhì)內(nèi)部性質(zhì)的變化。,提供處理和解釋的相關(guān)參數(shù),為地面地震資料的處理和解釋提供的相關(guān)參數(shù)包括： (1)根據(jù)下行直達(dá)波初至換算的時(shí)深關(guān)系曲線，進(jìn)而可計(jì)算平均速度和層速度； (2)根據(jù)下行直達(dá)波可提取可靠的地震子波和反褶積算子; (3)對(duì)VSP資料作頻譜分析,可獲取濾波參數(shù); (4)利用VSP資料可估計(jì)地層的吸收衰減參數(shù); (5)利用VSP的多波多分量資料可估計(jì)地層的各向異性參數(shù)等。,平均速度曲線,二、研究井孔

26、附近的構(gòu)造細(xì)節(jié),1、垂直分辨率 2、水平分辨率 3、利用VSP資料確定井旁小斷層 4、利用VSP資料解釋特殊地質(zhì)體 5、利用VSP資料求界面的傾角 6、綜合利用直井和斜井VSP資料查明井旁構(gòu)造細(xì)節(jié),1、垂直分辨率,地震勘探的分辨率包括垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率是指地震記錄沿垂直方向可分辨的兩相鄰地層間的最小厚度；水平分辨率是指地震剖面沿水平方向可分辨的兩相鄰地質(zhì)體間的最小寬度。 地震記錄的垂直分辨率取決于地震脈沖的延續(xù)時(shí)間、波長(zhǎng)、波形等，而波長(zhǎng)又與速度和頻率有關(guān)，地震勘探中影響波速和頻率的因素很多，如巖性、流體性質(zhì)、地質(zhì)年代、構(gòu)造復(fù)雜程度，界面埋深、介質(zhì)對(duì)能量的吸收等。,2、水平分辨率

27、,水平分辨率通常用一級(jí)菲涅爾帶的半徑來(lái)度量，對(duì)反射波法地震勘探來(lái)說(shuō)，第一菲涅爾帶內(nèi)的任意繞射點(diǎn)發(fā)出的子波與菲涅爾帶中心點(diǎn)發(fā)出的子波在觀測(cè)點(diǎn)是互相加強(qiáng)的，距離第一菲涅爾帶的相鄰地質(zhì)體在地震剖面上不能分辨。理論推導(dǎo)可知，VSP第一菲涅爾帶半徑小于地面觀測(cè)相應(yīng)的第一菲涅爾帶半徑，所以VSP的水平分辨率高于地面地震的。,3、利用VSP資料確定井旁小斷層,地面地震的三維觀測(cè)，通常取道間距為50米，而VSP觀測(cè)時(shí)，井下檢波點(diǎn)間距一般比較小，如20米，經(jīng)VSPCDP變換后，間距為10米，這就大大提高了水平分辨率，有可能分辨井旁小斷層。如講義330頁(yè)圖4.31所示。,4、利用VSP資料解釋特殊地質(zhì)體,利用VS

28、P的優(yōu)越性可對(duì)地面地震剖面上疑難現(xiàn)象作出準(zhǔn)確可靠的解釋。 例一：講義332頁(yè)圖4.34，利用VSP資料識(shí)別礁塊下面的基底灰?guī)r。 例二：講義333頁(yè)圖4.35和 334頁(yè)圖4.36 、圖4.37 ，利用VSP資料解釋不整合面。,基底,北海油田：圈定不整合面以下侏羅系砂巖邊界,5、利用VSP資料求界面的傾角,在簡(jiǎn)單的情況下，可用解析法或圖解法確定地層的傾角。 hi為觀測(cè)深度，H為激發(fā)點(diǎn)到界面的法線深度，l為井源距，是地層傾角，V是平均速度。,6、綜合利用直井和斜井VSP資料查明井旁構(gòu)造細(xì)節(jié),斜井VSP的最大特點(diǎn)是井下檢波器在垂直和水平兩個(gè)方向移動(dòng)，垂直方向移動(dòng)類似于直井，用于識(shí)別和分離上行波和下行

29、波波場(chǎng)，水平方向移動(dòng)增加勘探地下界面橫向覆蓋的范圍。利用直井和斜井VSP資料可研究所圈定范圍內(nèi)的地質(zhì)細(xì)節(jié)。海上鉆井平臺(tái)就屬這種情況。講義342頁(yè)給出一個(gè)例子。,三、研究井周?chē)牡貙訋r性變化,利用VSP資料可能提取的地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息包括：旅行時(shí)、傳播方向、振幅、頻率、相位、極性、偏振等。這些信息反映了巖層的波阻抗、反射系數(shù)、衰減、層速度、泊松比、各向異性等地球物理特征。根據(jù)巖層的地球物理特征可推斷巖層的巖石成分、巖相、孔隙度、流體成分、裂縫發(fā)育程度、過(guò)壓帶等，從而為勘探非構(gòu)造油藏，直接找油找氣，以及為油藏工程和油田開(kāi)發(fā)等服務(wù)。,提取高精度地震信息,VSP資料提取的地震信息比地面地震的精度

30、高得多，這是因?yàn)椋?1)VSP資料比常規(guī)地震資料有更高的信噪比，更高的分辨率和更大的穿透深度；(2)VSP便于通過(guò)井孔進(jìn)行三分量觀測(cè)，有利于矢量場(chǎng)的矢量觀測(cè)和分析；(3)VSP資料可分別利用上下行波場(chǎng)、縱橫波、轉(zhuǎn)換波等。 地震屬性的研究方向是：地震屬性的精確提?。坏卣饘傩杂诘刭|(zhì)信息的相關(guān)性。,地震屬性與巖性關(guān)系,反映地層巖性的地震屬性參數(shù)包括：振幅、反射系數(shù)、透射系數(shù)、衰減系數(shù)(估計(jì)方法有:譜比值方法、Q測(cè)井、波形特征分析方法等)、層速度。,四、VSP資料的應(yīng)用,1、鉆頭前方目的層和地層巖性的預(yù)測(cè) 2、利用井筒波探測(cè)地下裂縫 3、二次采油過(guò)程監(jiān)測(cè),1、鉆頭前方目的層預(yù)測(cè),利用VSP資料預(yù)測(cè)鉆頭

31、前方目的層的主要步驟：(1)波場(chǎng)分離，分別獲取上行波和下行波波場(chǎng)；(2)對(duì)上、下行波波場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)反褶積，消除多次波；(3)綜合顯示上、下行波場(chǎng)，利用兩個(gè)波場(chǎng)同相軸相交點(diǎn)確定鉆頭前方目的層的埋藏深度。,預(yù)測(cè)鉆頭前方地層巖性,預(yù)測(cè)鉆頭前方地層巖性所采用的方法是對(duì)VSP資料進(jìn)行波阻抗反演，利用波阻抗與巖性的關(guān)系實(shí)現(xiàn)巖性預(yù)測(cè)。工作步驟是：(1)對(duì)VSP資料作球面擴(kuò)散補(bǔ)償；(2)作波場(chǎng)分離；(3)通過(guò)下行波求取的反褶積算子衰減上行波波場(chǎng)中的多次波；(4)垂直求和得疊加道；(5)用疊加道進(jìn)行波阻抗反演。,2、利用井筒波探測(cè)地下裂縫,如圖4.95所示，當(dāng)震源發(fā)出的縱波沿法線入射到裂縫帶上時(shí)，裂縫帶發(fā)生形變，

32、裂縫中的流體發(fā)生移動(dòng)，當(dāng)流體脈沖由裂縫注入到井內(nèi)時(shí)，在井與裂縫相交處引起井內(nèi)流體擾動(dòng)，形成沿井內(nèi)流體柱同時(shí)向上和向下傳播的井筒波。因此考證井筒波發(fā)源地的位置可確定裂縫帶的位置。探測(cè)地下裂縫為目的的VSP觀測(cè)，采用懸浮在井內(nèi)流體中的水聽(tīng)器接收井筒波的壓力振幅。,3、二次采油過(guò)程監(jiān)測(cè),適用于油田開(kāi)發(fā)階段，二次采油過(guò)程監(jiān)測(cè)的主要步驟是：(1)二次采油過(guò)程之前，在幾口井中用三分量檢波器測(cè)量P波和S波，作為基礎(chǔ)資料；(2)二次采油期間，按一定時(shí)間間隔進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，保持每次觀測(cè)的野外觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)一致；(3)時(shí)間延遲觀測(cè)的資料與基礎(chǔ)資料作對(duì)比，根據(jù)差異分布推測(cè)流體的流動(dòng)情況或熱采前沿。,五、VSP解釋系統(tǒng),1、工作站的硬件配置 2、解釋系統(tǒng)的軟件配置 3、性能及其應(yīng)用,VSP解釋系統(tǒng)的硬件配置,人機(jī)聯(lián)作解釋系統(tǒng)的硬件配置應(yīng)包括：(1)主機(jī)系統(tǒng)主機(jī)、圖形處理器、協(xié)處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)等。目前，所使用的解釋工作站有：SUN SPARC