VSP地震勘探讲义ppt课件.ppt

第二讲 垂直地震剖面 VerticalSeismicProfiling VSP 油气与固体矿产新方法 地震勘探 思考题 1 VSP概念 走廊叠加 静态时移 2 水平及倾斜双层模型的一次波 直达波 二次波理论时距曲线及方程 3 VSP资料有哪些应用 一 基本原理二 资料采集三 资料处理四 资料应用五 思考题参考答案 垂直地震剖面 油气与固体矿产新方法 地震勘探 一 基本原理 垂直地震剖面技术定义 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 即在垂直方向观测一维人工场 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 一 基本原理 1 VSP中的主要波动从波的类型来分 1 直达初至波 2 一次反射波 反射纵波和转换波 当震源有偏移距 3 多次反射波从波传播到接收点的方向来分 1 下行波 来自接收点上方的下行波 直达波和下行多次波 2 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 一 基本原理 1 VSP中的主要波动 一 基本原理 2 VSP时距曲线分析 1 均匀介质情形下的直达波时距曲线 时距曲线是双曲线 但当d很小时时距曲线是直线 随d增大视速度增大 同相轴变为双曲线 2 VSP时距曲线分析 2 均匀介质情形下的一个平反射界面的上行波时距曲线上倾方向激发 下倾方向激发 下式中H OE EM Zcos dsin 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当界面水平时 时距方程为 当d 0时 时距曲线为直线 随着检波器沉放深度h增大 走时t变小 当d 0时 双曲线 反射波视速度 当检波器的沉放深度为H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 0 在界面处 直达波和反射波的视速度分别为 从直达波和反射波时距曲线和视速度公式可见 当检波器沉放在界面上时 两者具有相同的传播时间 在界面处 直达波和反射波的视速度分别为 从上式可见 直达波与反射波视速度数值相等 符号相反 两者以相反的视速度相交 当d 0时 v f v v d v 2 VSP时距曲线分析 3 均匀介质情形下的一个平反射界面的二次下行波时距曲线上倾方向激发 下倾方向激发 下式中H Zcos dsin 2 VSP时距曲线分析 当界面水平时 时距方程和视速度分别为 当d 0时 二次下行波反射波同相轴近似为直线 当d 0时 二次下行波反射波同相轴双曲线 视速度为正值 0 一 基本原理 2 VSP时距曲线分析讨论 当d 0时 直达波及二次下行波时距方程为下行二次波走时tdn比直达波走时td增加一个常数 且视速度相等 斜率相等 故在d较小时 下行二次波同相轴与直达波平行的 只是增加了一个系统时间值 两曲线平行 一 基本原理 2 VSP时距曲线分析 4 均匀介质情形下的一个水平反射界面的二次上行波时距曲线 与一次上行波平行 但不与直达波相交 0 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 它和上行的一次波有平行的同相轴 而不和直达波相交 一 基本原理 3 干扰波类型 1 套管波 沿套管传播的波 2 电缆波 电缆振动引起检波器振动 3 管道波 充满泥浆的井与围岩形成一个明显的波阻抗界面 由震源产生的面波传播到此界面时 好象一个新的震源 产生了沿井轴方向传播的管波 能量强 速度低 1400 1460 稳定 二 资料采集 在VSP数据采集中所用的设备主要包括井口震源 井下检波器 记录仪器 电缆 参考检波器 近场检波器 1 震源 1 震源 类型 炸药震源 可控震源 气枪 电火花等目前陆地上使用的多为可控震源 对震源要求 1 震源能激发高宽频信号 提高分辨率 2 能量强 干扰小 多在低速层以下激发 采取多次重复激发方式 以增强能量 3 要求震源子波一致 一口井观测点上百 每个点又必须重复激发 这样一口井都要激发很多次 所以要求每次激发的子波要一致 4 相邻道震源的标识误差应小于1ms 以保证有较高的精度 二 资料采集 深度 时间 2 偏移距 小 偏移距大小与界面成象范围有关 偏移距是指井口到震源点的距离 如地震测井一样 震源不可能就在井口 偏移距可大可小 主要考虑成像范围 一般随偏移距增加地下成像范围也随之增大 反之亦然 但偏移距过大 由于波形转换 可能造成资料质量变坏 一般把偏移距约为接收点深度十分之一时 可认为是零偏移距 当地下界面水平时 零偏移距是不能探测井身周围地质情况的 非零偏移距可以探测震源到井口一半的界面范围 当地层倾斜时 探测范围随地层倾角而变化 采用同样的偏移距 界面上倾方向的探测范围大于下倾方向 所以在生产中应将震源布设在地层的上倾方向 3 参考检波器 近场检波器 作用 子波处理及监视震源子波所谓近场 在海上系指不超过单个气枪水泡后单个弹性变形带的1 2m 在陆地上系值不超过以震源子波的波长为半径的范围 近场检波器埋于地下监视震源子波 要求它尽可能与井中检波器的性能相同 它可以为子波处理提供依据 4 井中检波器 井下检波器是VSP工作中的主要设备 它应具有 1 可伸缩的推靠臂 当检波器沉放到某一观测点时 要求检波器推靠在套管上 保证良好的接触 耦合好 2 检波器具有较宽的通频带 有可调的动态增益 3 形状影视两端尖直径小 以防止管道波的产生 4 是三分量检波器 同时接收纵横波资料 5 耐高温高压目前井中检波器12道 5 检波器点距 小于波长一半 6 15米 要求相邻检波器点距满足采样定理 点距应为二分之一的最小有效波长 点距小 对应界面上反射点的间距也越小 资料精度高 有利于小构造解释 6 记录仪器 120db 浮点放大系统 VSP中要求仪器动态大于120db 采用浮点放大系统 15位模数转换 1 2ms采样 具有足够的地震道 一般为24道 以及保准的记录格式 三 资料处理 原始的VSP资料很难进行解释 必须经过处理 原因 1 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 2 希望从VSP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 因此必须对子波进行整形处理 3 下行波太强 上行波较弱尤其在靠界面附近 上行波被直达波所淹没 而在资料解释中主要用上行波资料 所以必须通过处理来加强上行波 4 记录中存在大量表层和层间多次波影响 5 显示不直观难以与地面记录对比 6 须从VSP资料中提取有关速度 振幅 频率等参数 VSP资料主要处理内容 1 编辑 编排 采集记录变为计算机格式 2 垂直叠加 叠加 提高信躁比 3 初至拾取 拾取初至直达波 用于求速度和静校正及处理4 频谱分析和带通滤波 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 5 震源子波整形 使每炮的震源子波波形一样 6 静态时移 静校正和排齐 7 波场分离8 反褶积9 走廊叠加 VSPLOG 1 编辑 编排 将采集记录变为计算机格式 剔除不工作道 不正常道 并把所放炮次按深度大小 由浅而深进行编排 2 垂直叠加 叠加 提高信躁比 当震源较弱时 为了加强信号能量 常采用叠加的方法 目的提高资料的信噪比 当使用炸药时对记录很少进行叠加 一是炸药震源能量较强