地震勘探-垂直地震剖面共62页

反射波的传播时间相等，视速度相等，但符号相反。
• 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。
t 1 h2 d 2 v
在界面处，直达波和反射波的视速度分别为
在界面处，直达波和反射波的视速度分别为
v*d v H 2 d 2 H
v* f v H 2 d 2 H
• 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
(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）
t 1 4H h2 d 2
v
v* dh v n dt
4H h
d 2

2
<0
h 4H
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
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，

通过高分辨VSPLOG和声波速度曲线对比， 可以看出：
本井VSPLOG和声波速度曲线具有良好的 对应关系。声波曲线出现小幅度的速度 变化界面时，在VSPLOG上可以看见与之 相应的反射特征。 在地震剖面上，可以借助VSP和声波速 度曲线识别地震剖面上的多次波干扰。 当VSP剖面上出现较强反射，声波曲线 也出现相应的速度变化，但地震剖面无 强的反射界面，成断续反射，应该考虑 到地震剖面一次反射波受到未去除掉的 多次波干扰。
零井源距 VSP
3.多方位VSP（Azimuthal VSP） 4.变井源距VSP（Walkaway VSP） 5.三维VSP（3D VSP）
非零井源 距VSP
6.随钻反VSP技术（SWD） 7.多分量VSP（Multi-component VSP）
变井源距 VSP
三维VSP
汇报提纲
垂 直 地 震 剖 面 技 术 简 介
1.初至波 2.下行多次波 3.上行反射波 4.上行多次波
反映研究对象。 干扰因素少。 可同时记录上行波和下行波。 使用三分量检波器可记录多分
参考检波器
检波器
量地震信息。
震源可重复性容易实现。
1.引言——VSP技术作用
避开低速带的影响，使记录的分辨率较高 与声波资料结合，有利于薄层研究
预测钻井未钻遇地层的埋深
3.垂直地震解释工作
地质任务4：研究井周围的地层岩性变化
进行波场 分析，分 析各种类 型的波， 研究波的 衰减规律 和它与地 层岩性的 关系。
辽河曙光油田开发区边缘杜70块地震测线较 稀，通过对曙1-38-60井进行非零偏VSP观测，查
明该区油层可向外追踪400m。根据VSP观测成果
布设的曙1-38-61井获工业产能。

(4)喜山期多旋回走滑隆升一剥蚀事件
(4)喜山期多旋回走滑隆升一剥蚀事件
哈山及其邻区至少包含两个幕次的喜山期显著不整
合事件，分别对应于新近系顶、底界面的不整合关系， 尤其是第四系与下伏新近系、前新生代变形地层或前二 叠系变质变形基岩之间的不整合关系最为普遍，表明研 究区域喜山期主体处于走滑隆升背景下的构造抬升与剥 蚀，显示出以走滑隆升为主体的多旋回隆升一剥蚀不整 合事件。
基于研究区通过解析表明:(1)早海西期的俯冲-碰撞事件； (2)中海西期的碰撞造山及其与后碰撞转换的构造事件； (3)印支期的构造变形事件主要发生在晚三叠世，以走滑 隆升背景下的弱挤压变形为主导；(4)燕山期的构造变形
事件主要发生在燕山中期的晚侏罗世，并以弱挤压背景 下的邹华隆升为主导；(5)喜山期的构造事件构造作用主 体为走滑Q)
依据前述哈山地区地震剖面构造解释、构造样式及其构 造变形序次的认识，综合分析认为，哈山地区海西期以 来经历了至少4个期次、不同性质的主要构造事件。
(1)中海西期末受控于区域碰撞造山作用的逆冲推扭构造 变形事件
哈山地区显著发育中海西期与区域碰撞造山一逆冲 推覆构造作用相关联的石炭纪末逆冲推覆变形，造成前 二叠系基岩的顺层滑脱和构造岩片的逆冲叠覆。
(3)中燕山期末走滑冲断一弱挤压变形事件 从地震剖面上断裂产状及其切割地层关系来看，切割侏
罗系一白至系底界面的断裂产状通常比较陡直、断距不大， 且断裂作用伴生的相关褶皱变形相对二叠系和三叠系变形而 言明显较弱。此外，露头区多处可见的后期走滑冲断行迹， 如和什托洛盖盆地中部西利克山北缘见前中生代地层高角度 走滑冲断至侏罗系高角度掀斜地层之上。这些特点总体说明 了哈山地区中燕山期末存在以期弱挤压背景下的走 冲断作用。
二、构造解释

VSP 在油气勘探中的作用
❖ 1)在理想的条件下，VSP要求在低速带以下接收与激发，部分地避开了 复杂的的低速层影响，高频衰减少。所以，有较高的分辨率和信噪比， 可满足高分辨率地震勘探的一些要求。
❖ (2)在地表条件恶劣的地区(例如厚砾石层地区)和潜水面很低的地段， 可利用现有井孔进行VSP测量，然后，将所得垂直地震剖面资料转换成 水平地震剖面，用以填补用水平地震测量难以获取地震资料的那个空白 地段的资料。
的领域。根据其提供的速度及速度比、振幅及振幅比、频率及频率比、 波长及波长比以及波形结构等信息，可研究井孔周围隐蔽性的油藏及砂 岩体，或检测油气及圈定储油范围。 ❖ (8)VSP与地面地震勘探相结合，联合对比，用以分析研究波源点有特殊 意义。人们可利用以下两方面波场参数变化来研究波场：即检波器—震 源之间距离的变化(地表观测特点)；以及检波器—地层界面之间的变化 (介质内部固有特点)。 ❖ (9)VSP资料与声波资料综合应用，可计算大套地层之间的簿层，同时， 在做合成记录时，可考虑其折射影响。另外，还可用所做的合成记录与 VSP资料解释地震波形成的机制与细致地对比地层。
实际资料 波场示意
垂直地震剖面的观测方法
进行垂直地震剖面测量时，通常将地震震源布置在地面或地表 附近，并在井中按相间较近的距离放置检波器。从原理上讲， 地面一次激发，井中各深度点上检波器同时接收获得一张多道 的垂直地震剖面。从实际情况考虑，在充满泥浆具有高温高压 的深井中，要在各个深度点上同时记录地震波在技术和设备上 是有许多困难的，所以在生产中，往往是采用单道或几道沿井 逐点移动进行多次观测，最后将多次观测的记录拼成一张多道 记录，如果震源稳定，重复性好，则这种单点测量多次观测的 方法与多点测量一次观测的方法，其效果基本上是一致的。地 面震源偏离井口的水平距离称为偏移距或井源距。在实际生产 过程，为了适应各种不同的VSP采集任务，出现了各种不同的 观测方法，设计了各种不同的观测系统。按震源、检波器和井 三者空间位置组合关系可分为零井源距VSP观测系统、非零井 源距VSP观测系统、变井源距观测系统等等。

第四节 垂直地震剖面法
垂直地震剖面法，又称 VSP 法。它是 一种地面接收，井中观测波场的方法，对 观测资料进行相应的处理之后，可得到沿 钻孔的垂直地震剖面。 垂直地震剖面法由于是在钻孔中接受， 减少了表层干扰和吸收，可获得较高的频 段信息，有较高的信噪比和分辨率，加之 可与钻孔资料对比，解释精度较高。
VSP的测量方法与PS测井相似，亦是在 井口附近地表地表设置震源，在钻孔内设置 检波器，接受人工地震波记录。不同的是， PS测井仅利用初至波走时，求钻孔近旁的地 层速度构造，VSP法则是在利用初至波的同 时，还利用续至波，不仅得到钻孔近旁的速 度构造还能得到钻孔所在位置的合成反射波 记录。因为这个合成反射波形与钻孔的地质 界面深度可以有较好的对应，所以它是反射 时间剖面进行地质解释的重要数据。
A图为时深曲线，直达波和反射波的 同相轴具有斜率相同，视速度符号相反的 特点，当检波器安置在界面深度处，二是 波所用的时间相等，有一个交点，该点对 应的深度就为产生的一次反射波的界面深 度。据此，用VSP资料可直接求取反射界 面的深度。
在多层介质中，除了一次波，还可能 有多次波，但是多次波不和直达波相交， 这一点是用来区别一次波和多次波的区别， 对我们有用的主要是直达波（一次下行波） 和反射波（一次上行波）。
关于垂直地震剖面法的资料处理过程 的解释，和一般反射波法大体上相类似， 就不一一介绍了。图3.4.2中所表示的是实 测的地震剖面图，该图显示了来自下部界 面的反射波在垂直剖面上分布形态。
图3.4.2 VSP实测记录
测井条件是激发一次，同时在井中所有测点 进行记录。VSP一般使用锤击，电火花或震 源枪进行激发。激发点位于钻孔上方时，称 为零偏移VSP；激发点距井口有一定距离时， 称之为偏移VSP。 零偏移VSP和偏移VSP之间的主要区别 在于零偏移VSP的波射线近于垂直地入射到 各速度界面，用以查明地基垂直方向的变化， 而偏移VSP的波射线往往和速度界面不垂直，

11/24/2024 12:49 AM
11
GeoPen
地震勘探的基本原理
三、互换原理 所谓互换原理，是指震源和检波器的位置可以相互交 换，而同一波的射线路径不会改变。即在介质中的A点施加 一个力F，该力引起另外一点B的瞬时位移为D(t)。相反， 如果在B点施加一个力F，则在A点会引起同样的瞬时位移 D(t)。 互换原理具有普遍性．除适用于均匀各向同性的完全 弹性介质外，也可用于任意形状界面的弹性介质、不均匀 介质和各向异性介质。该原理在工程地震勘察中应用较广， 其中折射波勘探中相遇时距曲线观测系统就是以互换原理 为基础的。
11/24/2024 12:49 AM
12
GeoPen
地震勘探的基本原理
四、视速度定律 由费马原理可知，地震波的传播是沿波射线的方向进行 的，因此，在观测地震波的传播速度时，也必须和波射线的 方向一致才能测得地震波传播速度的真值V。但是，实际观 测的方向往往和波射线方向不一致，因此所测的速度值并不 是地震波传播的真实速度，而是沿观 测方向，距离和波实际传播时间的比 值，这种速度称之为视速度V*。
六、叠加原理 若有几个波源产生的波在同一介质中传播，且这几个 波在空间某点相遇，那么相遇处质点振动会是各个波所引 起的分振动的合成，介质中的某质点在任一时刻的位移便 是各个波在该点所引起的分失量的和。换言之，每个波都 独立地保持自己原有的特性（频率、振幅、振动方向等） 对该点的振动给出自己的一份贡献，即波传播是独立的， 这种特性称之为叠加原理。
11/24/2024 12:50 AM
24
GeoPen
浅层地震波勘探
人工震源(如敲击、爆炸等)激发产生的地震波在地下 介质中传播时，由于不同类型的岩石往往具有不同的弹性 持征(如速度、密度等)，当地震波通过这些分界面时，将 产生反射、折射，而这些不同类型的波具有不同的传播速 度、路径、频率和强度。浅层地震勘探就是利用仪器记录 各种波的传播时间和波形特征、研究和分析这些波形持征 的变化规律，推断出有关岩石的性质、结构和几何位置等 参数，从而达到工程勘察目的。

提高信噪比。偏移是使绕射波收敛并将陡倾同相轴移
到大致真实的地下位置上，偏移是一个成象过程，可
以改善空间分辨率。如图1-4-3和图1-4-4所示是CMP叠
加剖面与偏移剖面对比。
18
图1-4-2 没做反褶积的CMP叠加剖面（左）和做过反褶积的CMP叠加剖面（右）
19
图1-4-3 CMP叠加剖面（左）和偏移剖面（右）
10
二、地震勘探的野外工作
野外工作是整个地震勘探重要的基础，它的基本任务是采 集地震数据。野外工作是以地震队的组织形式来完成的。野外 工作分试验阶段和生产阶段，主要内容是激发地震波和接收地 震波。
由于采集环境可以是陆地，也可能是海洋，需要研究的地 质问题不同，各个工区的施工条件也不一样，所以采集反射地 震数据的野外方法也各有不同。如果原始数据有严重缺陷，则 没有任何办法可以修补这些问题，因此高质量的野外工作是地 震勘探成功的基础。
概括地说，地震勘探就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层 中传播情况，查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目标的一种物探 方法。
上面介绍的地震勘探原理不难理解，但是真正实现起来有很大的困难。 例如在沙漠或黄土覆盖的地区要用人工方法产生较强的地震波就很不容易； 炸药爆炸后，地面上的仪器除了接收来自地层界面的反射波外，还会接收其 它各种各样的波，如风吹草动，树木、电杆、汽车等，它们都会干扰反射波 的接收，往往造成以假乱真；为此人们发展了用于指导地震勘探生产实践的 理论和专门的仪器设备，以及一套生产施工的组织和方法。
4
地震勘探方法
地震勘探就是利用人工方法激发的弹性波，来定位矿 藏（包括油气，矿石，水，地热资源等）、确定考古位 置、获得工程地质信息。地震勘探所获得的资料，与其 它的地球物理资料、钻井资料及地质资料联合使用，并 根据相应的物理与地质概念，能够得到有关构造及岩石 类型分布的信息。

难 得 的 基 础 资 料 ． 据 大 陆 科 学 钻 探 工 程 的 安 排 ， 钻 探 取 心 ， 井 和 地 面 三维 地 震 观 测 的 同 时 ， 在 ５ ０ 的 钻 根 在 测 还 ００ｍ
孑 中 用 三 分 量 数 字 检 波 器 ， 地 表 激 发 传 播 到 井 中 的 地 震 波 场 作 垂 直 地 震 剖 面 （ Ｓ ） 测 ， 的 是 将 传 感 器 放 在 钻 Ｌ 对 Ｖ Ｐ观 目
摘
要
苏 鲁 超 高 压 变 质 带 的 研 究 对 了解 发 生 在 地 幔 深 处 的大 陆 动 力学 作用 具 有 重 要 意 义 ． 年来 在 此 带 中 进 行 近
了大 陆 科 学 钻 探 和 以深 反 射 地 震 为 主 导 的详 细 的综 合 地 球 物 理 调 查 ， 研 究 超 高 压 变质 带 地 壳 上 地 幔 组 构 提 供 了 为
地 球 物 理 属 性 数 据 ， 出 了 钻 井 岩 心 柱 、 井 、Ｓ 作 测 Ｖ Ｐ纵 波 速 度 、 波 速 度 和纵 横 波 速 度 比 、 Ｓ 横 Ｖ Ｐ上 行 波 和 地 面 地 震 资
料 的桥 式 综 合 对 比 图 ， 不 同 尺 度 的 地 质 和 地 球 物 理 调 查 资 料 互 相 连 接 在 一 起 ． 偏 和 非 零 偏 Ｖ Ｐ观 测 可 以标 定 使 零 Ｓ 主孑 地 质剖 面各 深 度地 质体 的地 震 反射 特性 、 旁 地 震 剖 面 上各 个 同 相 轴 的 地 质 属 性 ， 对 井 旁 局 部 地 质 构 造 作 Ｌ 井 并 精 细成 像 ． 由此 观 测 取 得 的 横 波 速 度 资 料 ， 为建 立孔 区横 波 速 度 模 型 主 要 的 资 料 来 源 ， 种 模 型 也 是 地 面 多 波 观 成 这

106 垂直剖面法一、第一节VSP 野外资料采集（一）垂直剖面法的基本概念在地表附近一些点激发地震波，沿井孔不同深度布置检波器观测，这种方法称为垂直剖面法（vertical seisic profiling ）突部就是一种井中观测方法。

它是地震测井的一个发展，地震测井100-200米。

特点（１）每次按收一个检波器的记录，之后依次向上提检波器，得到多次记录 （２）上行波，下行波时距曲线对称。

优点：（１）通过观测波场在垂直方向的分布来研究地质剖面垂向变化，波的运动学，动力学特征更明显，更直接。

（２）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。

（３）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 （４）可以接收上行波，下行波，转换波向，地面按收只能利用上行波。

（５）准确地观测质点偏振的方向，这一参数可用来研究波的性质和地层岩性的性质。

发展趋势：地表地震记录联合反Ｘ地下参数，识别岩性，研究波的性质，井间层等方向有很大的作用。

（二）ＶＳＰ震源１、 选择震源的一般原则（１）其震源最好与井旁地震剖面震源波形一致。

ＶＳＰ资料的应用之一就是帮助地面地震资料的解释，当两者即用震源一致时，同样的震源子波表现出的反射特征也一样，这就容易实现地表资料和ＶＳＰ资料的统一解释，不一致时，可通过子波互等化反褶积等使两种子波等价（２）各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性。

目前除苏联使用多道井下仪以外，其它都使用每次激发井下检波器只在一个深度上记录，因此为了以较小的深度间隔在整个井式一段井上进行观测，就需要在地表同一位置激发数十到数百次，这些多次激发，先后在各个深度观测，最后拼成的ＶＳＰ地震记录，只有当震源子波互相一致时才便于对比。

震源 井Ｈ107（３）输出强度适中在记录地表地震资料时，很多地球物理学家已经发现震源输出越强越好的观点并不正确，ＶＳＰ中更是这样，如图三，表明，垂直地震剖面的下行波通常比上行波强得多，但ＶＳＰ资料的大部分应用都涉及到对Ｘ上行波的分析和解释，另外，随着震源强度增加，线部交混器响也明 显增强，因而引起下行波的数目增 多和振幅增强，上行波被这些下行 波淹没所带来坏处或许比上行波本 身能量增强的影响更大，因此应选 强度适中的震源为宜。

第五章三维地震勘探及垂直地震剖面法（9学时）三维地震技术的兴起是在70年代末，正值世界范围内出现石油供应紧张的尖锐矛盾时期，当时由于二维地震方法的局限性，即使仅复加密测浅、增加覆盖次数，也难于查明较复杂的油气田地地质问题。

因此，钻探成功率很低，或本人幅度上升。

在这种形势下，已经从试验阶段发展到理论与实践都较成熟的三维地震技术得到了迅速发展。

与此同时，适应于三维地震勘探的技术设备——多道数字仪和大型数字处理计算机的发展，也为三维地震技术的发展创造了必要条件。

从此以后，地震勘探技术进入了一个全新的水平。

由于三维地震具有高密度，三维空间成像归位以及多种灵活的显示方式寻优点。

因此，外已卓有成效地用于查明各种复杂地质结构和陷蔽油气芷。

地震勘探的目的是通过地震观测获取反映地下界面真实位置和地下岩性、物性等地质信息。

然而，二维地震观测只能获取反映（x,t）平面内的地质信息。

即使在实际生产中，二维观测有时也在地表按面积布置测线，但每一条测线都是按二维采集数据并按二维偏移处理。

由于二维偏移是沿着测线的视倾角方向进行的，偏移结果不完全，也不准确，尤其对于地下复杂的地质构造进行二维地震勘探。

二维归位处理就不能反映地下界面的真实产状。

三维地震采集的数据是一个三维数据体（x,yct,A），三维偏移是□□进行的，各点都是按照它们真倾角方向偏移。

因此可以回到它们各自的□□位置上去三维偏移的结果与真深度是一致的。

在国外，自1974年W.S.FRENCH用三维模型实验有为地证明了“只有□□”观点和方法研究地下三维问题，才能得出对于地质结构的全面正确认识，这一著名的模型试验结果引起了地震界同行们的广泛重视，从而开始三维地震技术的理论到实践的不断探索历程。

此后，美国地球物理服务公司（GSI）、西方地球物理服务公司、西德普拉克拉塞兹其斯（Prakla-seismos）地球物理公司、普劳塞路（Proussag）石油天然气公司等为解决复杂地震地质条件下的构造问题，首先开展了三维地震工作，采用这种技术公司还有埃克森、阿莫科、壳牌、德士古和黑西哥国家石油公司等，经过近十年的努力，大量的实例证明，三维地震在解决复杂地质问题以及在油气回开发的作用，无一便外地都收到了二维地震无法比拟的地质效果和经济效益。

根据储 层预测的需 要，通过地 层对比、层 位标定，重 点解释了TC3、 TP9 、 TP8 下 1 、 TP7 等 4 个 反 射层
TC3
TP2 TP8 TP9 TC 3
P-SV 波剖面
3D-VSP技术
新技术新方法简介
主河道预测
采用了层拉平、时差分析、谱分解等方法对研究区
盒8储层的主河道进行了定性的预测。
建1
建1
盒8下亚段VP/VS平面图
盒8下亚段渗砂岩厚度图
SEG 美国勘探地球物理学家学会society of exploration geophysicists
思考题一：中值滤波的滤波窗口大小对滤波
效果的影响。 思考题二：什么是最大相位信号、最小相位 信号、混合相位信号。
VSP的特点
接收点分布在介质内部
可记录被研究对象的“单一 干扰因素小 可记录上行波和下行波 检波器为三分量检波器 使用可重复性震源
”地震波
VSP 优势
地震波单程衰减,地震信号频率较高；
检波器深度定位,提高了速度分析精度； 检波器离目的层更近,保证了振幅信息畸变小； 三分量检波器采集,能得到PP、PSV
进行垂直地震剖面测量时，通常将地震震源布置在地面或地表 附近，并在井中按相间较近的距离放置检波器。从原理上讲， 地面一次激发，井中各深度点上检波器同时接收获得一张多道 的垂直地震剖面。从实际情况考虑，在充满泥浆具有高温高压 的深井中，要在各个深度点上同时记录地震波在技术和设备上 是有许多困难的，所以在生产中，往往是采用单道或几道沿井 逐点移动进行多次观测，最后将多次观测的记录拼成一张多道 记录，如果震源稳定，重复性好，则这种单点测量多次观测的 方法与多点测量一次观测的方法，其效果基本上是一致的。地 面震源偏离井口的水平距离称为偏移距或井源距。在实际生产 过程，为了适应各种不同的VSP采集任务，出现了各种不同的 观测方法，设计了各种不同的观测系统。按震源、检波器和井 三者空间位置组合关系可分为零井源距VSP观测系统、非零井 源距VSP观测系统、变井源距观测系统等等。

• 压力和温度补偿。 • 工作温度：0～180℃ • 测量范围：0～5 tons • TCU短节在VSP系统中为可选配置。
2021/4/5
马笼头JC
• JC为井下仪器的马龙头，包括一段5m长的15/32 in.的标准7芯电缆和 一个鱼雷头，可连接7/16 in.，15/32 in.的标准7芯电缆
• 长度5m，外径79mm，质量9kg，破断张力7 980kg
2021/4/5
VSP工作示意图
2021/4/5
• VSP系统主要由井下，地面和震源系统三部分组成。井下的AU采集 单元可在压力1500bars，温度170℃环境下连续工作。
• VSP系统全智能化，数字化，模块化。最多支持32级井下3分量检波 器采集单元。级间电缆长度可选。
• 采用自适应高速遥测技术。使用7000m标准7芯电缆时，数据传输速 率大于1.5Mbps。
2021/4/5
CCL采集短节CLU
• CLU用于套管井中VSP的校深，根据套管接箍的已知深度与记录的套 管接箍深度进行对比，从而校正VSP记录深度。
• CLU在VSP系统中为可选配置短节。 • 最高工作温度：180℃ • 最高环境压力：1500 bar
2021/4/5
张力测量短节TCU
• TCU短节安装在HTS上端，探测井下工具阵列张力，当井下仪器遇卡 时，可向操作人员提供早期报警和可靠的张力信息。
IC 20m 级间电缆
IC 15m 级间电缆
WU 配重单元
TCU
673
张力测量单元
GRU
792
伽玛射线单元
2021/4/5
含端盖：19
79
钛合金和优质
不含端盖：16
不锈钢
含端盖：16.3

朱光明,杨文采,杨正华等.中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查.地球物理学报,2008,51(2):479～490Zhu GM ,Y ang W C ,Y ang Z H ,et al.Vertical seismic profiling at the Chinese C ontinental Scientific Drilling site.Chinese J .G eophys .(in Chinese ),2008,51(2):479～490中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查朱光明1,杨文采2,杨正华1,杜有成1,杨贵明3,姚　虹3,杨占江3,程振炎21长安大学应用地球物理研究所,西安　7100542中国地质科学院地质研究所,北京　1000373中石油东方地球物理勘探公司开发地震工程中心,河北琢洲　072751摘　要　苏鲁超高压变质带的研究对了解发生在地幔深处的大陆动力学作用具有重要意义.近年来在此带中进行了大陆科学钻探和以深反射地震为主导的详细的综合地球物理调查,为研究超高压变质带地壳上地幔组构提供了难得的基础资料.根据大陆科学钻探工程的安排,在钻探取心,测井和地面三维地震观测的同时,还在5000m 的钻孔中用三分量数字检波器,对地表激发传播到井中的地震波场作垂直地震剖面(VSP )观测,目的是将传感器放在钻孔内,近距离、高精度和高分辨率地观测井周围由于超高压变质带的构造特征和岩石岩性特征引起的波场变化.通过零偏移距和非零偏移距VSP 调查,我们首次在超高压变质带取得了深度达5000m 的精细的横波速度和泊松比等地球物理属性数据,作出了钻井岩心柱、测井、VSP 纵波速度、横波速度和纵横波速度比、VSP 上行波和地面地震资料的桥式综合对比图,使不同尺度的地质和地球物理调查资料互相连接在一起.零偏和非零偏VSP 观测可以标定主孔地质剖面各深度地质体的地震反射特性、井旁地震剖面上各个同相轴的地质属性,并对井旁局部地质构造作精细成像.由此观测取得的横波速度资料,成为建立孔区横波速度模型主要的资料来源,这种模型也是地面多波观测数据处理不可缺少的.因此,建议在进行大陆科学钻探时尽可能安排VSP 地震调查.关键词　大陆科学钻探,结晶岩区,垂直地震剖面,横波速度文章编号　0001-5733(2008)02-0479-12中图分类号　P315,P631收稿日期2007-06-25,2007-12-07收修定稿基金项目　“九.五”国家重点科学工程项目“中国大陆科学钻探工程”和国家重点基础研究发展计划(973)项目(2003C B716505)共同资助.作者简介　朱光明,男,1935年生,江苏南京人,长安大学教授,主要从事地震波理论和地震勘探方面的研究.E 2mail :dczhugm @V ertical seismic profiling at the Chinese Continental Scientific Drilling siteZHU G uang 2Ming 1,Y ANG Wen 2Cai 2,Y ANG Zheng 2Hua 1,DU Y ou 2Cheng 1,Y ANG G ui 2Ming 3,Y AO H ong 3,Y ANG Zhan 2Jiang 3,CHE NG Zhen 2Y an 21Institute o f Applied G eophysics ,Chang πan Univer sity ,Xi ’an 710054,China 2Institute o f G eology ,C AG S ,Beijing 100037,China3Seismic Engineering Development Center ,BGP ,CNPC ,Zhuo zhou 072751,ChinaAbstract The research on the Sulu ultra 2high 2pressure metam orphic belt has great significance for understanding the continental geodynamic processes that occurred in the deep mantle.In recent years ,Chinese C ontinental Scientific Drilling and detailed com prehensive geophysical investigation including deep seismic reflection have been carried out.These offered rare basic data for the research of ultrahigh 2pressure metam orphic belt ,the earth ’s crust and upper mantle fabrics.The drill 2hole cores offered the direct data of com position,structure and construction of deep rocks ,in which feature scale is merely a few centimeters.H owever ,drill 2hole and well 2logging can only survey in one dimension.Therefore three dimensional seismic data should be calibrated with both spatial and time sam pling scales for com paring drill 2core and well 2logging data.The survey of offset and non 2offset vertical seismic profile serves to provide g ood links between the cores and第51卷第2期2008年3月地　球　物　理　学　报CHI NESE JOURNA L OF GE OPHY SICSV ol.51,N o.2Mar.,2008well2logging data with seismic reflection events,show their geological attributes,and imaging structural details of around2hole rocks.In addition,the VSP data provide S2wave velocity profile along the hole that is the primary s ource for building the S2wave velocity.Besides,as a result of using digital three2com ponent geophones,various in formation of structure and rock properties in drilling area was obtained,such as shear wave velocity m odel in the scientific drilling area,which is pre2required in the data processing of multi2wave exploration.In conclusion,this w ork suggests VSP investigation be carried out in continental scientific drilling project in crystalline rock areas,it seems possible and feasible.K eyw ords　Chinese C ontinental Drilling,Crystalline rock region,Vertical seismic profile,S2wave velocity1　引　言 苏鲁超高压变质带是三叠纪中朝与扬子克拉通相互碰撞形成的,它的研究对了解发生在地幔深处的大陆动力学作用具有重要意义.近年来在此带中进行了大陆科学钻探和以深反射地震为主导的详细的综合地球物理调查,发现了丰富的反射体,为研究超高压变质带地壳上地幔组构提供了难得的基础资料.在大陆科学钻探工程中,钻探取心提供了地下深处岩石的物质成分、结构与构造的直接数据.地球物理资料也是不可缺少的组成部分,因为钻孔能观测的只是一维的有限空间,对孔区三维地质构造的了解有赖于三维地震资料的推断解释.然而,岩心与地球物理测井的特征尺度仅为几厘米,而反射地震波长约为十几米,尺度上明显的差别造成了地震反射解释的一些问题,对此垂直地震剖面测量可起到桥梁作用.垂直地震剖面资料采用数字三分量接收,还可以提供孔区构造岩性的多种信息,这些信息也是反射地震资料不能代替的.本文将简要介绍中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面的数据采集和资料处理,并对结晶岩区科学钻探是否应开展和如何开展垂直地震剖面调查提出一些看法.对于岩石圈内部的反射地震组构的来源,科学家们虽然做出了种种解释,但是由于可供直接验证的证据很少,对地壳深部反射体形成的机制很难准确标定.地震学只能取得间接的证据,直接的证据必须来自钻探.垂直地震剖面调查是联系岩心剖面和地震剖面的桥梁,对标定地震反射体可起到独特的作用.通过研究垂直地震剖面资料和钻孔岩心等直接证据的相关性,有可能标定反映地壳深部岩层的地球物理异常,了解它们的内部组成与结构.对于结晶岩区的垂直地震剖面调查,过去可供直接借鉴的经验很少,对结晶岩地壳反射体形成的机制也很少准确地标定.中国大陆科学钻探工程的实施为进行结晶岩区垂直地震剖面实验提供了机会.根据大陆科学钻探的岩心和测井资料对地震反射体的标定已发表过多篇论文[1～26],也请有兴趣的读者们同时参阅.2　地质地球物理概况 以研究超高压变质作用为科学目标的中国大陆科学钻探的钻井设计在东海县南部.东海县南的这片超高压变质岩块出露区位于秦岭—大别—苏鲁造山带的东段,中三叠纪时扬子和中朝克拉通在这个带碰撞,造成大别—苏鲁陆块俯冲入地幔并快速折返回到上地壳,形成了这一世界上规模最大的超高压变质带[4～7].东海县南部地区近地表的岩石主要为片麻岩,包括二长片麻岩、黑云母二长片麻岩与黑云母斜长片麻岩等,这些片麻岩包括正片麻岩和副片麻岩,是在元古代或更早期形成的,在三叠纪又经受了超高压变质,因此在大陆科学钻探主孔与先导孔中的片麻岩大都含有柯石英[8].在超高压变质带片麻岩中又含有大量榴辉岩体和蛇纹岩(下部为橄榄岩).榴辉岩体大都含有柯石英,原岩是元古代或更早期的基性火山岩,在三叠纪经过超高压变质.石榴石二辉橄榄岩主要是在超高压变质岩块折返同期从上地幔带上来的.最大的榴辉岩体出现在毛北和青龙山,约3km长,400m宽,产状很陡,延深可达800m左右.最大的橄榄岩体出现在蒋庄和芝麻坊,尺度比榴辉岩体略小.在毛北和芝麻坊的橄榄岩体上方还发现了两颗金刚石晶体,说明变质的最大压力在4G Pa以上.连云港地区的主要构造特征为10条形态复杂的韧性剪切带,它们将超高压变质岩块分割成4个岩片[8],即图1中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ.这些韧性剪切带走向大致为NNE,倾向SSE,走向线弯曲并不平直.从区域性的郯城—涟水深反射剖面看来,它们可能是在扬子克拉通向北俯冲的副产品,即前沿的逆冲断层[9,10,11].岩片Ⅳ往北中生代花岗岩体逐渐增多,但084地球物理学报(Chinese J.G eophys.)51卷　图1　苏鲁连云港地区的构造与大陆科学钻探孔区位置图(据文献[8]简化) 1中生代花岗岩;2韧性“逆冲”型剪切带;3大型走滑断裂带(XS.F.-响水断裂带,T L.F.-郯庐断裂带);4走滑断裂;5角度不整合;6大陆科学钻探孔址(CCS D).Ⅰ南苏鲁高压(HP)低温(LT)变质岩剪切构造叠覆岩片:Ⅰa灌南剪切构造岩片,Ⅰb连云港剪切构造岩片,Ⅰc云台山剪切构造岩片;Ⅱ南苏鲁高压(HP)中温(MT)变质岩剪切构造叠覆岩片;Ⅲ北苏鲁超高压(UHP)变质表壳岩剪切构造叠覆岩片:Ⅲa青龙山-房山剪切构造岩片,Ⅲb毛北剪切构造岩片,Ⅲc石湖镇剪切构造岩片,Ⅲd石梁河剪切构造岩片;Ⅳ北苏鲁超高压(UHP)花岗质变质岩剪切构造叠覆岩片:Ⅳa三清阁剪切构造岩片,Ⅳb抗日山剪切构造岩片,Ⅳc苍山剪切构造岩片.DF1～DF10为韧性剪切带编号.Fig.1　The structural map of Sulu region and the location of the Chinese C ontinental Drilling site(m odified from reference[8]) 1G ranite;2Ductile shear z one;3Large strike2slip fault;4S lip fault;5Angular uncon form ity;6CCS D hole location.Ⅰ～Ⅳ:UHP rock slices;DF1～DF10:Ductile shear z ones.仍有含柯石英的榴辉岩出现在片麻岩或大理岩中.在图1的韧性剪切带DF5与DF6之间的岩片Ⅲb内发现有金刚石、大量的柯石英榴辉岩及橄榄岩体,被认为是超高压变质岩片抬升的最高部位,在这里打5000m的科学钻可取得超高压变质岩片折返前在地幔深处经受超高压变质的信息.大陆科学钻探孔区就设计在这里,即江苏省东海县西南部种马场与毛北村之间.大陆科学钻探孔区地质情况如图2所示.如图可见,孔区构造复杂,出露的岩石主要为超基性岩、榴辉岩、角闪岩与经超高压变质的片麻岩等.其中有一个规模很大的榴辉岩体,呈A型褶皱,产状很陡,倾角大于60°,在浮土之下出露.1998年在江苏省东海县南部的超高压变质带上布置了深反射地震剖面二维测网,进行了地震与大地电磁调查[1].1999年在这里完成了一口深度为1032m的预先导孔(CCS D2PP2孔),对钻孔进行了测井和VSP测量,并对孔区浅层(0～1000m)地震反射体进行了初步的标定[2].2000年在这里完成了孔区高精度地磁、重力调查,并进行了主辅线反射地震法试验.2001年8月实施科学钻探先导孔(CCS DP),还完成先导孔VSP测量,广角折射地震十字剖面[12]. 2002年夏先导孔完工,随后扩孔并转入主孔(CCS D)钻进.同年开展了孔区三维地震调查[3],面积将近20km2.2005年3月主孔钻入5158m后终孔,取心率达85%,孔底井斜已超过26°.主孔岩心与测井等第一手资料为超高压变质区带的反射体解释和地震波速建模打下了良好基础.同年3～4月在主孔进行了VSP和地温测量,并完成了一条过主孔的数字三分184　2期朱光明等:中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查图2　毛北科学钻探孔区地质图斜框为三维地震调查的区域,用高斯6°带座标系.CCS D 为主孔及零偏炮点位置,S 2O ff 为非零偏炮点位置,PP2为预先导孔,2304和703为早先浅孔位置,过CCS D 孔的测线为三维地震主测线.DH2,DH4,DH99为已有二维地震测线Fig.1　G eology and seismic lines in the scientific drilling siteThe box denotes the 32D seism ic survey area with 6°2bend G auss coordinates ;CCS D and PP2denote.The main hole and pre 2pilot hole locations ;S 2OFF denotes the offset shot position ;2304and 703are shallow holes ;DH2,DH4and DH99are 2D seism ic lines.量反射地震剖面,为大陆科学钻探工程的现场工作划上了句号.大陆科学钻探孔区以及区域的地壳上地幔调查请参考文献[13～18].在大陆科学钻探主孔开钻之前,中国大陆科学钻探中心地学部在孔区进行了大量物性测定工作,比较全面地掌握了该区出露的岩石在常温常压下的物理性质.从多种参数测定结果可知,榴辉岩V p =710～814km Πs ,密度比片麻岩高出017g Πcm 3左右,波速高600～1600m Πs 左右,据计算,与片麻岩围岩的波阻抗差最大可达013,能产生较强的地震反射波.受风化的片麻岩、角闪岩波速可以降低到4000m Πs 左右,破碎带岩石的波阻抗也会明显降低,产生负极性的地震反射体.常温常压下的测定结果只能说明上地壳岩石折返回地表后物性的情况,在高温高压下的物性和波速各向异性测定结果表明,变质岩区波速的各向异性很突出,不仅片麻岩、角闪岩等片理发育或矿物定向排列的岩石有明显各向异性,橄榄岩及榴辉岩也具有2%～6%左右的各向异性[19,20],在地震波传播时可能加大反射波能量.3　垂直地震剖面数据采集与处理概况311　数据采集选用两种观测系统进行VSP 数据采集:一种是零偏移距;另一种是非零偏移距.零偏移距震点选在井场北偏东方向130m 处.震点桩号1146,高程为31184m.炸药震源,单井深井激发,药量015～1kg ,井深25m ,炸药包位于坚硬的新鲜基岩中.观测井段分两段:第1段,5000m 到1980m 井段,观测点距(深度间隔)10m ,观测点数303点;第2段,1980～320m 井段,观测点距20m ,观测点数83点.用多级三分量检波器接收,检波器型号为G eochain ,5000～1200m 井段,采用3级,1200～320m 井段,采用5级.时间采样间隔为1ms ;记录284地球物理学报(Chinese J.G eophys.)51卷　长度10s;仪器固定增益42dB;记录格式MIRF.为了监控震源子波的变化,零偏移距时还设计了一口子波井,子波井位于沿震点到科钻1井连线方向,子波井距离震源井10m,子波井井深15m. 非零偏移距震点选在地层的下倾方向沿Line21线南东方向距离主孔1100m处.震点桩号1183,高程为2616m.炸药震源,单井深井激发,药量1kg,井深25m,炸药包位于坚硬的新鲜基岩中.观测井段分三段:第1段,3600～2400m井段,观测点距10m,观测点数120点;第2段,2400～2120m井段,观测点距20m,观测点数20点;第3段,2100～320m井段,观测点距20m,观测点数90点.用多级三分量检波器接收,检波器型号为G eochain,5000～1200m井段,采用3级,1200～320m井段,采用5级.时间采样间隔为1ms;记录长度10s;固定增益42dB;记录格式MIRF.采集结果,各段拼在一起,组成零偏移距VSP 三分量Z、X、Y三张记录,每张记录386道,每道10s长,1ms采样,10000个样点.非零偏移距VSP三分量Z、X、Y三张记录,每张记录230道,每道10s 长,1ms采样,10000个样点.图3和4分别是零偏移距原始Z分量和X、Y分量偏振合成后旋转到一致坐标系的HP分量剖面,原始记录面貌较好,信噪比较高,能看到丰富的上行反射.表明用单井深井小药量激发,用高灵敏度的多级检波器在井下接收是有效的.312　数据处理零偏移距VSP资料处理流程,包括:预处理、震源能量一致性校正、子波整形反褶积、初至拾取、静校正、井斜校正和方位校正、时深关系和速度分析、三分量偏振合成、波场分离、横波波至拾取,横波速度分析、走廊叠加、反射波成像和综合对比等内容.其中最主要的几项处理是:(1)确定0～5000m地质剖面的可靠的时间-深度关系.这里的时间是地震波的双程时间.为此,要拾取初至波的初至时间,提高读取初至的精度,而为了有可靠的初至波形,要作震源能量一致性校正和子波整形反褶积等处理.另外,为了使波的传播路径换算为沿垂直深度传播的路径,要做井斜等校正;(2)地震剖面的纵波速度分析,估算每个深度的纵波均方根速度和层速度;(3)地震剖面的横波速度分析.首先要作三分量偏振合成,将水平分量旋转到一致的坐标系,使横波同相轴能清楚地看到,而后作横波波至拾取,根据这里变质岩地区的特点,只拾取一个相位横波同相轴的波至不能延续到整个剖面,所以先分段拾取,每段选取最清楚的同相轴,然后再将各段拾取的时间值统一衔接起来,得到可靠的横波波至时间,随后再估算横波的均方根速度和层速度;(4)对于各个深度的纵波和横波速度进一步计算同深度的纵横波速度比;(5)标定地质剖面各深度地质体的地震反射特性或标定井旁地震剖面上同相轴的地质属性.常规处理中通过作走廊叠加可达到这一目标,但这里反射地质体的倾角较大,地震波射线到达地质体不能近似为垂直入射,因此按初至时间两倍不可能将上行反射波排齐到双程时间(T0时间或自激自收时间),为此,我们对零偏移距上行反射直接作共反射点成像,得到叠加次数很高、成像范围很窄(就在井旁)的成像剖面;(6)作VSP、测井、岩心和地面观测资料综合对比图.非零偏移距VSP数据处理流程,包括:预处理、震源能量一致性校正、初至拾取、静校正、井斜校正和方位校正、速度分析、三分量偏振合成、上行波和下行波波场分离、纵波和转换横波波场分离、横波波至拾取,横波速度分析、反射纵波成像、反射转换横波成像和综合对比等内容.其中最主要的几项处理是:(1)纵波速度分析和横波速度分析.其目的是为后面的纵波成像和转换横波成像提供速度模型;另外,比较非零偏移距与零偏移距速度计算结果之间的差异,还可以帮助分析地层的各向异性.速度分析的方法采用走时反演方法.主要步骤是先由垂直分量Z拾取纵波初至或者由水平分量HP拾取转换横波波至,再作反演计算.拾取的精度直接影响速度计算的结果.所以和零偏移距一样,也要作各种校正和一致性处理;(2)三分量偏振合成.三分量偏振合成分两步进行,第一步做水平分量合成,由X分量和Y 分量经偏振合成后得到SH分量和HP分量.水平分量合成的目的是校正因为井中三分量检波器围绕井轴在平面内的随机转动,引起各个深度水平分量的坐标系不一致的问题,通过偏振合成处理使不一致的坐标系旋转到统一坐标系.三分量合成第二步是水平分量HP和垂直分量Z合成,目的是将初至下行P波的水平分量和垂直分量合成到初至下行P波偏振的方向,也即初至下行P波的总能量偏振方向,因为S V波和P波的偏振方向是正交的,所以这时直达下行S V波的水平分量和垂直分量将合成到与P波偏振方向垂直的方向.上行反射P波和S V波的偏振方向与震源位置、界面速度、界面倾角等因素有关.但粗略地说,上行P波大致与下行S V波偏振方384　2期朱光明等:中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查484地球物理学报(Chinese J.G eophys.)51卷　584　2期朱光明等:中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查向接近,上行S V 波大致与下行P 波接近.我们对三分量合成后的各个分量进行分析,认为Z 分量剖面纵波直达及反射都比较清晰,而且受转换波影响较小,便于提取纵波反射波场;HP 剖面转换横波比较发育且受纵波影响较小,比较方便提取横波反射波场.SH 剖面无明显纵、横波反射信号;PP 和PS 剖面中波场信息很丰富,但不利于波场分离;(3)波场分离.非零偏移距VSP 波场较零偏移距VSP 波场复杂,因为偏移距大,影响波场的因素多.波场分离一般通过多道滤波实现.其中,FK 滤波多采用带阻方式,滤波器的选择通过人机交互确定;中值滤波应先将要滤除的波场的同相轴排齐,再选择合适的跨度参数和中值滤波方式;S VD 方法往往用来提取信号相关性比较强的波场;(4)叠加成像.VSP 2C DP 叠加成像的基本原理是:首先由非零偏移距速度分析得到的层速度V p 或V s 给出VSP 2C DP 叠加的初始速度模型;而后用任意界面的突变点加插值射线追踪方法算出射线经过各个界面反射的反射点位置以及射线到达井中接收点的波至时间和出射角,并将各接收点的波至时间序列与提取的地震子波褶积生成各道的合成地震记录;再将合成地震记录与实际地震资料比较,如果达不到精度要求,则修正速度模型;如此循环迭代,直到合成记录与实际地震记录达到足够精确的一致;最后取迭代得到的效果最佳的速度模型及其相应的不同深度接收点的波至时间和反射点坐标,将记录上的反射能量归位到反射点位置处;落在同一C DP 网格(Bin )内的各反射点能量相加,最终得出VSP 2C DP 成像结果.此次处理中纵波和转换波C DP 叠加的面元宽度(Bin )均取15m (与地面地震剖面的C DP 间距相一致),纵波和转换波的正演模型为同一模型,模型的初始纵波和横波速度参考非零偏移距速度分析计算的结果;(5)作VSP 成像剖面和井旁地面地震剖面综合对比图.表1　各个深度段的主要岩石类型和纵波速度、横波速度和纵横波速度比T able 1　The type of rock ,velocity of P 2and S 2w ave ,and the rate of velocity of P and S w ave on difference depth 井段深度范围(m )主要岩石类型纵波速度(km Πs )横波速度(km Πs )纵横波速度比10～750超镁铁质岩和榴辉岩6160317011782750～1120副片麻岩(黑云母斜长片麻岩)和榴辉岩51903143117231120～1600正片麻岩(长英质片麻岩)51583170115141600～2030白云母榴辉岩61334122115052030～2630正片麻岩和副片麻岩51743168115662630～3080副片麻岩和榴辉岩61003169116373080～3470正片麻岩、副片麻岩和少量榴辉岩61164106115283470～4160正片麻岩和少量副片麻岩61013172116294160～5000正、副片麻岩和少量榴辉岩5169318711474　零偏移距VSP 的主要成果 图5是零偏移距VSP 资料综合解释剖面,图上从左到右依次为纵横波速度比V p ΠV s 、密度(根据密度测井数据整理)[26]、声波速度(根据声波测井数据整理)[26]、纵波波速、横波波速、岩心柱[26]、零偏移距成像剖面、零偏移距VSP 上行波按双程时排齐剖面和走廊叠加剖面.从图中可看出以下一些零偏移距VSP 得到的主要成果:(1)算出了0～5000m 深度主孔地震剖面的时间-深度关系.一方面,零偏移距VSP 上行波按双程时排齐剖面的纵坐标刻度为深度,这与其左面的各个曲线的纵坐标刻度相一致,因而这些同深度的各个物理量之间可以互相对比和标定;另一方面,零偏移距VSP 上行波按双程时排齐剖面的横坐标刻度是双程时间,这与其上方的走廊叠加剖面的横坐标刻度相一致,因而可与地面地震剖面相对比,并直接给出地面地震剖面的时间深度关系;(2)给出了主孔地震剖面各个深度地质体的纵波速度、横波速度和纵横波速度比等地球物理属性(表1),这些数据表明,主孔地震剖面整体速度值高,大约在5500～6600m Πs 之间,没有像沉积岩地区那样的速度随深度增加的规律,反映出超高压变质带岩层的速度主要受岩性控制的特征;在各类岩石中,榴辉岩速度高,速度值约6600m Πs ,有的甚至达7300m Πs ,副片麻岩速度较低,速度值6100～6300m Πs ,正片麻岩更低些,速度约5500～5700m Πs ;纵横波速度比V p ΠV s ,榴辉岩最低,副片麻岩稍高,正片麻岩最高,在破碎带上明显增高,VSP 测定的V p 和V s 与测井测量的V p 和V s 以及钻井岩心测量的V p 和V s 相比,它们随深度的变化趋势是一致的;(3)标定了主孔地震剖面各深度地质体的地震反射特性或井旁地震剖面上各个同相轴的地质属性,由于变质684地球物理学报(Chinese J.G eophys.)51卷　784　2期朱光明等:中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查岩组合中含榴辉岩的不同,榴辉岩为主的井段,反射能量强、反射同相轴较稀疏,副片麻岩(黑云母斜长片麻岩)表现出反射波组不密集,反射能量较强的特点,正片麻岩(长英质片麻岩)表现出反射波组密集,反射能量不强的特点,根据各井段岩石的组构特点,试着将剖面分为9段或6段(两者分法基本一致,后者更多地依据榴辉岩的发育情况对前者作了少数合并),通过这种标定和分析对比,将井中钻探的结果以VSP 为桥梁通过地面地震扩展到井周围的空间.5　非零偏移距VSP 的主要成果 非零偏移距VSP 的主要成果是:(1)根据上行反射纵波做出纵波VSP -C DP 井旁成像剖面和(2)根据上行反射转换横波做出转换横波VSP 2C DP 井旁成像剖面.这些剖面可对井旁地质构造比较精细地成像,并通过与井中观测结果的对比,将井中观测的结果向井旁外推数百米.图6是在地面地震剖面上将非零偏移距VSP (成像剖面深度3700m ,长度720m )、零偏移距VSP (成像剖面深度5000m ,长度50m )和岩心柱(深度5000m )按同等比例嵌在一起的对比图,非零偏移距VSP 剖面采用半透明显示方式叠于地面地震剖面之上.从图中这些资料的对比可以看出,4种资料具有很好的一致性.而且波组特征也有很好的相似性,在榴辉岩相对集中的深度段反射波稀疏而强(图中标记绿色),尤其在榴辉岩的顶底界面反射最强,在片麻岩段波组相对较为密集(图中标记粉红色).按VSP 资料的波组特征可将这些波组在地面地震剖面上作适当的延伸和扩展,证明这些引起反射的地质对象的条带状和分带性特征.另外,利用转换横波VSP 2C DP 井旁成像剖面还可作出2600～3400m 区段变质岩破碎带中赋存的流体含量升高的推断(后文中将详细说明).图6　非零偏移距VSP 纵波成像剖面镶嵌在井旁地面地震剖面中的综合对比解释剖面Fig.6　C om prehensive interpretation profile for offset VSP data embed in sur face seismic profile884地球物理学报(Chinese J.G eophys.)51卷　。