垂直地震剖面法

垂直剖面法
垂直剖面法（Vertical Cross-section Method）是指在地质勘探和矿产资源勘查中，根据地表的地质特征和地下地质构造，将地层或矿体在垂直方向上进行切割，然后沿着切割面绘制地质剖面图或资源剖面图。

垂直剖面法的基本原理是通过观察地表的地质现象、地质构造和地层变化，推测地下的地质情况。

一般来说，勘探人员会根据实际情况选择合适的地点，例如山脉、断层、河流等地形特征明显的区域进行剖面测量。

然后通过地质测量仪器（如全站仪）等测量工具，在该地点上连续测量一系列测点的地面高程和相对位置，同时测量下方地层的深度和倾角等地质参数。

在获得地质数据后，可以利用计算机软件绘制垂直剖面图。

剖面图通常以垂直切割面为主线，将地表和地下地质单位（如岩层、断层、褶皱等）按比例绘制在图上。

在剖面图上，勘探人员可以通过观察地层的变化、断层的位置和倾角等信息，推测地下地质条件和潜在的矿产资源分布。

垂直剖面法可以帮助勘探人员快速了解某一地区的地质情况，预测矿产资源的分布和含量，并为后续的钻探和勘探工作提供依据。

此外，垂直剖面法也常用于研究地质灾害（如地震、滑坡、泥石流等）的成因和演化过程，以及地下水资源的分布和利用情况。

浅孔VSP技术VSP即垂直地震剖面。

其工作方法为：把检波器置于钻孔中，沿不同深度布置或通过移动检波器的深度位置，以记录地表激法的地震信号。

VSP与地面勘探方法的区别如下：1)VSP检波器位于井中，通常为三分量检波器，激发点沿地面布置，可接收到下行波和上行反射波等。

2)地面勘探方法检波器和激发点均放在地面，一般为单分量接收，可接收到双程反射波及直达波和折射波等。

地面勘探方法的示意图 VSP示意图浅孔VSP主要用于工程勘探，勘探的深度较浅。

孔的深度一般为几十米到几百米之间。

它与能源勘察中的VSP技术在原理上是相同的，但又具有其自身特点：1) 干扰因素多且严重,获取高信噪比地震记录比较困难。

2)分辨的地层厚度较薄,探测的地质体几何尺度较小，地质调查要求的精度较高。

3) 为探测较小尺度的几何地质体,需采用较小的深度采样间隔，这使得VSP 记录上各相邻道的时差较小,上、下行波场分离困难。

4) 工程勘查要求周期短、精度高,从而要求VSP 技术具有高效、高分辨率和高准确度等特点。

1. VSP的特点初至下行波与上行波同相轴的交点是产生该上行反射波的地层深度。

优点：检波器离目的层很近，可记录到较准确的地震子波波形，便于反褶积；避开地表，低降速带变化的干扰，随机噪声小，易于准确识别各种波；可以接收上行波，下行波，转换波。

2.震源常规的炸药震源、人工可控震源、电火花、空气枪、锤击等。

遵循的原则：其震源最好与井旁地震剖面震源波形一致；各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性；输出强度适中。

3.观测系统可在裸眼井，和有套管井中观测。

主要分为以下几类：零偏移距垂直地震剖面，非零偏移距VSP离开一段距离观测，移动震源或多偏移距VSP，斜井VSP观测。

4.干扰波（1）井筒波：沿井柱流体传播的波，是井柱流体和周围地层的界面波，可能由内套管振动、地面瑞利波等引起。

（2）井下仪器与地层藕合不良引起的噪声。

（3）电缆波：因电缆振动引起噪声，有时形成初至波。

VSP技术综述1前言垂直地震剖面技术（简称VSP技术）是一种垂直地震剖面是一种地面激发、井中接收的地震观测技术。

与地面地震相比, VSP技术中，地震波少经过一次地表低速带，其得到的地震资料的信噪比要好, 分辨率高, 波的运动学和动力学特征更加明显。

本文综合了一部分前人的研究成果，简要介绍了vsp技术的原理、采集和处理等方面的内容，并阐述了VSP的一些优缺点。

1.1研究目的及意义常规地震勘探是在地面激发地震波、地面布置检波器接收的一种勘探手段，这种勘探手段所得的剖面是常规地震剖面。

随着油田勘探开发难度的增大，常规勘探手段所得到的地震资料精度已经无法满足勘探的需要。

因此，出现了在地面激发、井中接收，利用直达波和反射波研究井旁构造和岩性的地震勘探方法。

这种方法就是垂直地震剖面法，简称为VSP(Vertical Seismic Profiling)方法。

VSP技术是一种检波器沿井孔放置，在地层内部接收地震波的方法。

与地面地震相比，VSP资料具有信噪比高、分辨率高、波的运动学和动力学特征明显等优点。

由于VSP观测系统中接收到的地震记录只穿过一次低降速带，地震波能量特别是高频成分相对于地面地震损失减少，具有更高的分辨率；VSP记录中既包含上行波，又包含下行波，波场信息丰富；VSP技术提供了地下地层结构同地面测量参数之间最直接的对应关系，可以为地面地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型，可以可靠地识别地震反射层的地质层位，改善地面地震资料的解释效果，甚至可以利用VSP资料直接研究岩性和储层物性。

所以，VSP技术是一种很有前途的地震观测技术，研究VSP技术的理论及应用也有很重要的实际意义[3]。

1.2国内外研究及应用现状40 年代，一些前苏联科学家研制了体系完全的VSP野外采集系统及其相应的处理、解释理论，这使VSP 技术发展成为了一套完整的、独立的、新颖的观测体系。

在1973 年，加尔彼林院士出版了专著《垂直地震剖面》，这本书对前苏联十多年的研究工作做了很好的总结，为VSP 技术的发展奠定了坚实的基础[3]。

VSP测井基础理论及其应用贺小黑，孟召平，薛鲜群中国矿业大学资源与地球科学系，北京 (100083)E-mail: lanchaoheiniang@摘要: 垂直地震剖面法(VSP)是一种井中地震观测技术,即激发震源位于地表,在井中不同深度进行观测,研究井附近地质剖面的垂直变化。

VSP较地面地震信噪比、分辨率更高,波的运动学和动力学特征更明显，但也有井场时间长，经费开支大，接收器组合级数少，叠加次数低，处理流程不完善等缺点。

本文采用了地质学、岩体（石）力学和地震波动力学等方法，结合前人研究成果，探索了一条应用VSP测井信息来计算岩体物理力学参数，进而得出地下岩层的岩石物理性质的途径；系统总结了VSP测井原理；并对影响VSP测井的控制因素进行了分析，得出影响VSP测井的控制因素有深度、岩性、频率、视速度、岩石密度等。

这为本区岩性反演和岩体物理力学参数计算提供理论了依据，适应了当前发展的需要。

关键词：VSP；岩体物理力学参数；影响因素；层速度1. 引言多年以来，地震勘探工作一直是在地面布置测线，设置排列，这种方法称为水平地震勘探方法，所得剖面是常规的地震剖面。

随着时代的发展，我们的勘探技术水平也在不断提高。

近些年来，出现了在井中与地面结合起来设置观测系统的地震勘探方法。

该方法在地表附近激发，在井中不同深度布置一些多级多分量的检波器进行观测。

即:检波器放在井中，测线沿井孔垂向布置，所以这种方法称为垂直地震剖面法，简称为VSP(Vertical Seismic Profiling)。

地震源放置于地面，接收的检波器置于深井中，地面激发震动后由不同深度的检波器接收地震波讯号，减少了表层干扰和吸收，可获得较高频段信息。

这种方法获得的地震波讯号是单程的，而不是反射或折射回来的，对分析和认识地下地质构造情况更为准确。

与常规的水平地震勘探相比，VSP资料具有信噪比高、分辨率高、波的运动学和动力学特征明显等优点，由下行P波和转换SV 波下行波场,求得各地层纵、横波速度比、泊松比以及各种弹性模量参数,与地层岩性进行比较,可对储集层含油气特征予以评价。