井中地震方法技术原理

1、Content方法概述技术分类方法特点实际应用实例 随着石油天然气开采的深入，全球石油天然气储量自然递随着石油天然气开采的深入，全球石油天然气储量自然递减，开采难度不断增加，采用先进技术，提高采收率，保证老减，开采难度不断增加，采用先进技术，提高采收率，保证老油田的稳产，进一步发现新的含油气构造，延长油田的开采寿油田的稳产，进一步发现新的含油气构造，延长油田的开采寿命，已成为现代石油工业实现持续发展的重要关键和主要攻关命，已成为现代石油工业实现持续发展的重要关键和主要攻关热点。热点。 中国油田主要为河相沉积油田，油层地质情况复杂，各大中国油田主要为河相沉积油田，油层地质情况复杂，各大主力油田经

2、过几十年的勘探开发，大多已进入后期开采阶段。主力油田经过几十年的勘探开发，大多已进入后期开采阶段。因此对于油藏的精细描述及剩余油开发，需要更精确有效的监因此对于油藏的精细描述及剩余油开发，需要更精确有效的监测手段逐步说明相关问题。测手段逐步说明相关问题。 地震勘探与测井地震勘探与测井 常规地震勘探： 勘探范围大，勘探深度大，精度较高（勘探范围大，勘探深度大，精度较高（5-10m）。）。 测井方法： 勘探范围小，精度高（零点几米）。勘探范围小，精度高（零点几米）。welcome to use these PowerPoint templates, New Content design, 10 y

3、ears experience井中地震技术 井中地震技术在这种背景下应运而生，在方法井中地震技术在这种背景下应运而生，在方法上突破了传统的勘探开发技术，其勘探距离和分辨率上突破了传统的勘探开发技术，其勘探距离和分辨率介于地面地震和测井之间（零点几米介于地面地震和测井之间（零点几米十几米），是十几米），是两项技术的拓展与补充。两项技术的拓展与补充。井中地震技术井中地震技术 井中地震技术是指将适合于井中地震数据采集的接井中地震技术是指将适合于井中地震数据采集的接收系统、地震能量激发系统分别或同时沉放到现有井中收系统、地震能量激发系统分别或同时沉放到现有井中，进行地震数据采集，从而得到，进行地震数据

4、采集，从而得到井下井下或者或者井地联合井地联合地震地震数据。激发系统或接收系统可以沉放到地质目标体，因数据。激发系统或接收系统可以沉放到地质目标体，因而得到油藏或其它地质体的地震属性是直接的。而得到油藏或其它地质体的地震属性是直接的。布置布置1：震源在地面，检波器在井中：震源在地面，检波器在井中井中地震技术井中地震技术震源点震源点检波器检波器1 检波器检波器N检波器检波器震源点震源点1 震源点震源点N井中地震技术井中地震技术布置布置2：震源在井中，检波器在地面：震源在井中，检波器在地面震源点震源点检波器检波器1 检波器检波器N 井中地震技术井中地震技术布置布置3：震源在井中，检波器在井中：震源

5、在井中，检波器在井中检波器检波器1 检波器检波器N 震源点震源点1 震源点震源点N注：震源不一定是人工震源。注：震源不一定是人工震源。 也可是水力压裂产生的破裂源也可是水力压裂产生的破裂源微地震技术。微地震技术。当前油气勘探的几项关键技术：当前油气勘探的几项关键技术： 三维地震三维地震 井间地震井间地震 三维三维VSP 井中地震井中地震 多分量地震多分量地震WVSP 时延地震时延地震井中地震在国外井中地震在国外 ： 井中地震的发展是随着设备的发展不断推进的，欧美等井中地震的发展是随着设备的发展不断推进的，欧美等国家的井中地震技术发展及应用发展很快：国家的井中地震技术发展及应用发展很快： 70年

6、代初已经广泛推广年代初已经广泛推广VSP技术，并开始井间地震的研究工作；技术，并开始井间地震的研究工作； 80年代有了井间地震的实验设备，并有少量服务；年代有了井间地震的实验设备，并有少量服务； 90年代末，随着地震勘探仪器核心技术年代末，随着地震勘探仪器核心技术24位模数转换技术的成熟，位模数转换技术的成熟，实现了井中地震的商业化工程服务。实现了井中地震的商业化工程服务。井中地震在国外井中地震在国外 ： 由于井中地震技术是一项涉及到很多方面的高科技综合系统技术，其研发由于井中地震技术是一项涉及到很多方面的高科技综合系统技术，其研发成本、生产成本及服务成本极其昂贵，目前装备及服务的厂家主要集中

7、在美国及成本、生产成本及服务成本极其昂贵，目前装备及服务的厂家主要集中在美国及西方经济发达国家：美国有西方经济发达国家：美国有OYO Geospace、Tomosies、斯伦贝谢、西方等，、斯伦贝谢、西方等，法国有法国有CGG、SERSEL公司，德国有公司，德国有DMT等。等。 井中地震在国内：井中地震在国内： 井中地震在中国的理论研究与国外基本同步，但装备和服务滞后于国外。井中地震在中国的理论研究与国外基本同步，但装备和服务滞后于国外。国外公司以此为契机，从国外公司以此为契机，从90年代后期开始进入中国油田进行工程服务及装备销年代后期开始进入中国油田进行工程服务及装备销售的市场推广工作。进入

8、中国的国外公司先后有法国售的市场推广工作。进入中国的国外公司先后有法国CGG、美国、美国OYO Geospace、Tomosies等，其中等，其中VSP、3DVSP由于技术比较成熟，在中国主要由于技术比较成熟，在中国主要以装备销售为主，价格非常昂贵。以装备销售为主，价格非常昂贵。井中地震在国内：井中地震在国内： 井间地震服务主要以实验、完善其装备为主，成果不甚理想，经过几井间地震服务主要以实验、完善其装备为主，成果不甚理想，经过几年的实验积累，进入二十一世纪初，尤其是年的实验积累，进入二十一世纪初，尤其是2001、2002年，美国年，美国Tomosies公司在中国石油化工股份有限责任公司的支持

9、下，进行了多角度、不同地域公司在中国石油化工股份有限责任公司的支持下，进行了多角度、不同地域的井间地震勘测工作，取得了一定成果。的井间地震勘测工作，取得了一定成果。 Content方法概述技术分类方法特点实际应用实例 零偏零偏、非零、非零偏偏、变偏垂直地震剖面（、变偏垂直地震剖面（VSP） 逆向逆向VSP（Reverse VSP） 三维三维VSP（3D VSP） 单井地震（单井地震（Single well seismology） 微地震监测微地震监测（microseismic ） 井间地震（井间地震（Crosswell seismology）井中地震技术井中地震技术主要分类：主要分类：井中地震

10、技术井中地震技术零偏零偏VSP 零偏零偏VSP震源在地面，靠近井口，检波器在井中。接收初至波和震源在地面，靠近井口，检波器在井中。接收初至波和续至波（下行波和上行波）。续至波（下行波和上行波）。主要主要用于标定时深关系和测量平均速度外，用于标定时深关系和测量平均速度外，还用于研究井旁地震剖面的地质属性，研究地震波的频率特性，衰减特性，还用于研究井旁地震剖面的地质属性，研究地震波的频率特性，衰减特性，多次波，提取地震子波及钻头前方多次波，提取地震子波及钻头前方预预测地层等。测地层等。 有偏有偏VSP（Offset VSP）震源在地面，偏离井口一段距离，震源在地面，偏离井口一段距离，即有一个偏移距

11、，检波器在井中。主要用于井旁构造成像，将井中调即有一个偏移距，检波器在井中。主要用于井旁构造成像，将井中调查的结果向井旁外推一段距离。查的结果向井旁外推一段距离。 Offset VSP观测观测井中地震技术井中地震技术非零偏非零偏VSP井中地震技术井中地震技术变偏变偏VSP3 3 D V SP & W A L K A W A Y A C Q U ISIT IO ND V SP & W A L K A W A Y A C Q U ISIT IO N变变 偏偏 移移 距距变变 偏偏 移移 距距 V SPV SPM ulti-LevelClam ped G eophone Array

12、D S-325W ireline or C oiled Tubing U nitFiber O ptic A ugm ented W irelineV SPSourceO ffset V SP C overageO FFSE T V SPSO UR C EWalk-away VSP观测观测Walk-around VSP观测观测 变偏变偏VSP震源在地面，检波器在井中。震源不是固定在一个点，震源在地面，检波器在井中。震源不是固定在一个点，而是沿一条线移动（而是沿一条线移动（Walk-away VSP， 左图），或者沿一个圆周移动左图），或者沿一个圆周移动（Walk-around VSP，右图）。

13、主要用于井旁构造成像和地震参数提取。，右图）。主要用于井旁构造成像和地震参数提取。 井中地震技术井中地震技术逆向逆向VSP 逆向逆向VSP（Reverse VSP）震源在井中，检波器在地面。根据互换原震源在井中，检波器在地面。根据互换原理，波的传播规律应与震源在地面，检波器在井中是一致的。逆理，波的传播规律应与震源在地面，检波器在井中是一致的。逆VSP的好处是的好处是地面容易布置多道，效率可大大提高，条件是要求有专门设计的井下震源。地面容易布置多道，效率可大大提高，条件是要求有专门设计的井下震源。 井中地震技术井中地震技术单井成像单井成像 单井成像（单井激发单井成像（单井激发/采集）采集）震源

14、和多级检波器连在一起置震源和多级检波器连在一起置于同一井中，接收由震源发出经井旁陡界面反射回到检波器的波，用于同一井中，接收由震源发出经井旁陡界面反射回到检波器的波，用于对井旁陡界面成像。于对井旁陡界面成像。TDMultiMulti- -LevelLevelClamped Geophone Array DSClamped Geophone Array DS- -325325多多级级带带推推靠靠器器的的检检波波器器阵阵列列多多级级带带推推靠靠器器的的检检波波器器阵阵列列Wireline or Coiled Tubing UnitFiber Optic Augmented WirelineImag

15、ing of the Imaging of the Compartmentalization Compartmentalization of Reservoirof Reservoir监监测测储储层层的的分分段段性性监监测测储储层层的的分分段段性性“ “SINGLE WELLSINGLE WELL” ” ACQUISITIONACQUISITION单单井井采采集集示示意意图图单单井井采采集集示示意意图图DOWNHOLE“ORBISEISTM”井中地震技术井中地震技术微地震监测微地震监测 微地震监测微地震监测 震源是压裂、流体流动引起的微地震，检波震源是压裂、流体流动引起的微地震，检波器是位于井

16、中的多级检波器器是位于井中的多级检波器 。TDMICROSEISMIC ACQUISITIONMICROSEISMIC ACQUISITION微微地地震震监监测测微微地地震震监监测测 数数据据的的采采集集数数据据的的采采集集MultiMulti- -LevelLevelClamped Geophone Clamped Geophone Array DSArray DS- -325325Wireline or Coiled Tubing UnitFiber Fiber Optic Optic AugmenteAugmented d WirelineWirelineMICROSEISMIC EVE

17、NTMICROSEISMIC EVENTcaused by Stress Fracturingcaused by Stress Fracturing由断裂应力由断裂应力引起的微震源引起的微震源井中地震技术井中地震技术随钻地震随钻地震 随钻地震（随钻地震（SWD=Seismic While Drill）钻头作为井下震源（钻钻头作为井下震源（钻头在岩层中钻进时，产生地震波），检波器在地面。随钻地震除与逆头在岩层中钻进时，产生地震波），检波器在地面。随钻地震除与逆VSP有类似功能外，它在钻头前方反射界面的预测、井所穿过的反射层的识别有类似功能外，它在钻头前方反射界面的预测、井所穿过的反射层的识别和地

18、震描述以及钻头轨迹的实时连续定位等方面还特别受到关注。和地震描述以及钻头轨迹的实时连续定位等方面还特别受到关注。井中地震技术井中地震技术井间地震井间地震 井间地震（井间地震（Cross-Well）震源在一口井中激发，多级震源在一口井中激发，多级检波器在另一口井中接收，对井间地层作高分辨率成像检波器在另一口井中接收，对井间地层作高分辨率成像 。DOWNHOLE RECIEVERSMulti-LevelClamped Geophone ArrayDS-325Wireline orCoiled TubingUnitFiber OpticAugmentedWirelineCROSS-WELL TOMO

19、GRAPHYDOWNHOLE SOURCEWELLSEISorORBISEISSOURCEUMBILICALCROSS-WELL SEISMIC ACQUISITIONCROSS-WELL SEISMIC ACQUISITION井井间间地地震震采采集集井井间间地地震震采采集集震震震震源源源源检检波波器器检检波波器器Content方法概述技术分类方法特点实际应用实例井中地震数据的特点：井中地震数据的特点： 是连接地面地震数据和井中数据的手段（时深数据、标定反射）；是连接地面地震数据和井中数据的手段（时深数据、标定反射）； 其测量直接针对油藏；其测量直接针对油藏； 高分辨率成像；高分辨率成像； 全

20、波场、多分量记录高频率数据。全波场、多分量记录高频率数据。 井中地震资料与地面地震资料相比较：井中地震资料与地面地震资料相比较： 直接在勘探目标（地下地层或地下地质体）附近采集，得到的信息比较远离直接在勘探目标（地下地层或地下地质体）附近采集，得到的信息比较远离勘探目标（地下地层或地下地质体）的地面观测准确可靠；勘探目标（地下地层或地下地质体）的地面观测准确可靠； 通常沿纵向观测，可直接得到深度域的数据或直接给出时间深度关系，从而通常沿纵向观测，可直接得到深度域的数据或直接给出时间深度关系，从而可避免地面地震资料由于速度不准而引起的时深转换的误差；可避免地面地震资料由于速度不准而引起的时深转换

21、的误差；井中地震资料与地面地震资料相比较：井中地震资料与地面地震资料相比较： 在环境噪声较小的地下观测，有可能得到高信噪比的资料；在环境噪声较小的地下观测，有可能得到高信噪比的资料； 波传播的路径一次（波传播的路径一次（VSP和逆和逆VSP）或两次（井间）避开强烈吸收地震能量）或两次（井间）避开强烈吸收地震能量的不均匀的表层低速带，因而可能接收到很高分辨率的资料；的不均匀的表层低速带，因而可能接收到很高分辨率的资料； 同时接收下行波和上行波，可利用波的传播方向这一重要性质。同时接收下行波和上行波，可利用波的传播方向这一重要性质。 井中地震资料与测井资料相比较：井中地震资料与测井资料相比较： 横

22、向勘探范围比测井资料宽，前者可达井旁数百米到横向勘探范围比测井资料宽，前者可达井旁数百米到1公里，后者大约几十公里，后者大约几十公分，因而有可能将井的信息从井向井旁外推；公分，因而有可能将井的信息从井向井旁外推； 观测的波主要是在岩层空间中传播的体波，而不是测井中沿井壁滑行的首观测的波主要是在岩层空间中传播的体波，而不是测井中沿井壁滑行的首波，因而可避开测井资料中诸如泥浆侵入带、周波跳跃等的干扰，可以和测井资波，因而可避开测井资料中诸如泥浆侵入带、周波跳跃等的干扰，可以和测井资料互相标定，也便于和地面地震资料对比；料互相标定，也便于和地面地震资料对比；井中地震资料与测井资料相比较：井中地震资料

23、与测井资料相比较： 井中地震深度采样间隔可小到井中地震深度采样间隔可小到5英尺或英尺或1.5米，但测井的点距往往是米，但测井的点距往往是0.1米或米或0.125米，两者深度采样间隔相差约一个数量级；米，两者深度采样间隔相差约一个数量级； 两者都是在深度域采集，但井中地震同时观测旅行时间，而测井直接观测两者都是在深度域采集，但井中地震同时观测旅行时间，而测井直接观测的是单位距离的时差，要经过积分或累加才能得到与深度相应的时间；的是单位距离的时差，要经过积分或累加才能得到与深度相应的时间； 频带可扩展到频带可扩展到1000Hz，但与测井资料频带几万到几十万，但与测井资料频带几万到几十万Hz相比，两

24、者频相比，两者频带仍差带仍差12个数量级，也就是说，井中地震资料已经有远远高于地面地震资料个数量级，也就是说，井中地震资料已经有远远高于地面地震资料的分辨率，但仍然低于测井资料的分辨率。的分辨率，但仍然低于测井资料的分辨率。 地面地震、井中地震和测井资料的分辨率的对比地面地震、井中地震和测井资料的分辨率的对比 岩心、测井曲线、声波测井、井间地震、岩心、测井曲线、声波测井、井间地震、VSP数据、地面三维地震数据、地面三维地震分辨率和探测范围的比较分辨率和探测范围的比较 1. 不同作业类型的分辨率不同，井中地震数据和测井数据、地面地震数据不同作业类型的分辨率不同，井中地震数据和测井数据、地面地震数

25、据均有直接可比性。均有直接可比性。 井中地震数据能够把一维的测井曲线延伸至二维和三维空间，还具有被地井中地震数据能够把一维的测井曲线延伸至二维和三维空间，还具有被地震解释和油藏工程共同接受的数据形式及内容，因而很容易与现有的测井技术、震解释和油藏工程共同接受的数据形式及内容，因而很容易与现有的测井技术、地面地震技术实现数据的综合利用。地面地震技术实现数据的综合利用。 由于井中地震与地面地震、测井在技术上有共性，因此在技术方法与仪器由于井中地震与地面地震、测井在技术上有共性，因此在技术方法与仪器设备方面较容易实现渗透过度与互补互用。设备方面较容易实现渗透过度与互补互用。地面地震、井中地震和测井资

26、料的分辨率的对比地面地震、井中地震和测井资料的分辨率的对比 2. 在数据处理方面更能广泛地利用地震属性、岩石物性、层速度等参数或在数据处理方面更能广泛地利用地震属性、岩石物性、层速度等参数或方法，从而提高数据资料综合解释的准确性。方法，从而提高数据资料综合解释的准确性。 井中地震（尤其是井间地震）数据对于测井和地面地震，由于其精度高、可井中地震（尤其是井间地震）数据对于测井和地面地震，由于其精度高、可比性强，能够起到支持、辅助、标定与校准的作用，为测井或地面地震直接利用。比性强，能够起到支持、辅助、标定与校准的作用，为测井或地面地震直接利用。地面地震、井中地震和测井资料的分辨率的对比地面地震、

27、井中地震和测井资料的分辨率的对比 井中地震和井地联合井中地震和井地联合 纵向分辨率较高（米）纵向分辨率较高（米） 横向探测范围宽（几百米横向探测范围宽（几百米几公里）几公里） 对地层岩性进行标定对地层岩性进行标定 时间域和深度域结合，给出可靠的时深关系，是天然时间域和深度域结合，给出可靠的时深关系，是天然的实验室。的实验室。井中地震的难点井中地震的难点 井中地震的装备井中地震的装备 井中地震的采集方法井中地震的采集方法 井中地震波场复杂（波场的认识、处理和解释井中地震波场复杂（波场的认识、处理和解释) 成本和效率成本和效率井中地震技术发展展望井中地震技术发展展望装备装备： 井下检波器井下检波器

28、 级数：级数：80级到级到400级级 井下检波器耐温：井下检波器耐温：180C 井下检波器直径：直接放在小油管中井下检波器直径：直接放在小油管中 微型检波器的研制微型检波器的研制 永久性埋置检波器的研制永久性埋置检波器的研制 井下震源：能量勘探范围更宽且保证井壁安全井下震源：能量勘探范围更宽且保证井壁安全工作方法工作方法： -多样化多样化+ 井地联合井地联合- 三维三维VSP（各种变种）（各种变种）- 井间地震（多种形式）井间地震（多种形式）井中地震技术发展展望井中地震技术发展展望应用中从试验走向生产应用中从试验走向生产： 滚动勘探开发滚动勘探开发 油藏工程监测油藏工程监测 油藏精细描述油藏精

29、细描述 油气田动态变化规律分析油气田动态变化规律分析 最佳开发方案制定和调整的主要手段最佳开发方案制定和调整的主要手段井中地震技术发展展望井中地震技术发展展望Content方法概述技术分类方法特点实际应用实例对地面地震进行高频恢复对地面地震进行高频恢复井周构造成像井周构造成像层位标定层位标定VSP-CDP剖面剖面提供速度信息提供速度信息岩石物性信息岩石物性信息转换波成像转换波成像VSP技术技术VSP勘探技术的作用勘探技术的作用 精细全方位标定地面三维地震资料，主要包括纵横波时深关系、波场特征、精细全方位标定地面三维地震资料，主要包括纵横波时深关系、波场特征、振幅关系、沉积变化特征以及储层弹性变

30、化特征等；振幅关系、沉积变化特征以及储层弹性变化特征等；为地面地震资料处理和解释提供控制和约束条件，以减少地面地震资料处理为地面地震资料处理和解释提供控制和约束条件，以减少地面地震资料处理和解释的多解性；和解释的多解性；为井为井- -地联合以及多波的应用，实现点地联合以及多波的应用，实现点- -线线- -面面- -体的处理解释建立可靠的桥粱体的处理解释建立可靠的桥粱并奠定基础；并奠定基础；VSPVSP资料可为地面地震资料提频处理和子波校正处理提供有价值的资料可为地面地震资料提频处理和子波校正处理提供有价值的Q Q值和子波值和子波信息；信息；利用密点零偏利用密点零偏VSPVSP资料，可为三维地震储层参数反演提供较可靠的约束条件。资料，可为三维地震储层参数反演提供较可靠的约束条件。VSP勘探技术的作用勘探技术的作用 VSP技术应用技术应用层位标定：层位标定： 充分发挥充分发挥VSPLOGVSPLOG的的“桥梁桥梁”作用，将作用，将过井地震剖面上的主过井地震剖面上的主要反射层位标定为地要反射层位标定为地质层位，标定深度误质层位，标定深度误差小于差小于1010米。米。层速度：层速度： 采 用 抛 物采 用 抛 物线加权法计算的线加权法计算的层速度参数可