VSP地震勘探技术课件.ppt

1、VSP地震勘探技术地震勘探技术宁日亮宁日亮20142014年年3 3月月主要内容主要内容一、一、VSPVSP简介简介二、二、VSPVSP资料采集资料采集 三、三、VSPVSP原理原理四、四、VSPVSP资料处理资料处理五、五、VSPVSP资料的应用资料的应用六、六、VSPVSP资料野外采集监督资料野外采集监督 VSP（Vertical Seismic Profiling）垂直地震剖面垂直地震剖面垂直地震剖面（垂直地震剖面（VSPVSP）技术定义：）技术定义：在地表设置震源激发地震波，在井内安置检波器接收地震波，即在在地表设置震源激发地震波，在井内安置检波器接收地震波，即在垂直方向观测人工场，然

2、后对所观测得到的资料经过校正、叠加、滤波垂直方向观测人工场，然后对所观测得到的资料经过校正、叠加、滤波等处理，得到垂直地震剖面。等处理，得到垂直地震剖面。一、一、VSP简介简介 常规地面地震勘探：常规地面地震勘探：检波器检波器 地表地表水平水平走向摆放走向摆放井眼井眼VSPVSP地震勘探：地震勘探：检波器检波器 井中井中垂直垂直方向放置方向放置垂直地震剖面垂直地震剖面是相对于常规水平地面地震而言。是相对于常规水平地面地震而言。VSP VSP是在是在地震测井地震测井基础上发展起来的，基础上发展起来的，19801980年代前后，国外推广使用年代前后，国外推广使用VSPVSP，促进了，促进了VSPV

3、SP进入实用阶段，主要是零偏移距进入实用阶段，主要是零偏移距VSPVSP和非和非零偏移距零偏移距VSPVSP。此后出现了一些新的方法，。此后出现了一些新的方法，如多震源、多方位和多偏移距如多震源、多方位和多偏移距VSPVSP，三维，三维VSPVSP、井间井间VSPVSP、多分量、多分量VSPVSP、逆、逆VSPVSP、随钻、随钻VSPVSP。VSPVSP技术提供了地下地层结构同测量参技术提供了地下地层结构同测量参数之间最数之间最直接的对应关系直接的对应关系，可以为地震资料，可以为地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型，处理解释提供精确的时深转换及速度模型，为地震子波分析提供支持。为地震子

4、波分析提供支持。VSPVSP相对地面地震有以下优点相对地面地震有以下优点 （1 1）VSPVSP是在井中观测、研究地质剖面的垂直变化，同地是在井中观测、研究地质剖面的垂直变化，同地面地震勘探相比较，地震波面地震勘探相比较，地震波运动学和动力学特征明显。运动学和动力学特征明显。（2 2）VSPVSP有有较高的信躁比较高的信躁比。在井中观测，波前扩散、地层。在井中观测，波前扩散、地层的吸收、低速带等波的影响和改造作用小（的吸收、低速带等波的影响和改造作用小（VSPVSP资料只一次经资料只一次经过表层），波的畸变小，干扰少。过表层），波的畸变小，干扰少。（3 3）地面地震的接收点离要探测的界面远，而

5、垂直地震）地面地震的接收点离要探测的界面远，而垂直地震剖面的接收点就在界面上或界面附近，因而可直接记录到与界剖面的接收点就在界面上或界面附近，因而可直接记录到与界面有关的较纯的子波波形；另外，面有关的较纯的子波波形；另外，VSPVSP资料只一次经过表层，资料只一次经过表层，主频衰减小，有主频衰减小，有较高的分辨率较高的分辨率。（4 4）地面地震不能记录下行波场，而）地面地震不能记录下行波场，而VSPVSP可同时记录上、可同时记录上、下行波，下行波，便于对地震波的方向特性进行研究便于对地震波的方向特性进行研究。（5 5）利用三分量观测，除了纵波之外，还可以接收横波）利用三分量观测，除了纵波之外，

6、还可以接收横波资料，通过定量分析，资料，通过定量分析，有利于地层岩性的研究有利于地层岩性的研究；通过观测质点；通过观测质点的运动方向，利用的运动方向，利用“空间偏振空间偏振”特性，特性，研究波的性质研究波的性质。（6 6）从）从VSPVSP中提取的速度参数、振幅信息、岩性参数等比中提取的速度参数、振幅信息、岩性参数等比地面地震容易、真实，有地面地震容易、真实，有较高的保真度较高的保真度。VSPVSP相对地面地震有以下缺点相对地面地震有以下缺点 （1 1）VSPVSP野外采集远比地面地震采集工艺复杂。野外采集远比地面地震采集工艺复杂。它需要井孔、电缆、电缆车、井下检波器安置及重它需要井孔、电缆、

7、电缆车、井下检波器安置及重复性好的震源，比地面地震勘探工作环节多且繁琐。复性好的震源，比地面地震勘探工作环节多且繁琐。（2 2）最大的缺点是它的测量范围有限。这一）最大的缺点是它的测量范围有限。这一点远不能与地面地震太空相比。点远不能与地面地震太空相比。（3 3）特殊复杂设计的）特殊复杂设计的VSPVSP占用井场时间长，经占用井场时间长，经费开支大。与地面地震相比检波器组合级数少，叠费开支大。与地面地震相比检波器组合级数少，叠加次数低。加次数低。VSPVSP野外采集装备包括：井口震源、井下检波器、记录仪野外采集装备包括：井口震源、井下检波器、记录仪器、电缆、参考检波器（近场检波器）器、电缆、参

8、考检波器（近场检波器）二、二、VSP资料采集资料采集 （一）、（一）、VSPVSP野外采集装备野外采集装备VSPVSP震源类型：炸药震源、可控震源、气枪、电火花等。震源类型：炸药震源、可控震源、气枪、电火花等。VSPVSP震源选择的一般原则震源选择的一般原则（1 1）、）、VSPVSP所用的震源最好与所用的震源最好与VSPVSP井旁井旁地面地震地面地震剖面所用的剖面所用的震源一震源一致致。VSPVSP资料的应用之一就是帮助地面地震资料的解释。当两者所资料的应用之一就是帮助地面地震资料的解释。当两者所用的震源一致时，同样的震源子波表现出的反射特征也是一样，用的震源一致时，同样的震源子波表现出的反

9、射特征也是一样，这就容易实现地表资料和这就容易实现地表资料和VSPVSP资料的统一解释。很多情况下，资料的统一解释。很多情况下，VSPVSP的震源不可能与地表地震剖面所用震源一致，这时只有通过资料的震源不可能与地表地震剖面所用震源一致，这时只有通过资料处理，例如子波互等化反褶积等使两者子波等价。处理，例如子波互等化反褶积等使两者子波等价。（2 2）、）、VSPVSP各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性 。为了以较小的深度间隔在整个井或一段井上进行观测，就需要在为了以较小的深度间隔在整个井或一段井上进行观测，就需要在地表同一位置激发数十次到数百

10、次。这些多次激发，先后在各个地表同一位置激发数十次到数百次。这些多次激发，先后在各个深度观测，最后拼成的深度观测，最后拼成的VSPVSP地震记录，只有当震源子波互相一致时地震记录，只有当震源子波互相一致时才便于对比。才便于对比。1 1、VSPVSP震源震源（3 3）、）、VSPVSP震源输出的强度应该适中震源输出的强度应该适中。垂直地震剖面的下行。垂直地震剖面的下行波通常比上行波强的多。但是波通常比上行波强的多。但是VSPVSP资料的大部分应用都涉及到资料的大部分应用都涉及到对这些上行波的分析和解释。除此之外，随着震源强度的增对这些上行波的分析和解释。除此之外，随着震源强度的增加，浅部交混回响

11、也明显增加，因而引起下行波数目增多和加，浅部交混回响也明显增加，因而引起下行波数目增多和振幅增强，上行波被这些下行波振幅增强，上行波被这些下行波“淹没淹没”所带来的坏处或许所带来的坏处或许比上行波本身能量增强的影响更大，因此应该选择适中的震比上行波本身能量增强的影响更大，因此应该选择适中的震源为宜。源为宜。注：但应具有足够的为测量地下地质目标层所需的注：但应具有足够的为测量地下地质目标层所需的能量。能量。（4 4）、激发）、激发频谱频谱应尽可能的应尽可能的宽宽，以便提高分辨率。，以便提高分辨率。除此之外，激发的除此之外，激发的干扰波能量应该相对较小干扰波能量应该相对较小或者易与压或者易与压制。

12、制。注：海上气枪激发应考虑注：海上气枪激发应考虑“气泡效应气泡效应”，可采用组合枪阵激，可采用组合枪阵激发。发。2 2、接收检波器、接收检波器（1 1）参考检波器（近场检）参考检波器（近场检波器）：波器）：用于子波处理及监用于子波处理及监视震源子波。要求它尽可能视震源子波。要求它尽可能与井中检波器的性能相同。与井中检波器的性能相同。（2 2）井下检波器：井下检）井下检波器：井下检波器是波器是VSPVSP工作中的关键设工作中的关键设备，用于接收备，用于接收VSPVSP资料。资料。（3 3）为了提高施工效率，）为了提高施工效率，一次激发，井下多个检波器一次激发，井下多个检波器（按一定间隔排列）同时

13、接（按一定间隔排列）同时接收。这样每上提一次电缆，收。这样每上提一次电缆，空间移动距离加大。空间移动距离加大。BA99212oo|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&20 m Interconnects井下检波器应具条件：井下检波器应具条件：（1 1）两端呈流线型尖端）两端呈流线型尖端避免管道波产生；避免管道波产生；（2

14、 2）直径要小）直径要小避免井筒波，适应性更强；避免井筒波，适应性更强；（3)3)配备可伸张的配备可伸张的推靠臂推靠臂便于检波器在井中移动；便于检波器在井中移动；保证与井壁具有良保证与井壁具有良 好的耦合好的耦合；避免电缆波的产生。耦合形式有弓型弹簧耦合、伸张臂；避免电缆波的产生。耦合形式有弓型弹簧耦合、伸张臂 式和推靠式耦合；耦合力来源有液压型、电动型和机械型；式和推靠式耦合；耦合力来源有液压型、电动型和机械型；(4)(4)长度短、重量轻长度短、重量轻既达到同相运动又不致于引起外部耦合效应；既达到同相运动又不致于引起外部耦合效应；(5)(5)三分量检波器的分量应可标定三分量检波器的分量应可标

15、定便于根据不同目标选择向量分布方式；便于根据不同目标选择向量分布方式；(6)(6)具有方位测量系统具有方位测量系统由于电缆的旋转，导致井下检波器方位的变化，必由于电缆的旋转，导致井下检波器方位的变化，必 须用定向系统作标定须用定向系统作标定;(7)(7)三分量检波器应具各自的放大系统三分量检波器应具各自的放大系统设计有可调增益的前置放大器，便设计有可调增益的前置放大器，便 于接收强弱不均的地震信号；于接收强弱不均的地震信号；(8)(8)耐高温高压耐高温高压温度高达温度高达2002000 0C C，压力高达，压力高达150MPa150MPa；(9)(9)配备井下数字化系统和多道检波系统配备井下数

16、字化系统和多道检波系统便于一根缆芯多路传输，提高工便于一根缆芯多路传输，提高工 作效率；作效率；(10)(10)具有可靠的连接头具有可靠的连接头井下检波器与电缆间的可靠连接。井下检波器与电缆间的可靠连接。为了恰当地记录为了恰当地记录VSPVSP资料，用于资料，用于VSPVSP的地面记录系统应着重考虑下的地面记录系统应着重考虑下面两个技术参数：仪器的分辨率和仪器的动态增益范围。面两个技术参数：仪器的分辨率和仪器的动态增益范围。（1 1）仪器的分辨率这里指的是记录信号所用的二进制位数。当位）仪器的分辨率这里指的是记录信号所用的二进制位数。当位数太少时，可能使信号的细致特征丧失，出现所谓的数太少时，

17、可能使信号的细致特征丧失，出现所谓的“剪平剪平”现象。现象。对于对于VSPVSP，一般要求至少，一般要求至少1212位以上二进制数字化，目前大多采用位以上二进制数字化，目前大多采用2424位。位。（2 2）仪器增益与动态范围：在）仪器增益与动态范围：在VSPVSP信号记录中包括井下仪器增益和信号记录中包括井下仪器增益和地面仪器增益两类。井下仪器增益是固定增益，常在井下仪器控制面地面仪器增益两类。井下仪器增益是固定增益，常在井下仪器控制面板上调节，其最大可调节范围应达板上调节，其最大可调节范围应达4040或或5050分贝，目的是使馈送到电缆分贝，目的是使馈送到电缆中的信号电平适中，在浅深度记录时

18、，不会因为直达波能量特别强而中的信号电平适中，在浅深度记录时，不会因为直达波能量特别强而超格。地面记录仪器增益是动态增益，其超格。地面记录仪器增益是动态增益，其动态范围应大于或等于动态范围应大于或等于5454分分贝贝，有能力保存强直达波后面的弱同相轴。，有能力保存强直达波后面的弱同相轴。（3 3）仪器低截的应用。应用原则，当高频信号高于仪器瞬时动态）仪器低截的应用。应用原则，当高频信号高于仪器瞬时动态范围的限制（即第二死亡线）时才需考虑用低截前置放大器平衡高低范围的限制（即第二死亡线）时才需考虑用低截前置放大器平衡高低频信号。应用效果，应用仪器低截可以使野外地震记录上突出高频，频信号。应用效果

19、，应用仪器低截可以使野外地震记录上突出高频，高频背景出现越靠后说明得到的高频能量越强。因此在野外不需要对高频背景出现越靠后说明得到的高频能量越强。因此在野外不需要对记录作分频扫描就可以很直观地对地震记录作出评价。使用的低截越记录作分频扫描就可以很直观地对地震记录作出评价。使用的低截越高，高频背景出现的越靠后说明得到的高频成份越高。应用仪器低截高，高频背景出现的越靠后说明得到的高频成份越高。应用仪器低截可以突出记录上的缺陷，如感应、微震干扰等，便于现场及时排除。可以突出记录上的缺陷，如感应、微震干扰等，便于现场及时排除。（4 4）现场监视系统）现场监视系统监控采集质量。监控采集质量。3 3、VS

20、PVSP记录仪器记录仪器（二）、（二）、VSPVSP采集自身产生的干扰波采集自身产生的干扰波 VSP VSP采集时产生的干扰波：电缆波、套管波、井筒波、井下仪器耦合不良采集时产生的干扰波：电缆波、套管波、井筒波、井下仪器耦合不良的噪声和其他噪声等。的噪声和其他噪声等。1 1、井筒波（管道波）、井筒波（管道波）充满泥浆的井柱流体充满泥浆的井柱流体（套管与围岩之间）与围（套管与围岩之间）与围岩形成一个明显的波阻抗岩形成一个明显的波阻抗界面，由震源产生的面波界面，由震源产生的面波传播到此界面时，好象一传播到此界面时，好象一个新的震源，产生了沿井个新的震源，产生了沿井柱流体传播的波。柱流体传播的波。井

21、筒波的基本特征：井筒波的基本特征：强度高，振幅不随深度衰强度高，振幅不随深度衰减；频谱宽，在高频范围减；频谱宽，在高频范围内观测时，沿流体柱方向内观测时，沿流体柱方向有波散；速度低（有波散；速度低（1400-1400-14601460），在记录上与横波），在记录上与横波记录区重叠；可以有入射、记录区重叠；可以有入射、反射等多种类型。几种压反射等多种类型。几种压制方法：降低液面高度，制方法：降低液面高度，增加震源偏离观测井的距增加震源偏离观测井的距离，压制高频低速波等。离，压制高频低速波等。2 2、电缆波、电缆波 :电缆振动引起检波器振动电缆振动引起检波器振动 电缆波是一种因电缆波是一种因电缆振

22、动引起的噪声电缆振动引起的噪声。电缆波的速度与电缆结构有关。电缆波在。电缆波的速度与电缆结构有关。电缆波在记录浅部可以成为初至波，如果错误的将电缆波识别为下行直达波，会使速度分析的记录浅部可以成为初至波，如果错误的将电缆波识别为下行直达波，会使速度分析的结果弄错。电缆波也可以是续至波，在结果弄错。电缆波也可以是续至波，在VSPVSP记录上它将掩盖正常的地层反射。记录上它将掩盖正常的地层反射。引起电缆振动的原因包括：地表井场附近的机械振动；风摇动井架；地滚波扫过引起电缆振动的原因包括：地表井场附近的机械振动；风摇动井架；地滚波扫过井口等。通常的办法是：先把井下检波器组牢靠的推靠在井壁上，而后放松

23、电缆观测，井口等。通常的办法是：先把井下检波器组牢靠的推靠在井壁上，而后放松电缆观测，一般松缆长一般松缆长2-42-4米。当检波器没有推靠在井壁上时，电缆波会成为初至波的情况，推米。当检波器没有推靠在井壁上时，电缆波会成为初至波的情况，推靠以后这种电缆波就会消失；当检波器推靠以后，但是没有松缆，电缆波容易在续至靠以后这种电缆波就会消失；当检波器推靠以后，但是没有松缆，电缆波容易在续至波中出现。波中出现。3 3、套管波、套管波:沿套管传播的波沿套管传播的波 套管波是套管和地层胶结不良而引起的一种干扰套管波是套管和地层胶结不良而引起的一种干扰。当套管与井壁胶结良好时，下。当套管与井壁胶结良好时，下

24、行波波形特征没有没有明显的变化，上行反射波可以清晰地辨别。当套管之间或套管行波波形特征没有没有明显的变化，上行反射波可以清晰地辨别。当套管之间或套管与地层之间没有胶结或胶结不良时，这些多层套管将引起高振幅的鸣震（振幅变化异与地层之间没有胶结或胶结不良时，这些多层套管将引起高振幅的鸣震（振幅变化异常）。上部胶结良好的单层套管和下部是裸眼井段，其下行子波波形以及信噪比特征常）。上部胶结良好的单层套管和下部是裸眼井段，其下行子波波形以及信噪比特征从浅到深都是一致的，不因是否裸眼井段而明显变化。从浅到深都是一致的，不因是否裸眼井段而明显变化。4 4、井下仪器与地层耦合不良引起的噪声、井下仪器与地层耦合

25、不良引起的噪声5 5、其它方面引起的噪声、其它方面引起的噪声 （1 1）交流电感应）交流电感应 这是由高压输电线路和井场发电机对这是由高压输电线路和井场发电机对VSPVSP观测回路引起的感观测回路引起的感应而产生的。在记录上表现为固定周期的连续背景。野外采集时，利用电子滤波器或应而产生的。在记录上表现为固定周期的连续背景。野外采集时，利用电子滤波器或者处理时采用数字滤波可以很好的消除这类噪声。者处理时采用数字滤波可以很好的消除这类噪声。（2 2）柴油机等机械振动）柴油机等机械振动 柴油柴油机和空气压缩机强烈的震动，引起钻井井台振动，也会使记录上产生一种连续的背景，机和空气压缩机强烈的震动，引起

26、钻井井台振动，也会使记录上产生一种连续的背景，他们出现在震源激发开始时刻之前或之后，如果设备离井台稍远，噪声会明显减弱。他们出现在震源激发开始时刻之前或之后，如果设备离井台稍远，噪声会明显减弱。（3 3）随机振动）随机振动 。VSP原始Z分量记录显示下行直达波井筒波井筒波上行一次波下行多次波上行多次波检波器与井壁耦合不好造成的干扰套管波（三）、（三）、VSPVSP观测系统观测系统 选择选择VSPVSP观测系统象选择地表剖面观测系统一样，要根据调查地观测系统象选择地表剖面观测系统一样，要根据调查地区的地质结构和所要解决的问题来确定。区的地质结构和所要解决的问题来确定。根据根据VSPVSP观测系统

27、的主要特点可分为以下几类：观测系统的主要特点可分为以下几类：按井源距不按井源距不同可分为：固定井源距、移动井源距、多变井源距、井间观测系统；同可分为：固定井源距、移动井源距、多变井源距、井间观测系统；按井下检波器布设间距不同分为：等间距、不等间距、大间距观按井下检波器布设间距不同分为：等间距、不等间距、大间距观测系统；测系统；按震源、检波器和井三者空间位置组合关系分为：零井按震源、检波器和井三者空间位置组合关系分为：零井源距、固定非零井源距、变井源距、井间源距、固定非零井源距、变井源距、井间VSPVSP观测系统；观测系统；特殊特殊VSPVSP观测方法：斜井、浅井、连井观测方法：斜井、浅井、连井

28、VSPVSP观测系统、地面地下联合观测，多观测系统、地面地下联合观测，多次叠加采集，次叠加采集，VSPVSP面积观测等。面积观测等。激发点与井口的水平距离激发点与井口的水平距离d d小小于于150150米的称之为零偏井源距米的称之为零偏井源距VSPVSP。所谓的观测系统是指炮点与接收所谓的观测系统是指炮点与接收点的相对位置关系点的相对位置关系.每激发一次井每激发一次井下检波器由井底向上提升一次下检波器由井底向上提升一次 。零井源距观测系统的作用：零井源距观测系统的作用：求取地层速度、进行波场分析、求取地层速度、进行波场分析、制作制作VSPVSP地震道、预告未钻遇层位、地震道、预告未钻遇层位、联

29、结地面地震、测井曲线及地质联结地面地震、测井曲线及地质剖面剖面 、为地面地震提供子波、处、为地面地震提供子波、处理与解释的各种参数等。理与解释的各种参数等。零偏井源距的选取应满足：零偏井源距的选取应满足：零偏井源距零偏井源距观测井深观测井深/20/20d 激发点与井口的水平距离激发点与井口的水平距离d d较大（大于较大（大于150150米）的称之为非米）的称之为非零偏井源距零偏井源距VSPVSP。d d固定称为固固定称为固定非零井源距定非零井源距VSPVSP观测系统观测系统,它它要根据钻井或地震资料，初步要根据钻井或地震资料，初步确定油气储层后，为了圈定其确定油气储层后，为了圈定其分布范围而设

30、计的。可根据预分布范围而设计的。可根据预测模型来确定观测系统的相关测模型来确定观测系统的相关参数参数(如图如图)。凡是使用固定井。凡是使用固定井源距观测系统的都要设置近场源距观测系统的都要设置近场子波检波器。子波检波器。dGeophoneWESTERN ATLASWESTERN ATLASWESTERN ATLASWESTERN ATLASSourceRecordingWirelineSourceSource边走边测边走边测 变变(移动移动)井源距观测系统有两类：井源距观测系统有两类：(1)(1)地面震源与井下检波器都在移动；地面震源与井下检波器都在移动；(2)(2)移动震源的观测系统移动震源

31、的观测系统测井检波器固定在观测井的某一深度，而震源则以一测井检波器固定在观测井的某一深度，而震源则以一定的间距向远方定的间距向远方(观测井的一边或两边观测井的一边或两边)移动。该观测系统有利于揭示目的层的移动。该观测系统有利于揭示目的层的细节和复杂地质特征。细节和复杂地质特征。斜井斜井VSPVSP观测系统比直井的复杂，除了观测系统设计和计算处理观测系统比直井的复杂，除了观测系统设计和计算处理归位的难度大外，还要考虑检波器安置及防止电缆磨损等施工中的具归位的难度大外，还要考虑检波器安置及防止电缆磨损等施工中的具体技术。体技术。(如图如图)3D VSP 3D VSP三维观测系统是指在地面设置多条震

32、源线，在井三维观测系统是指在地面设置多条震源线，在井中不同位置接收的观测方式。中不同位置接收的观测方式。(如图如图)circular walk-away five 3-components geophones deviated wellsea bottom三维三维VSPVSP用途用途BA99212ddDownhole sourceWESTERN ATLASWESTERN ATLASRecording truckReceivers 逆逆VSPVSP观测系统将震源布在井中，地面布置检波器。观测系统将震源布在井中，地面布置检波器。Drill bitWESTERN ATLASWESTERN ATLAS

33、RecordingReceiversRig sensorcross-correlationSeismic-while-drilling(SWD)SWD:边钻边测，钻头振动作为震源边钻边测，钻头振动作为震源,归类归类 reverse VSP。随钻随钻VSPVSP用途用途 井间地震观测系统利用两口井井间地震观测系统利用两口井,一口作为震源井，一口作为检波器接一口作为震源井，一口作为检波器接收井。根据检波器和震源的相对变化，可观测井间地层的变化。井间收井。根据检波器和震源的相对变化，可观测井间地层的变化。井间VSP地震观测技术可发展为油田开发地震。地震观测技术可发展为油田开发地震。(如图如图)(8)

34、(8)井间地震观测系统井间地震观测系统（9 9）多次覆盖的）多次覆盖的VSPVSP采集观测系统采集观测系统 用模拟地面地震勘探原理而设计的多次覆盖观测系统来实用模拟地面地震勘探原理而设计的多次覆盖观测系统来实现同一反射点的多次现同一反射点的多次VSPVSP覆盖。可以固定井源距，但井下不同深覆盖。可以固定井源距，但井下不同深度多个检波器同时接收（长排列）；也可以不同井源距的多次度多个检波器同时接收（长排列）；也可以不同井源距的多次激发，井下多个检波器同时接收。激发，井下多个检波器同时接收。（四）、采样间隔（四）、采样间隔1 1、时间采样间隔、时间采样间隔 根据采样定理，为了使采样所得的随时间变化

35、的离根据采样定理，为了使采样所得的随时间变化的离散数据能够避免假频的干扰，要求采样间隔满足下面的散数据能够避免假频的干扰，要求采样间隔满足下面的关系式：关系式：但是考虑到资料处理中的一些情况，建议采用较但是考虑到资料处理中的一些情况，建议采用较小的时间采样间隔。小的时间采样间隔。海上勘探事例有采用海上勘探事例有采用0.5ms0.5ms，甚至，甚至0.25ms0.25ms。max21Ft 其中，其中，t t为时间采样间隔。若为时间采样间隔。若FmaxFmax：最高反射频率：最高反射频率（180Hz180Hz）。经计算，）。经计算，t2.8mst2.8ms，可确定采样间隔，可确定采样间隔为为1ms

36、1ms。2 2、深度采样间隔、深度采样间隔 VSPVSP很多特征和优点只有通过速度滤波使上行波场和下行很多特征和优点只有通过速度滤波使上行波场和下行波场分离之后才能显出。根据采样定理，为了避免空间假频，波场分离之后才能显出。根据采样定理，为了避免空间假频，深度采样间隔应满足类似的关系式：深度采样间隔应满足类似的关系式：mFVz50322minmin主主 时深曲线的斜率按地质剖面段中的最小传播速度给出。因时深曲线的斜率按地质剖面段中的最小传播速度给出。因为波的剖面是由最小速度和最大频率情况下做出，所以其波长为波的剖面是由最小速度和最大频率情况下做出，所以其波长为最小波长。落在一个波长内的采样点数

37、与采样间隔有关，采为最小波长。落在一个波长内的采样点数与采样间隔有关，采样间隔减小，采样点数增加。采样定理要求在最小波长内至少样间隔减小，采样点数增加。采样定理要求在最小波长内至少应有两个以上的采样点。应有两个以上的采样点。其中，其中，z z：井中检波器采样间隔距离。若：井中检波器采样间隔距离。若 VminVmin：观测段最：观测段最小层速度（小层速度（2500m/s2500m/s）；）；F F主主：观测段反射主频（选取：观测段反射主频（选取70Hz70Hz）。经计算，）。经计算，z17.86mz17.86m，可选定，可选定 z z为为10m10m。3 3、等时间深度采样、等时间深度采样 等时

38、间深度间隔的等时间深度间隔的VSPVSP资料比等深度间隔的资料比等深度间隔的VSPVSP资料有资料有许多优点，其中最主要的就是更便于用速度滤波分离上行许多优点，其中最主要的就是更便于用速度滤波分离上行波和下行波。在等时间增量的波和下行波。在等时间增量的VSPVSP资料上，所有上行波和下资料上，所有上行波和下行波同相轴在二维剖面中都分别具有相同的斜率；而等深行波同相轴在二维剖面中都分别具有相同的斜率；而等深度增量的度增量的VSPVSP资料，由于层速度变化，不论是上行波还是下资料，由于层速度变化，不论是上行波还是下行波同相轴都会有不同的斜率。在行波同相轴都会有不同的斜率。在FKFK二维谱中，等深度

39、增二维谱中，等深度增量的量的VSPVSP资料的上行波和下行波除能量聚焦不够外，还有明资料的上行波和下行波除能量聚焦不够外，还有明显的假频干扰。显的假频干扰。野外按等时间深度间隔实际进行观测时，首先需要知野外按等时间深度间隔实际进行观测时，首先需要知道井中的速度资料，才能利用时深曲线按等时间增量换算道井中的速度资料，才能利用时深曲线按等时间增量换算出相应得深度位置，并按此深度位置逐次移动井下检波器出相应得深度位置，并按此深度位置逐次移动井下检波器组的位置。组的位置。VSP VSP观测系统采用如此密的点距主要是为了能观测系统采用如此密的点距主要是为了能有效地利用数字方法分离上行波场和下行波场，因为

40、点距有效地利用数字方法分离上行波场和下行波场，因为点距符合采样定理，才能有效地避免假频干扰。符合采样定理，才能有效地避免假频干扰。三、三、VSPVSP基本原理基本原理 1 1VSPVSP中的主要波动中的主要波动 从波的类型来分：从波的类型来分：（1 1）直达初至波）直达初至波（2 2）一次反射波：反射纵波和转换波）一次反射波：反射纵波和转换波 （当震源有偏移距）（当震源有偏移距）（3 3）多次反射波）多次反射波 从波传播到接收点的方向来分：从波传播到接收点的方向来分：（1 1）下行波：来自接收点上方的下行）下行波：来自接收点上方的下行 波（直达波和下行多次波）波（直达波和下行多次波）（2 2）

41、上行波：来自接收点下方的上行）上行波：来自接收点下方的上行 波（一次反射波和上行多次波）波（一次反射波和上行多次波）td d1 1为直达波；为直达波；d d1 1 为下行多次波；为下行多次波；u u1 1为一次反射波；为一次反射波；u u1 1为上行多次波为上行多次波D D为直达下行波；为直达下行波；C C为一次上行波；为一次上行波；B B为上行多次波；为上行多次波；A A为为下行多次波下行多次波2 2VSPVSP时距曲线分析时距曲线分析（1 1）均匀介质情形下的直达波时距曲线均匀介质情形下的直达波时距曲线dhvt221hvdtdhdhvd22*时距曲线是双曲线，但当时距曲线是双曲线，但当d

42、d很小时时距曲线是直线，随很小时时距曲线是直线，随d d增增大视速度增大，同相轴变为双大视速度增大，同相轴变为双曲线。曲线。2 2VSPVSP时距曲线分析时距曲线分析（2 2）均匀介质情形下的一个）均匀介质情形下的一个平反射界面的上行波时距曲线平反射界面的上行波时距曲线上倾方向激发（上倾方向激发（+）下倾方向激发（下倾方向激发（-）：）：下式中下式中 H=OE-EM=ZcosH=OE-EM=Zcos-dsin hHdHvtcos2sin2122 从时距曲线方程可看出反射波旅行时与接收点位置、激发点位从时距曲线方程可看出反射波旅行时与接收点位置、激发点位置、地层倾角和速度有关置、地层倾角和速度有

43、关 当界面水平时：时距方程为当界面水平时：时距方程为 当当d=0d=0时，时距曲线为直线；时，时距曲线为直线；(随着检波器沉放深度随着检波器沉放深度h h增大，增大，走时走时t t变小）；当变小）；当d0d0时，双曲线时，双曲线。反射波视速度：反射波视速度：dhHvt2221HhvdtdhdhHvf222*2当检波器的沉放深度为当检波器的沉放深度为H H时（在反射界面处），直达波与一次时（在反射界面处），直达波与一次反射波的传播时间相等，视速度相等，但符号相反。反射波的传播时间相等，视速度相等，但符号相反。000dhHvt2221HhdhHvdtdhvd2222*2 2VSPVSP时距曲线分析

44、时距曲线分析（4 4）均匀介质情形下的一）均匀介质情形下的一个水平反射界面的二次上行个水平反射界面的二次上行多次波时距曲线多次波时距曲线dhHvt2241与一次上行波平行，但不与与一次上行波平行，但不与直达波相交直达波相交。HhvdtdhdhHvn422*400 与上行波相比，同样具有随观测点深度与上行波相比，同样具有随观测点深度时间变小和负视速度的性质，它和上行时间变小和负视速度的性质，它和上行的一次波有平行的同相轴，而不和直达的一次波有平行的同相轴，而不和直达波相交。波相交。四、四、VSPVSP资料处理资料处理 原始的原始的VSPVSP资料很难进行解释，必须经过处理，原因：资料很难进行解释

45、，必须经过处理，原因：1 1）干扰强，存在随机和相干干扰，使资料的信噪比变低，）干扰强，存在随机和相干干扰，使资料的信噪比变低，必须做提高资料信噪比的处理；必须做提高资料信噪比的处理；2 2）希望从）希望从VSPVSP资料中提取简单的理想子波，但实际的记录子资料中提取简单的理想子波，但实际的记录子 波一般延续较长，不同炮的子波波形往往不一致，因此波一般延续较长，不同炮的子波波形往往不一致，因此 必须对子波进行整形处理；必须对子波进行整形处理；3 3）下行波太强，）下行波太强，上行波较弱上行波较弱尤其在靠界面附近，上行波被尤其在靠界面附近，上行波被 直达波所淹没，直达波所淹没，而在资料解释中主要

46、用上行波资料而在资料解释中主要用上行波资料，所，所 以必须通过处理来加强上行波。以必须通过处理来加强上行波。4 4）记录中存在大量表层和层间多次波影响；）记录中存在大量表层和层间多次波影响；5 5）显示不直观难以与地面记录对比；）显示不直观难以与地面记录对比；6 6）须从）须从VSPVSP资料中提取有关速度，振幅，频率等参数。资料中提取有关速度，振幅，频率等参数。（一）零井源距（一）零井源距VSPVSP资料处理资料处理1 1预处理预处理2 2垂直叠加垂直叠加-叠加，提高信躁比。叠加，提高信躁比。3 3初至拾取初至拾取-拾取初至直达波，用于求速度和静拾取初至直达波，用于求速度和静 校正及处理校正

47、及处理4 4频谱分析和带通滤波频谱分析和带通滤波-搞清有效和干扰波频带搞清有效和干扰波频带 范围。然后进行带通滤波。范围。然后进行带通滤波。提高信躁比。提高信躁比。5 5震源子波整形震源子波整形-使每炮的震源子波波形一样。使每炮的震源子波波形一样。6 6静态时移（静校正和排齐）静态时移（静校正和排齐）7 7波场分离波场分离8.8.反褶积反褶积9.9.走廊叠加（走廊叠加（VSPLOG)VSPLOG)非零偏移距非零偏移距VSPVSP资料处理相对复杂，资料处理相对复杂，3D VSP 3D VSP 资料处资料处理更加复杂。下面简介零偏移距理更加复杂。下面简介零偏移距VSPVSP资料处理流程。资料处理流

48、程。零井源距零井源距VSPVSP资料处理流程资料处理流程1 1预处理预处理l 解编：将采集记录变为计算机格式，并把所放炮次解编：将采集记录变为计算机格式，并把所放炮次 按深度大小，由浅而深进行编排。按深度大小，由浅而深进行编排。l 道编辑：剔除不工作道，不正常道。道编辑：剔除不工作道，不正常道。l 振幅恢复：球面扩散补偿。振幅恢复：球面扩散补偿。2 2垂直叠加垂直叠加叠加，提高信躁比。叠加，提高信躁比。l 当震源较弱时，为了加强信号能当震源较弱时，为了加强信号能量，常采用叠加的方法，目的提量，常采用叠加的方法，目的提高资料的信噪比，高资料的信噪比，l 当使用炸药时当使用炸药时 对记录很少进行对

49、记录很少进行叠加，一是炸药震源能量较强，叠加，一是炸药震源能量较强，二是各炮波形很难一致。二是各炮波形很难一致。同深度叠加前后同深度叠加前后3 3初至拾取：初至拾取：拾取初至直达波，用于求速度和静校正拾取初至直达波，用于求速度和静校正 初至直达波的拾取直接影响到速度参数的精度和静校正量的初至直达波的拾取直接影响到速度参数的精度和静校正量的大小，为了保证初至波拾取的精度一般采用了频率域滤波和互相大小，为了保证初至波拾取的精度一般采用了频率域滤波和互相关技术。关技术。相位法自相位法自动计算和人机联动计算和人机联作交互解释相结作交互解释相结合的拾取方法，合的拾取方法，使拾取的初至时使拾取的初至时间的

50、误差小于间的误差小于1 1毫秒。毫秒。4 4频谱分析和带通滤波频谱分析和带通滤波 频谱分析：搞清有效和干扰波频带范围。然后进行带通频谱分析：搞清有效和干扰波频带范围。然后进行带通滤波。提高信躁比。主要压制管道波和随机干扰。滤波。提高信躁比。主要压制管道波和随机干扰。5 5震源子波整形震源子波整形-使每炮的震源子波波形一样。使每炮的震源子波波形一样。资料的处理和解释，希望在各个深度上都具有相同的震资料的处理和解释，希望在各个深度上都具有相同的震源波形，事实上是办不到的，特别是炸药震源，所以要利用源波形，事实上是办不到的，特别是炸药震源，所以要利用监视检波器记录震源子波波形，然后专门设计滤波器把每