井间电磁法综述

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.     

井间定向震源正演模拟与特性分析

为减少管波对采集数据的影响,井间地震采用了定向震源,其能量辐射特性影响接收波场的能量分布与后续成像效果.研究定向震源的正演模拟并分析能量辐射特性,为井间地震成像过程中能量补偿提供基础数据.采用圆形震源阵列法,在近源区内按照质点与震源点连线的方向设置振动函数强度,水平方向能量最强,垂直方向能量最弱,模拟的辐射能量具有随方向改变的特点.实际井间地震能量方向性非常强,因而同时采用吸收衰减层法进一步减弱纵向的地震波能量.吸收衰减层法在震源周围设置具有衰减因子的海绵层,通过不同方向设定不同的衰减因子来控制震源的方向特性.衰减因子采用了渐变函数,保证海绵层边界不产生人为反射干扰.将圆形震源阵列法与吸收衰减层法联合进行双层介质模型和实际速度场模拟,得到的炮记录方向性更加明显.两种方法的有机结合,能够更好地模拟井间定向震源.在圆形震源阵列法可行性验证基础上,分析了阵列半径对接收波场能量的影响,初步确定了模拟定向震源的最佳阵列半径.通过分析方向性参数和井间距对接收波场能量分布的影响,获得了定向震源激发下接收波场的能量分布,为在井间地震偏移成像中进行能量补偿建立了基础.     

井间地震技术在松南油气开发中的初步应用研究

为了研究松南地区陆相砂泥岩薄互层储层岩石物性横向变化、微构造等对油气聚集的影响和探索利用高分辨率井间地震技术直接指示油气分布的可能性,开展了井间地震及地面小三维地震、VSP、测井等立体地震观测．使用了自行研制的井中炸药震源和常规地震记录仪器．采用层析成像方法、反射资料叠前偏移成像方法等对采集到的资料进行研究,得到了不同分辨率的地下构造和岩石物性信息,展示出不同方法技术在分辨薄储层能力上的差异．高分辨率的井间地震成果较好地实现了井间地层对比,查清了两井间储层横向变化和油气分布情况．层析速度与构造信息等的综合应用解释了两井油气产能差异的原因,建立了油气地质模型．所得成果显示出井间地震技术在油气开发中的潜力．     

井间地震数据的波动方程偏移成像

针对井间地震数据成像技术的一些缺陷并根据井间地震数据的特点,利用井间上、下行反射波信息,提出了一种基于波动方程的井间地震反射波偏移成像技术,该技术既考虑了井间地震数据的运动学特征(时间信息),又考虑了动力学特征(振幅信息).以PC机集群为计算平台,Linux为操作系统,设计了井间地震炮域波动方程偏移成像并行计算流程,并且在64位联想机群上用井间模型数据和某油田的实际数据对该技术和计算流程进行了测试和试处理,试验结果表明成像方法和并行算法正确、实用且计算效率高.     

井间声波透视法层析成象处理程序系统

本文简述了井间声波透视法之理论，对ＡＲＴ法与ＳＩＲＴ法进行了解释，介绍了笔者所作的对介质成像的Ｆｏｒｔｒａｎ计算程序系统，列出其程序设计思路框图。     

基于逆时偏移的井间地震角道集提取方法

井间地震角道集是地震资料偏移成像和地震资料解释的重要资料,在井间地震成像速度建模中有重要用途.针对井间地震观测系统的特殊性,研究了井间地震角道集提取方法.考虑到井间地震记录中包含上行反射波和下行反射波,从逆时偏移方程出发,推导了井间地震观测系统下的局部偏移距成像点道集提取公式,进而给出了角度计算公式和角道集提取流程.基于模型数据测试在速度正确时得到了拉平的共成像点道集,测试了速度误差对井间共成像点道集的影响,实际资料试处理也得到了较好的效果,表明本方法是合理可行的,为后续的速度分析等地震数据处理与解释工作奠定了基础.     

井间地震逆高斯束共反射点叠加成像（英文）

为了解决地下复杂微小构造的精细勘探问题,使用基于高斯射线束理论的逆高斯束叠加成像方法对井间地震反射波进行成像研究。井间地震常规射线类叠加成像方法由于覆盖次数受到限制,构造复杂区精细成像质量欠佳,而以波动方程为基础的井间地震偏移方法的成像时效性不高。本文方法借鉴高斯束合成地震记录的思想,将共炮集地震数据逆高斯束分解成共反射点道集数据,然后选取合适的面元进行共反射面元数据叠加,实现了井间地震逆高斯射线束共反射点叠加。与传统的VSP-CDP叠加成像方法相比,成像范围更加广泛,且适应复杂地质构造。该方法不仅能够对二维井间地震勘探资料进行成像,针对三维井间地震资料采用基于宽线处理思路的逆高斯束叠加成像方法仍可以处理复杂构造及斜井成像问题。理论模型及实际资料试算验证了本文研究方法的有效性与稳健性。     

井间电阻率层析成像研究新进展

由于井间电阻率层析成像方法具有施工方便、成本低、对钻孔无破坏作用且穿透深度也较大等优点，因而得到越来越广泛的应用，在过去几年内对该方法研究的重点在于提高计算效率和改善成像质量，本文从井间电阻率层析成像的基本原理出发，对该方法近年的新进展进行了比较和综述，还介绍了概率层析成像算法的原理，认为今后几年内在此领域内的理论研究重点将是探索有效的反演方法和提高成像质量。     

井间透射-反射波场分离方法及应用

近十几年来,井间地震在石油勘探领域发挥着重要作用.然而井间地震波极其复杂,给同相轴拾取、层析成像、偏移成像等工作带来了困难.因此,波场分离成为井间地震数据处理的一项重要内容.目前,不少学者研究了井间上下行波分离,纵横波分离等多种方法,但尚未出现相关文献研究透射波和反射波的分离方法.本文根据井间透射波和反射波在不同道集(共炮点集或共接收点集)中视速度极性的差异,首次提出了一种"透射.反射"波场分离方法.该方法首先在不同道集中利用τ-p变换进行视速度分离,得到反射上行波、反射下行波、透射上行波、透射下行波四个波场,然后选择对应的波场叠加,从而得到透射波和反射波.其中,透射波为井间层析成像提供了相对清晰的初至同相轴,尤其是横渡初至同相轴,以便进行到时提取;所得反射波为井中偏移成像提供了可靠的反射波数据,比人工切除透射波方法更为准确有效.本文通过理论模型试验和实际数据处理,证明了该方法的有效性和实用性.此外,在本文基础上,再进行纵横波分离处理可以得到更多的波场分量,为井间成像提供更有效的数据.     

井间电磁成像系统应用研究

井间电磁（EM）成像系统的技术目标是实现井间电学特性的直接测量,并提供井间电阻率的二维及三维图像.从1997年开始,胜利油田与美国EMI公司合作,开展了EM技术的应用与研究,主要是通过大型、系统的现场试验,在大井间距的条件下,进一步验证仪器的性能,进行油藏研究的适用性和可行性分析;以系统的现场实测数据为依据,加快成像处理方法和软件的开发;开展穿透金属套管井的EM试验,探讨金属套管条件下的电阻率成像方法。两年来,利用EMI提供的XBH2000型测量系统,对胜利油田典型的低电阻率砂泥岩剖面,成功地进行了3对井、10个井次的试验。试验证明了仪器性能的可靠,取得了测量重复性好、系统完整的井间EM数据.并反演得到电阻率成像,在分析井间油气分布和油层开采动态方面,取得了良好的地质效果.     

速度差对井间走时层析成像质量的影响及其改进方法

在井间地震初至走时层析成像中,随着相邻地质体速度差的增大,使得射线分布不均匀,以及网格剖分不合适,导致层析成像结果不理想.物理和数值模型的井间走时层析成像表明：当速度差超过300%时,层析结果畸变较大;在300%～150%之间时,层析结果较好;低于150%时,层析结果好.在此基础上,提出了井间多尺度初至走时层析成像方法,即对同一模型采用多种网格剖分来同时进行层析成像,以获得研究区域的速度图像.数学和物理模型的井间多尺度走时层析结果表明：该方法很好地兼顾了层析成像的分辨率和精度,极大地改善了井间地震层析成像的质量.即使速度差超过30%,其多尺度的层析结果仍然较好.因此,这种方法具有实际应用的潜力.     

井间地震资料测井约束层析成像

利用井间地震资料进行层析成像,由于受观测角的限制,其成像过程具有很强的不稳定性.为了提高成像过程的稳定性,本文将测井资料引入到反演过程中,利用测井资料约束井间地震反演成像过程.采用假设模型进行数值模拟和反演实验,并与无约束反演方法进行对比实验,多种反演结果对比表明,测井约束反演方法改善了层析成像过程的稳定性,提高了成像结果的精度.     

Field and synthetic experiments for virtual source crosswell tomography in vertical wells: Perth Basin,Western Australia

It is common for at least one monitoring well to be located proximally to a production well. This presents the possibility of applying crosswell technologies to resolve a range of earth properties between the wells. We present both field and synthetic examples of dual well walk-away vertical seismic profiling in vertical wells and show how the direct arrivals from a virtual source may be used to create velocity images between the wells. The synthetic experiments highlight the potential of virtual source crosswell tomography where large numbers of closely spaced receivers can be deployed in multiple wells. The field experiment is completed in two monitoring wells at an aquifer storage and recovery site near Perth, Western Australia. For this site, the crosswell velocity distribution recovered from inversion of travel times between in-hole virtual sources and receivers is highly consistent with what is expected from sonic logging and detailed zero-offset vertical seismic profiling. When compared to conventional walkaway vertical seismic profiling, the only additional effort required to complete dual-well walkaway vertical seismic profiling is the deployment of seismic sensors in the second well. The significant advantage of virtual source crosswell tomography is realised where strong near surface heterogeneity results in large travel time statics.     

射线法模拟分析井间地震观测的波场特征

按照井间地震的观测系统,用改进的突变点加插值射线追踪方法,追踪每炮每道的射线路径,计算几种主要类型的波沿射线路径的波至时间和射线振幅,制作井间地震多炮多道水平分量和垂直分量的合成记录.并将合成记录选排为井间共炮点道集、共接收点道集、共偏移距道集和共中心深度点道集,系统地分析了不同道集内几种主要类型的地震波的传播特征.对野外观测的实际井间地震记录进行了模拟,从复杂的井间地震记录中,识别出井间地震实际观测到的不同类型的波场,为随后的井间地震资料处理和应用提供了依据.     

井间地震技术的现状与展望

井间地震技术作为油气田勘探开发领域的一项新技术已越来越受到人们的重视。近几年来。在我目的一些油田已先后与国外从事井间地震的公司合作开展了井间地震工作。取得了一些成果,本文简要回顾了井间地震的现状与发展,较为详细的介绍和对比了Tomoseis和OYO Geospace两家公司的井间地震数据采集设备的性能及优缺点。概述了井间地震的资料处理,同时也指出了目前井间地震存在的问题及技术难点与对策,并展望了发展方向。     

井间地震资料精细解释方法研究与应用

井间地震资料分辨率很高,但是缺乏成熟的解释方法,本文针对井间地震资料的特点,借鉴地面地震解释技术对井间地震资料开展了精细解释方法研究.首先在深度域资料特点分析的基础上,利用区域速度和层析成像速度将深度域井间地震资料转换到时间域进行研究,并通过粗化降频建立起井间地震资料与地面地震资料之间的相似性联系,得到对井间地震低频反射特征的认识,结合井旁道合成地震记录标定建立起井间地震资料的反射特征,准确的解释了井间地震的反射层位.采用地震瞬时属性分析和时频属性分析得到了对沉积环境的认识,进一步通过波阻抗反演更好的认识井间储层特征.在实际应用中综合多种方法进行解释,并结合测井资料对比落实了井间砂体展布特征,得到对井间储层的精细描述结果,解决了两口井之间储层分布范围、横向连通性及厚度变化等问题,取得了较好的应用效果.     

时间域相邻道地震波衰减成像研究

在时间域中,利用地震记录中的振幅与上升时间信息可以计算出岩石介质的品质因子Q值.由于震源能量难以测量,本文通过共炮点道集相邻道循环对比的方法,消除了震源对计算过程的影响,推导出时间域相邻道振幅与上升时间衰减成像的计算公式,并在振幅衰减成像的计算过程中,去除了非粘滞性衰减成分.为了更全面地综合利用波形信息,并充分利用各种方法的长处,将波速成像、振幅衰减成像、上升时间衰减成像集成到一个处理流程中,通过在岩体结构研究中的实际应用,证明这种综合方法具有灵活、实用、可靠的特点.     

Designing and testing a network of passive seismic surveying and monitoring in Dehdasht (South Western Iran)

From August 2016 to July 2017, a passive seismic survey was conducted in South Western Iran as a part of a pilot project aimed to improve the imaging in geologically complex areas. Passive seismic methods have shown to be a useful tool to infer the physical properties of the underground geological structures where traditional hydrocarbon exploration methods are challenging. For this purpose, a dense passive seismic network consisting of 119 three-component borehole seismic stations was deployed over an area of 400 km² around the city of Dehdasht. This paper focuses on the details of the network design, which was devoted to high-resolution seismological applications, including local earthquake tomography and seismic attenuation imaging. In this regard, we describe the instrument types and the station installation procedures used to obtain high-quality data that were used to retrieve three-dimensional models of P- and S-wave velocity and P-wave attenuation in the area using tomographic inversion techniques. We also assess the network performance in terms of the seismic ambient noise levels recorded at each station site, and we revise the horizontal orientation of the sensors using surface waves from teleseismic earthquakes.     

井间地震物理模拟研究

井间地震资料具有极高的分辨率,但是,其波场十分复杂,特别是有效一次反射波场能量较弱,且往往被管波等强相干干扰淹没,波场的识别与分离难度较大.地震物理模拟技术是认识复杂地震波场的有效手段.我们通过单一地质体模型、复杂地质体模型和真实井间模拟模型等多种逼真地质模型的物理模拟,揭示了井间地震观测下直达波、透射波、反射波、折射波,多次波和导波等各类波型的特征.物理模拟试验表明,在炮检域平面上分析直达波的信噪比与能量分布,可以使处理人员对旅行时的误差有更直观的认识.所以识别初至与拾取旅行时间时,不仅要在共震源点道集(CSG)上分析拾取,而且还要在共炮检距道集(COG)上分析拾取,这样就提高了直达波识别的可靠性与拾取时间的精度.