VSP地震勘探讲义

• 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，
6．静态时移（静校正和排齐）
• a图射线路径图 • b图排齐之前的记录 • C上行波排齐后的记
录 • d将坐标转动90度的
结果，这种显示方式 便于与地表地震剖面 对比。
三、资料处理
6．静态时移（静校正和排齐）:
• 对于零偏移距水平界面的VSP观测，假设井中检波器 都接收到直达波（t1）、上行波（t2）、下行波（二 次）（t3），地面接收到的反射波（t0），有t2＋t1＝ t3－t1＝t0，
t 1 2Hh2d2
v
v*dddhtv
2Hh2d2
h2H
>0
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。
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
h tdv
2Hh tdn v
• 对于零偏移距水平界面的VSP观测，假设井中检波器 接收到直达波、上行波。下行波（二次），到达时间 分别为t1、t2和t3，地面接收到的反射波旅行时为t0， 它们具有如下关系：
• t2+t1=t3-t1=t0 • 如果将上行波各道都加上初至时间，相当于将检波器
放在井口地面处接收反射界面的反射波，则上行波将 按其从地表到界面的双程时间排齐，将加初至时间的 过程叫静态时移（静校正和排齐）。与此同时，初至 波也增加了一倍时间，同相轴的斜率也将增加一倍
VSP地震勘 探讲义
【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？
垂直地震剖面
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
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）
四、资料应用
1．提取准确的速度参数：利用初至时 间反演 在常规地震勘探中用地震测井和声波测 井来得到速度信息，受到一定的限制， 地震测井点距太大，声波测井虽然分层 较细，但受到井经变化和时间累积的影 响，使精度降低，而VSP资料采用推靠 检波器，提高了灵敏度，并且点距小， 位置准确，所以用初至波测定的速度精 度将会得到很大的提高。
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。
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）ຫໍສະໝຸດ 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。
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。
4Hh2d2 <0
h4H
与一次上行波平行，但不与直达 波相交。
• 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。
• （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。
• 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，二是各炮波形很 难一致。
3．初至拾取：拾取初至直达波，用于求速 度和静校正及处理
• 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 和互相关技术。
4．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 进行带通滤波。提高信躁比。主要压制管道波 和随机干扰。
•
5．震源子波整形-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 设计滤波器把每一炮的震源监视记录波 形转换为标准波形。
6．静态时移（静校正和排齐）
• 对于VSP资料通过处理，使上行波和下行波的同相轴 按时间分别对齐，并显示为类似地面地震剖面的形式。
下行二次波走时tdn比直达波走时t d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
t 1 4Hh2d2
v
v*dhv n dt
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。
三、资料处理
8．反褶积 （ 1） 预测反褶积：压制多次波，它的滤波因子 是由已分离出来的下行波自相关函数逐层计算出来 的，然后将因子分别应用于上、下行波。
（2） 脉冲反褶积：压缩子波长度，提高分辨率
三、资料处理
九.走廊叠加（VSPLOG)
在静态时移（或静校正和排齐）的剖面上，从初至波斜 同相轴到多次波终止处连线（斜线）的一个条带（通道） 上，只有一次波，而切除了多次波，把一次波同相轴加 到一起，形成单一的地震道，这个工作叫走廊叠加。
t 1 2Hh2d2
v
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：
v*dh v f dt
2H h2d2
h2H
<0
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。
（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=Zcosφ -dsinφ
t12H sin d22H co sh2
v
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。