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基于角度域共成像点道集的3D VSP速度分析方法研究孔庆丰【摘要】获得高精度的3D VSP偏移速度场是3D VSP资料井周构造高精度成像的关键问题和难点之一.目前,基于角度域共成像点道集(Angle Domain Common Image Gathers,ADCIGs)的速度分析方法已经成为地面三维地震资料叠前深度偏移中速度模型建立的有效工具.借鉴地面地震资料基于ADCIGs的速度分析方法,开展了基于ADCIGs的3D VSP资料叠前深度偏移速度分析方法研究.首先给定一个初始速度场进行偏移,形成ADCIGs;接着通过剩余曲率计算获得估计速度与真实速度之比的速度谱函数;最后根据速度谱进行速度迭代更新和3D VSP资料偏移成像.模型数据和实际资料试算结果表明,该方法可以较好地改善3D VSP资料成像精度,提高3D VSP资料描述井周细微构造的能力.【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2014(053)002【总页数】8页(P157-163,172)【关键词】3D VSP;偏移速度场;角度域共成像点道集;剩余曲率计算;速度谱分析【作者】孔庆丰【作者单位】中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院,山东东营257022【正文语种】中文【中图分类】P631.43D VSP是一项井筒地球物理技术,能够对井周小构造进行高精度成像,用于研究井筒附近的地层各向异性特征。
目前,获得高精度的3D VSP偏移速度场是3D VSP 井周构造能否高精度成像的关键问题[1]。
随着VSP技术的发展,许多地球物理工作者对VSP速度分析方法进行了研究。
Dix[2]讨论了单一震源的直井VSP计算层速度的方法;贺元凯[3]研究了利用初至求取速度的方法,并分析了初至拾取对结果的影响;李文杰等[4]提出了一种利用VSP资料上、下行波的波场值反演地层层速度的方法。
但是,目前针对3D VSP速度分析的研究文献尚不多见。
近年来,许多地球物理学家在利用角度域共成像点道集(ADCIGs)进行地面地震资料速度分析等方面开展了一系列研究,认为ADCIGs的提取过程是将地震数据中不同偏移距信息转化为不同入射角信息的过程,这个过程消除了在偏移距域共成像点道集(Offset Domain Common Image Gathers,ODCIGs)上由于多路径等因素引起的假象[5-6]。
实用文档能源地球物理方法----三维VSP技术应用和发展现状简述地测学院S0*******孟庆鑫前言 (1)一方法简介1.1 方法特点简介 (1)1.2 三维VSP方法 (1)1.2.1 3D VSP技术的应用现状 (1)1.2.2 3D VSP方法可解决的地质及地球物理问题 (2)1.3 几种相关方法简介 (2)1.3.1 逆VSP(R—VSP)技术 (2)1.3.2 多分量VSP技术 (2)1.3.3 套管井VSP技术 (2)1.3.4 高频VSP与地面地震资料综合应用 (3)二. 方法应用2.1 采集 (3)2.1.1 井下地震信号接收系统 (3)2.1.2 三维VSP观测系统 (3)2.1.2.1 概述 (3)2.1.2.2 具体实施 (4)2.2 处理 (4)2.2.1 三维VSP数据处理关键步骤 (4)2.2.2 主要处理流程和技术 (5)1．选择三维VSP资料处理实际工区范围 (5)2．炮点静校正采用直达波常规静校正方法 (5)3．三分量合成不同类型的地震波具有不同的偏振特性 (6)4．波场分离与反射波信号加强 (6)5．建立纵波与转换波地震数据体 (6)2.2.3 具体方法 (6)3D VSP波场分离处理 (7)3D VSP参数提取 (7)3D VSP成像 (8)三. 应用实例3.1 采集方法实例 (9)1. 工区概况 (9)2. 采集方法论证与设计 (10)3.2 处理方法实例 (11)3.3 对处理问题的认识和总结 (13)四、结束语 (14)三维VSP技术应用和发展现状简述前言垂直地震剖面(VSP)是一种井中地震观测技术。
苏联学者加里别林将VSP方法作为实际介质中地震波传播的实验研究方法提出来，该方法中包括早期用于测量地震速度和解决构造问题的地震测井和井中地质勘探。
加里别林对VSP方法最初的定义是“测量器件(震源或接收器)中的一种位于井中并在其中移动，而另一种位于地表或在另外一口井中进行测量的任意一种地震观测”。
２０２０年１０月第５５卷 第５期 ＊北京市海淀区学院路２９号中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院，１０００８３。
Ｅｍａｉｌ：ｌｕｊｕｎ６１５＠１６３．ｃｏｍ本文于２０２０年１月２日收到，最终修改稿于同年６月２４日收到。
本项研究受国家自然科学基金项目“六分量地震波场的模拟与观测”（Ｕ１８３９２０８）、“沁水盆地高煤阶煤层气井产能控制因素与增产机理研究”（Ｕ１９１０２０５）及中国石化股份公司研发项目“三维三分量ＶＳＰ关键处理技术研发与应用”（Ｐ１８０７０－５）联合资助。
·综合研究·文章编号：１０００－７２１０（２０２０）０５－１０６０－１３正交各向异性介质反射系数精确解张雪莹① 孙鹏远② 马学军③ 芦 俊＊④ 李梦琦④（①中国地质大学（北京）能源学院，北京１０００８３；②东方地球物理公司物探技术研究中心，河北涿州０７２７５１；③中国石化西北油田分公司勘探开发研究院，乌鲁木齐８３００１１；④中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院，北京１０００８３）张雪莹，孙鹏远，马学军，芦俊，李梦琦．正交各向异性介质反射系数精确解．石油地球物理勘探，２０２０，５５（５）：１０６０－１０７２．摘要 中国陆相沉积岩大多具有薄互层特征，当受到构造运动的影响时，会发育垂向或近似垂向的高角度裂缝，呈现出典型的正交各向异性，可看作是ＶＴＩ和ＨＴＩ各向异性的叠置。
研究正交各向异性介质的ＡＶＯ响应特征对裂缝型储层的精细刻画有重要的意义。
针对ＶＴＩ背景介质中发育的一组直立裂缝诱导的正交各向异性，采用Ｔｓｖａｎｋｉｎ提出的各向异性参数构建刚度系数矩阵，再根据Ｃｈｒｉｓｔｏｆｆｅｌ方程和边界条件推导了精确反射系数和透射系数的计算方法。
理论模型试算表明：①若Ｐ波从低阻抗各向同性介质入射至高阻抗正交各向异性介质，背景介质ＶＴＩ各向异性强度的增大会导致ＰＰ波反射系数增大、ＰＳ１波和ＰＳ２波的反射系数减小；而随着裂缝弱度的增强会导致ＰＰ波反射系数的减小、ＰＳ１波和ＰＳ２波的反射系数的增大。
VSP技术的基本方法原理和应用垂直地震剖面法(VSP方法)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。
这种方法是在地震测井的基础上发展起来的，它使测井与地震结合进行地质解释更加有据可循。
垂直地震剖面是相对于地面地震剖面而言的，其实质是在井中观测地震波场，将井下检波器置于井中不同深度来记录地面震源所产生的地震信号。
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，如图所示。
一．VSP中波的主要类型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）2.VSP中干扰波类型(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．VSP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）。
在采集过程中有以下要求：1.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。
2.偏移距：小（偏移距大小与界面成象范围有关）3.参考检波器（近场检波器）：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。
VSP三分量微测井技术在表层调查中的应用分析作者：李岩来源：《中国科技博览》2019年第08期[摘要]微测井技术是对地表层进行勘查的有效手段，由于成本较高影响了测井布设的密度。
本文针对微测井技术资料采集和解释方法进行深入的分析，对实际中得到了应用效果进行阐述。
[关键词]三分量；微测井：VSP；解释；横波中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0355-01在进行油气资源地震勘查时，由于地表的不均匀性会给地震信号的激发、接收和校正等造成一定的干扰，特别是对于地质较为复杂的区域进行静校正表现的特别明显，严重限制了勘探的效果。
采用何种方法对地表层进行低成本、行之有效的调查，掌握地表层变化规律，是摆在广大地球物理工程技术人员面前的一道难题。
微测井技术是对地球表层构成情况进行调查的重要手段。
由于在地面上会收到井内不同深度受到激发形成的上行波，地形情况对其影响较小，可以达到很高的解释精度。
由于微测井技术在多采用钻井方式对地层进行打穿，从而对风化层进行有效的观测，才能提高对低、降速带速度以及厚度解释的正确性，从而形成较为精准的静校正量。
1、VSP三分量微测井技术对于地表层地质情况较为复杂的区域，表层岩石的物性、速度和分布厚度较为剧烈，应该设置密度达到要求的微测井井位，方能可靠地采集到的地质资料，这样会使勘探投入的资金增加。
因为微测井技术需要利用地层表面进行激发，在井内进行观测，在信号获取过程中不会对原有的测井结构造成损坏。
所以，可以利用地震勘探形成的炮井来进行勘探，可以提高微测井布置的密度，减小微测井成本支出，可以经济、有效的对地表层进行勘探。
而对于风化层没有被打穿的勘探炮眼，可采用VSP微测井技术来对上行波信息进行接收，对地层的深度以及速度进行预判以及解释，可以解决由于井深不够引起的问题，扩大了微测井解释的范围，提升对地层表面勘探的精度，对于复杂地质情况的地表层静校正创造了条件。
三维三分量VSP解释方法研究
三维三分量VSP解释方法研究
一、概述
三维三分量（3C-3D）VSP技术是由VSP和3D地震采集技术相结合的技术，可以充分发挥两者各自的技术优势。
三维三分量VSP地震波场十分复杂，包含了丰富的地质信息，三分量地震勘探是全波场激发和接收的地震勘探方法，在多分量地震记录的每个分量上都有不同的波型存在，能全面反映地下介质弹性和岩性信息的勘探。
3C-3D VSP 广泛用于纵横波速度估算/分析、井旁三维纵横波成像、VSP-AVOA 分析、裂缝方位预测、三维波阻抗反演、Q 值反演、各向异性分析及其他储层参数估算等，还能得到井周3D 纵横波数据体，将这些数据处理成果用于储层目标区精细解释，有利于提高储层描述的可靠性和精度，储层物性和岩性分析，提高油气勘探和开发水平
二、研究内容及研究路线
1.三维三分量VSP和地面地震资料的联合解释
与地面地震相比，三维三分量VSP资料的信噪比高，分辨率高，波的运动学和动力学特征明显，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。
地震信号频率较高，检波器是深度定位,提高了速度分析精度，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。
采用三分量检波器采集，能得到PP、PSV波成像数据体,与地面地震联合解释可以提高地面地震的解释精度。
以三维VSP 技术、井间地震技术和多波多分量技术为核心,并综合地面地震、测井、钻井和生产测试等多学科知识而形成的开发地震技
术正在成为油田开发阶段油藏描述和动态监测的有力工具,并能为油田制订或开发方案优化提供科学的依据。
1）识别地面地震剖面上的多次波
利用VSP剖面上多次波同相轴的主要特征识别出的多次波，通过连井地震剖面，即可识别地面地震剖面上的多次波。
识别依据主要有：1）多次波同相轴与相应的一次波同相轴大致平行,但旅行时要大些；2）
层间多次波的同相轴与一次下行波同相轴不相交；3）多次波同相轴终止的深度位置指示形成多次波的来源。
2）提高地面地震资料的分辨率
利用VSP下行波可提取单纯的地震子波和较理想的反褶积算子，利用这种反褶积算子对地面地震资料作反褶积处理，可衰减多次波，压缩子波波形，进而提高地面地震资料的垂向分辨率。
3）可靠地识别地震反射层的地质层位
利用高分辨率和高精度的VSP资料，可很好地建立井中地质界面和地震反射之间的可靠联系，提供准确的时深关系，，确定反射波对应的是岩性分界面还是地质时代分界面，确定地震反射振幅的强弱与岩性、物性差异的关系，解决合成地震记录与井旁地震记录不对应的问题。
2.利用三维三分量VSP进行井周围地层构造、岩性和储层参数解释
三维三分量VSP资料分辨率高,直接反映了井附近地层的反射特征可以对井眼附近区域地面地震无法成像的小构造进行成像。
三维三分量VSP资料的各向异性信息丰富, 可以实现井周高分辨率三维成像, 有利于岩性特征研究
和井位评价。
在三维三分量VSP工作中由于使用三分量检波器，可以得到纵横波的波形、速度等多种信息，进而可提取纵横波速度度比、泊松比等参数，它们是进行地层岩性解释和储层横向预测极为重要的一种信息, 用这些参数在有利地区划分岩性和不同的岩相带 , 估算孔隙度 , 评价储层含油特性等利用三维三分量VSP资料可能提取的地震波运动学和动力学信息包括：旅行时、传播方向、振幅、频率、相位、极性、偏振等。
这些信息反映了岩层的波阻抗、反射系数、衰减、层速度、泊松比、各向异性等地球物理特征。
根据岩层的地球物理特征可推断岩层的岩石成分、岩相、孔隙度、流体成分、裂缝发育程度、过压带等，从而为勘探非构造油藏，直接找油找气，以及为油藏工程和油田开发等服务。
三维三分量VSP资料提取的地震信息比地面地震的精度高得多，比常规地震资料有更高的信噪比，更高的分辨率和更大的穿透深度，三维三分量VSP 通过井孔进行三分量观测，有利于矢量场的矢量观测和分析，可分别利用上下行波场、纵横波、转换波等进行精细构造和岩性解释。
3.三维三分量VSP资料在裂缝检测中的应用
三维三分量VSP技术在获得能够反映岩石骨架及流体特性的常规P波资料的基础上，同时获得了反映骨架和各向异性特性的S波资料，在纵、横波联合区分岩性、流体性质以及利用转换波各向异性和横波分裂预测裂缝方面均比单纯的纵波勘探具有明显的优势。
三维三分量资料的综合解释，充分利用三维三分量的纵波信息和转换波信息，开展P波地震属性裂缝预测、方位各
向异性裂缝检测、横波分裂裂缝检测等多方面研究工作，利用速度方位各向异性和横波分裂预测小尺度裂缝网络系统，可以提高了裂缝预测的精度。
利用纵波震源三分量VSP资料的下行横波进行快、慢横波分裂, 可以确定地层裂缝的主体方位和密度, 再结合测井资料可以对储层进行综合解释利用纵波震源VSP三分量资料检测井旁裂缝的基础是要有好的下行横波资料, 关键
技术是矢量合成检波器水平分量重新定位和快、慢横波分裂。
利用VSP资料检测裂缝的方法原理已有许多学者进行了研究。
Crampin利用最初的快、慢横波的偏振方向确定裂隙方位, 用第二个波的波至（在矢端曲线中）确定分裂横波之间的时间延迟仁,Alford利用旋转技术分离快、慢横波, 再利用常规处理方法获得快、慢横波的层速度。
Naville提出一种利用两个深度水平之间互相关的强化技术来确定裂缝的方位。
Nicoletis等提出了利用两个线性独立的震源偏振获得两个深度水平之间传输算子的技术, 这种传输算子直接给出了裂缝方位以及快、慢横波的速度及其衰减。
高希勤等利用横波VSP震源的四分量资料检测裂缝。
董良国等利用横波震源四分量资料检测盐城凹陷地下裂隙, 取得了较好的效果。
高希勤等利用纵波震源非零井源距三分量资
料, 采用非线性反演技术得到了裂缝的发育方位, 但没有确定出裂缝的密度。
4.三维三分量VSP正演模拟研究
通过三维三分量VSP正演模型计算可以深入地研究地震波的各种运动学特征和动力学特征，为地质解释提供依据, 验证层位解释的正确性，使得资料处理质量更高、地质层位解释更精确精细, 能够准确反应地质岩性、构造及
物性参数的变化，还能给实际地震资料解释提供一种可靠的依据和有效手段。
采用弹性波波动方程实现三维三分量VSP的正演模拟，得到全波场地震记录，研究弹性波场响应特征与储层参数变化之间的规律,用正演数据体验证地震成像处理和解释方法的正确性,可以提高小尺度储集体的油气识别和预测的精度。
三、预计研究成果
1.三维三分量VSP和地面地震联合解释技术
2.三维三分量VSP正演模拟技术
3.三维三分量VSP资料在裂缝检测中的应用
4.三维三分量VSP进行井周围地层构造、岩性和储层参数解释。
