Walkaway和Walkaround VSP技术在东海深层气田中的应用

海上非零偏VSP技术是一项在地震船井周放炮以实现变井源距激发、井筒中布设三分量检波器进行接收的井筒物探技术.本次试验采集是Walkaway和Walkaround VSP在中国近海海域深层气田的首次非零偏VSP联合试验,为改善海上深层常规拖缆三维地震资料品质提出了新的解决方案.东海盆地存在目的层埋藏深、构造复杂以及储层非均质性强等特殊地质条件,常规拖缆地震采集处理存在多次波发育、信噪比和分辨率低等问题.经过优选试验靶区,开展采集模拟设计,优化采集方式和采集参数等确定了观测系统,在东海深层开展了四个方向的Walkaway VSP以及两个不同半径环线的Walkaround VSP现场作业,通过精细处理获得了井周精细构造及储层信息.同时,利用非零偏地震资料求取衰减因子和多次波模型等相关地震参数,通过井控三维处理得到分辨率和信噪比增强的拖缆三维地震数据.实际应用及分析表明,该项井震结合技术可有效提高地震资料品质,对海上深层气田砂体追踪和气藏描述效果良好.     

井间地震应用效果分析

介绍了井间地震方法在胜利油田的应用情况，列举了永安镇和罗家两种不同地质情况的成功实侧，涉及到井间地震的资料采集、处理及解释等方面。分析了井间地震与地面地震、VSP等方法相比的优劣所在，指出了井间地震的应用前景。     

库车坳陷高陡构造地区零井源距VSP资料波场分析与识别

库车坳陷属于高陡构造地区,油气资源丰富,勘探潜力巨大.但是该地区地下构造复杂,断裂发育,地层倾角陡,地震波场复杂,地震成像品质较差是制约库车复杂构造研究的主要因素.零井源距VSP资料波场上转换横波很发育,波场记录上转换横波和纵波同时存在造成该地区地面地震波场相当复杂,影响地面地震资料的成像品质.因此为了避免地面地震资料处理过程中各种波场的相互影响,利用VSP波场信息能防止地面地震资料处理过程中可能出现的"陷阱".本文充分发挥VSP波场信息丰富的特点,通过库车坳陷高陡构造地区零井源距VSP波场正演模拟和实际资料波场分析,准确识别纵波和转换横波波场,并利用有效的波场分离手段分离出VSP纵波波场和VSP转换横波波场.通过VSP纵横波波场与实际地面地震资料对比,能很好地识别出了地面地震资料上的纵波和转换横波波场,为库车坳陷高陡构造地区地面地震资料处理提供参考依据.研究表明:库车坳陷高陡构造地区转换横波在地震纵波成像中影响较大,建议库车坳陷高陡构造地区地面地震处理要加强转换横波的识别与应用,进一步加强井地联合处理攻关研究,获得更可靠、更高品质的纵波资料,同时也能得到更为丰富的转换横波资料.     

RVSP等效地面处理方法研究

RVSP或VSP勘探,都属于垂直地震剖面法.由于激发点或接收点置于井中,距离目的层更近,在低速层中共传播一次,具有能量衰减少,频带宽等优势,在煤层气预测、岩性勘探等领域具有广泛的适用性.鉴于RVSP和VSP在野外数据采集和波场特征方面具有很大的相似性,目前RVSP资料常规处理一般采用VSP处理流程.相对于地面地震资料处理,VSP处理软件还不够成熟,影响了RVSP技术的发展.利用地面成熟处理方法来处理RVSP资料的新思路对提高RVSP成像精度具有重要意义.实现RVSP记录与地面记录的等效转换是采用地面处理方法的关键.实际资料表明RVSP等效地面处理方法具有很好的成像效果.     

VSP地震干涉成像及应用研究

受井中检波器串级数局限,垂直地震剖面(VSP)反射波成像范围窄,且不能对井中最浅接收点上方区域有效成像.虽然多次波成像能扩大成像范围,但在实际应用中尚有诸多困难和挑战.本文根据Wapenaar的地震干涉理论,基于上下行波场分离技术,研发了VSP地震干涉成像方法.该方法将VSP自由表面多次波重建为在地表震源位置激发(虚震源)接收的拟地面地震反射波,然后偏移成像,以达到对多次波间接成像的目的.通过数值模型实验,测试了VSP干涉成像的极限分辨率,并讨论了主要采集参数的影响,结果表明:该方法的垂向和水平极限分辨率分别达约10m和20m,且能分辨深度达6500m处的50m×100m溶洞;采用12至24道井中检波器串采集的VSP资料,其干涉成像结果显著优于VSP反射波成像,与相应的地面地震成像效果相当.将本文方法应用于新疆地区采集的VSP资料,结果表明:与VSP反射波成像相比,成像同相轴更加连续,成像范围显著扩大;与地面地震成像相比,成像结果相当,尤其在浅中部甚至更好.新方法不仅无需进行井中接收点静校正,且能显著增大成像范围,有利于成像同相轴的追踪对比、地震属性提取和地质解释,尤其对中国新疆地区深部缝洞型储层的成像,具有广泛的实际应用前景.     

工程VSP与地震CT联合探测方法及其在岩土工程的应用

垂直地震剖面（Vertical Seismic Profile,简称VSP）和层析成像（Computerized Tomography,简称CT）方法,不仅能够使用统一的数学方法描述（如射线理论）,并且在其勘探实践活动中完全可融为一体而成为优化技术组合下的高分辨工程物探方法.特别是在井间地震CT数据采集现场施工中,充分利用VSP和井间CT数据采集方式的兼容性和优化观测系统参数设计,几乎可以不增加野外工作费用,就能够同时获取井间地震CT数据和施测孔的逆向VSP数据体.如井中排列多点激发,地面各接收点构成多偏移距逆向VSP道集,并可组成关于孔中各炮点的变偏移距逆向VSP道集.这种高分辨技术组合在近地表大中型岩土洞室工程测试环境中更易于实现.本文简述了工程VSP与地震CT数据一体化观测系统,介绍了联合速度反演初始模型的建立与成像处理流程,给出VSP和CT联合成像方法应用于三峡大坝工程物探检测中的一个实例简介,最后得出相关结论并提出建议.     

井-地观测系统（3D+VSP）和基于模型的处理技术有关问题的讨论

对了解地下构造和描绘地下油气分布来说,用地面地震勘探技术可以分辩15～30 m的地层.低分辨率和缺乏详细的速度信息会降低地面地震勘探的效果,在研究更薄细的油气储层和研究已研究过的老区时,我们要采用一些更先进的勘探技术,对储层进行更精确的预测和描绘.本文分析了 VSP、测井和地面地震勘探各自的优势、不足和局限,采用VSP方法,我们只能得到井周围一定空问内的丰富速度信息,而详细的速度模型可以极大地提高地面地震勘探的效果.据此分析,组合VSP和地面地震方法优势的井-地观测系统(3D VSP),可有效地增加信息量,并可通过引入VSP数据处理时所用的基于模型的处理技术,来使井-地观测系统的优势进一步扩大,在此基础上,如果与精细测井相结合,可以更好的寻找和开发剩余油气,这将是我们今后重要的发展方向.     

非零偏VSP技术在油田复杂断块开发中的应用

非零VSP是一种地面激发,井中接收的地震观测技术.其信号能量强,频带宽,波场信息丰富.能够获得“三高”的地震反射信息.针对复杂断块油田开发后期的精细描述,非零VSP是一项有效的开发地震技术手段.多年来,在三维地震资料品质较差情况下,VSP是对三维地震信息的一种补充,解决了辽河油田复杂断块开发中存在的小断层、薄砂体认识不清的许多地质问题.为油田复杂断块开发提供了一种有效的技术手段.     

大庆油田M1井3D VSP成像方法与应用

3D VSP地震数据具有高分辨率和高信噪比的特点,常规的VSP成像方法在大庆油田资料的处理中一直未见到理想的效果.依据大庆油田VSP资料的特点,设计了3D VSP资料的处理流程,主要包括三分量波场逐点定向方法和Q补偿的子波反褶积等预处理方法,所设计的流程具有高分辨率、高保真性的特点.大庆油田M1井的实际资料处理结果显示,所形成的方法可将VSP资料的频带展宽约20 Hz,同时对地面地震也进行了反褶积处理,反褶积后,地面地震的分辨率得到有效提高,波组特征更加清楚.实际数据计算表明,所形成的方法具有很好的实用性,可实现地下介质的精细刻画,可在具有同类地质条件的研究区推广应用.     

多尺度地震资料联合反演方法研究

常规三维地面地震反演不可避免的存在多解性和分辨率不高的缺陷,而油藏地球物理阶段丰富的多尺度地震资料为减小多解性、提高分辨率提供了可能.基于贝叶斯反演理论,通过联合概率分布建立新的似然函数,将三维地面地震、VSP和井间地震三种多尺度资料有机地融合在一起,完善了多尺度地震资料联合反演框架及反演流程.模型测试及实际资料处理表明,联合反演算法有效地引入了小尺度地震资料中的高频信息对大尺度资料进行约束,反演结果在保留大尺度地震资料特征的基础上提高了分辨率,降低了多解性,同时促进了多种地震资料之间的相互匹配.     

基于波动方程正演模拟的多尺度地震资料反射特征分析

地面地震、VSP和井间地震等多尺度地震资料在油气勘探开发中发挥着重要的作用,但不同的观测尺度和资料采集处理方式限制了多种资料之间的有效匹配和综合应用.通过对同一地质体模型采用波动方程开展正演模拟分析,进一步开展逆时偏移有利于更好地建立起多尺度地震资料之间的联系与差异.分析表明,地面地震、VSP和井间地震等不同尺度下的观测资料都能在对应的范围内准确反映地质体的地震反射特征,而观测尺度和观测方式的不同则导致多尺度地震资料在分辨率、波场信息丰富程度和观测范围等方面存在差异;正演模拟地震道的时频分析进一步表明多尺度地震资料在时间域和频率域都存在着较好的联系,特别是井间地震和VSP等井中地震资料能够提供更为合理、可靠的高频信息,在提高地面地震资料分辨率方面具有明显的优势,为开展多尺度地震资料的综合研究与应用提供了基础.     

基于Walkaway VSP的Thomsen各向异性参数估计与应用(英文)

Thomsen各向异性参数的求取对于正确的时深转换和深度域偏移成像处理至关重要。相比其它各向异性参数估算方法,从VSP资料中更容易获取准确的各向异性参数用于地面地震偏移成像。本文分析研究了利用Walkaway VSP资料估算VTI介质Thomsen各向异性参数的方法,该方法基于VTI介质近偏移距动校正公式利用Walkaway VSP近偏移距初至信息求取各向异性参数δ;基于各向异性介质纵波速度Thomsen近似公式采用射线追踪时差扫描方法求取各向异性参数ε。数值模型正演表明利用该方法估算的各向异性参数误差较小。利用塔里木盆地8个方位的Walkaway VSP实际资料求取了该区深度域Thomsen各向异性参数ε和δ值,同时结合地面三维地震资料建立了较为准确的各向异性深度一速度模型用于叠前深度偏移成像,进一步提高了碳酸盐岩储层的成像精度,减小了目标地质体的深度误差。     

基于零井源距VSP资料的井地联合溶洞定位方法研究及应用

为了确定碳酸盐岩地区目标井钻头前方缝洞体的空间位置,提出一种基于零井源距VSP资料的井地联合溶洞定位方法,提高缝洞型碳酸盐岩储层直接钻遇率.该方法主要利用钻井过程中获得的准确VSP速度修正地震三维速度场,对井区一定范围内的地震三维资料进行重新叠前深度偏移处理.通过零井源距VSP资料标定老三维地震资料(原定井位的三维地震)和新处理的三维地震资料,对比解释新、老三维地震资料,确定溶洞的空间位置变化.实时提供钻井靶心坐标,提高中靶精度.目前该方法已经在塔里木盆地塔北碳酸盐岩地区得到验证,并在塔中碳酸盐岩地区成功应用4口井,4口井在钻井期间均发生不同程度的放空和漏失,取得了较好的应用效果.该方法的成功应用为提高缝洞型碳酸盐岩储层直接钻遇率提供了一条新思路.     

基于双曲线校正的偏移距VSP速度分析

本文引入了一种VSP速度估算方法——基于双曲线校正的VSP速度分析方法,它将VSP记录沿反射波射线路径按时间外推成地面地震记录,然后利用上行波,按地面双曲线公式,给定一系列叠加速度,在共炮点道集内进行速度扫描,制作叠加速度谱,然后根据动校正结果的好坏,来估算地层的均方根速度.这种方法与常规的利用下行直达波计算速度相比,可以获取视观测井段以下的地层速度,并且获取的速度与地面地震的叠加速度一致,有机地将VSP与地面地震结合起来.     

零偏移距VSP资料层Q反演及其应用研究(英文)

地层品质因子Q的可用于地震资料高分辨率处理,而从VSP资料下行直达波更容易获取准确的地层品质因子。通过对零偏移距VSP资料的监控子波和下行初至波的频谱进行综合分析,仿照Ricker子波频谱的表达式,本文提出了震源子波频谱新的表达式。在震源子波频谱新的表达式基础上,我们介绍了改进的频谱拟合法和改进的谱比法的层Q值反演方法及相应的处理流程。基于本文提出的层Q值反演方法,利用实际的零偏移距VSP资料的下行直达波,反演稳定的层Q值,并用于零偏移距VSP资料及井旁地面地震资料的反Q滤波振幅补偿处理,提高了地震资料的分辨率。     

中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查

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5000 m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5000 m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.     

双井Walkaway VSP技术在辽河坳陷曙光高陡构造地区的应用研究

针对辽河坳陷西部凹陷曙光潜山高陡构造带顶界面断裂成像精度差、内幕地层识别难的问题,开展双井Walkaway VSP应用研究.利用大阵列检波器接收、炸药与震源联合采集方法,获得了高品质采集数据,是高陡构造成像的基础;子波一致性校正、基于射线追踪的矢量波场分离、VSP数据与地面地震数据联合各向异性速度建模、双井Walkaway VSP成像方法对比等针对性处理技术和波阻抗反演、地震属性提取等综合研究方法的应用,精细刻画了潜山顶界面,新识别出井旁小断层,落实了大倾角潜山构造形态,分析了内幕地层的接触关系,对板岩隔夹层及储层分布有进一步认识,展现了Walkaway VSP技术在高陡构造地区的应用前景.研究得到以下认识:(1)逆时偏移成像方法对高陡潜山成像更具适用性;(2)增加检波器进入潜山内幕的深度,避开潜山高速顶界面的能量屏蔽及滑行波、转换波等干扰,对潜山勘探具有重要意义;(3)双井Walkaway VSP联采时,两井距离要控制在一定范围内,防止两井间距离过大对深层偏移成像造成影响.     

非重复采集时移地震正演模拟及可行性分析

本文主要研究前期为常规三维地震勘探和后期为高精度三维地震勘探的这种典型非重复采集时移地震的可行性,主要使用正演模拟和匹配处理相结合的方法进行.本文推导了基于PML边界的三维声波波动方程时空域高阶有限差分正演方程,根据岩石物理流体替代分析方法计算得到时移前后储层的弹性参数,建立了时移地震地球物理模型,设计了常规三维和高精度三维观测系统,进行地震正演模拟,获得了非重复采集时移地震理论模拟数据.利用匹配处理法对非重复采集时移地震正演模拟数据和实际资料进行可行性分析,匹配处理过程主要包括初始数据匹配、一致性处理和互均化处理等.理论模拟数据和实际资料的匹配处理结果表明,通过针对性的分析和处理,利用非重复采集的地震资料进行时移地震研究是可行的,能够得到较好的时移地震响应,在一定程度上反映了油藏的变化情况.     

基于复数波场分解的VSP逆时偏移方法研究

相比地面地震勘探,垂直地震剖面(VSP)资料信噪比高,从VSP偏移结果中能够准确地识别井旁小的地质构造.在VSP偏移方法中,VSP逆时偏移方法基于双程波动方程,具有成像精确且无倾角限制、适应任意复杂速度模型等诸多优点,受到人们广泛关注.传统的VSP逆时偏移方法会在成像剖面上产生低频噪声,同时井中检波点分布位置附近会产生井轨迹噪声,严重影响了成像剖面的质量.在本文中,我们利用优化时空域频散关系求解差分系数,提高数值模拟精度;采用混合吸收边界条件压制边界反射,减少边界反射对成像的影响;通过Hilbert变换来构建复数波场,利用波场分解成像条件进行VSP逆时偏移成像,来压制低频噪声和井轨迹噪声.数值模型和实际资料测试表明,基于复数波场分解成像方法能够实现高精度的VSP逆时偏移,并且能够有效地压制VSP逆时偏移中的低频成像噪声和井轨迹噪声;相比地面地震逆时偏移,本文方法能够对井旁构造和盐丘下构造取得更清晰的成像结果.     

三维VSP数据高效偏移成像的超道集方法

当前的三维VSP地震数据偏移成像实现都是在共炮点道集或共检波点道集中逐个道集循环进行的,计算效率相对较低.根据三维VSP观测系统中炮点和检波点布置的特殊性和地震波场满足线性叠加的特性,本文提出了一种三维VSP数据的高效偏移成像方法,即首先通过对三维VSP共接收点道集进行地震数据的广义合成得到一种超道集,然后在共接收点道集的波场深度外推过程中逐步应用多震源波场对超道集进行偏移成像,即利用一次波场深度外推循环完成对所有共检波点道集数据的偏移成像.通过三维VSP模型数据与实际地震数据的偏移成像试验验证了这种高效的超道集偏移成像方法可取得与常规共检波点道集相当的偏移成像效果,还具有极高的计算效率,其计算量与单个共检波点道集的偏移成像计算量相当.