大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量
垂直地震剖面技术简介
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。
一种利用垂直地震剖面与测井联合的地震层位标定方法
石油工业计算机应用
2017 年 12 月
1984.7m 后温度缓慢上升， 2010.5m 升至最高 70.0℃， 随后缓慢下降， 至 2016.2m 降至 68.4℃， 随后又缓慢 上升， 2047.4m 升至 75.7℃， 2094.8m 升至 77.3℃。压 裂后温度： 1986.0m 以上是正常地温， 温度为 59.6℃； 1986.0m 后温度缓慢下降， 2024.5m 降至 57.7℃， 随后 缓慢上升， 2069.7m 升 至 76.2℃ ， 2094.8m 升 至 76.3℃。整个测试井段压裂前温度明显高于压裂后 温度， 平均高出 10℃左右， 说明压裂时注入的压裂 液对井筒温度造成影响。通过压裂前后温度曲线对 比可以看出， 在 1997.3m—2069.7m 之间， 温度出现 突变， 该 段 也 在 压 裂 井 段 1993.3m——2069.2m 之 间， 说明该段受到压裂影响， 为压裂见效井段。
参考文献： [1]马明等， 蒸汽驱油藏温度剖面监测技术研究， 特种油气藏， 1997 年， 第四卷第四期. [2]李正魁等， 井温曲线在吸水剖面测井解释中的应用， 断块 油气田， 1998 年 9 月， 第五卷第五期. [3]孙国峰， 井温资料在测试解释中的应用， 中国石油和化工 标准和质量， 第 12 期， 47.
过钻具存储式井测井仪平衡结构
专利申请号： CN201420767883.4 公开号： CN204357426U 申请日： 2014.12.09 公开日： 2015.05.27 申请人： 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 本实用新型公开了一种过钻具存储式井径测井仪平衡结构， 包括上端接头、 外壳、 下端接头和传动机 构， 传动机构上部与上端接头连接， 外壳内设置有电位器和与电位器连接的电子线路， 电位器上连接有伸缩 杆， 伸缩杆与传动机构下部连接， 当传动机构受井壁挤压时， 传动机构带动伸缩杆运动， 下端连接头与外壳 密封固定连接。本实用新型不需要注油的方式， 就能达到压力平衡的目的， 降低仪器的装配和维护难度。
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，
垂直地震剖面测井仪-精品
2020/4/14
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
2020/4/14
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
2020/4/14
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。
• 工作温度：0～50℃ • 最大电压：450 Vdc • 最大电流：2A
2020/4/14
震源系统
• 震源系统包括无线连接系统HOTLINK，震源控制 HOTSHOT，震源气枪和空气压缩机。
• 每个HOTSHOT最多控制4支气枪。可以4个 HOTSHOT通过级联方式最多控制16支气枪。
• 气枪在结构上进行了优化，能够有效抑制气泡效 应，压制多次波。
2020/4/14
垂直地震剖面测井仪 VSP
北京捷威思特科技有限公司 Beijing Geo-Vista Technology Ltd.
VSP测井
Vertical Seismic Profile (VSP) 即垂直地震剖面测井，是一种特殊 的地震观测方法。该方法在地表激发地震波，再在沿井内不同深度布 置的多级多分量的检波器上进行观测。和其他井中地球物理技术相比 ，VSP在探测范围上有很大的优势，能得到井周围几平方公里到十几 平方公里的三维直达波、纵波、转换波和横波数据，成像分辨率更高 ，降低了时间与深度的不确定性，能帮助量化各向异性，更好的解决 油田地质问题。
中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查
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
大陆架科学钻探南黄海CSDP-2井的垂直地震剖面资料采集技术
大陆架科学钻探南黄海CSDP-2井的垂直地震剖面资料采集技术吴志强;郭兴伟;祁江豪;丘学林;张雪飞;谭云龙;黄聿晓;李文强【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》【年(卷),期】2018(38)3【摘要】CSDP-2井位于南黄海盆地中部隆起西部,是大陆架科学钻探项目在中部隆起上实施的第一口以探查印支构造面以下海相中-古生界地层属性为目标的科学钻探井,对了解中部隆起前新生代基岩地层赋存关系具有重要意义。
为了获取井孔的高精度地层速度及高信噪比地震波场特征,建立准确的地震层位与钻井地层的对应关系,对该井实施了垂直地震剖面(VSP)观测。
针对观测井的地震地质条件和观测目标,采用了由4条1500in3的Bolt气枪组成的大容量气枪阵列作为地震激发震源,克服了海相地层顶界面强反射对地震波强烈阻滞的难题;通过三分量数字检波器等间距观测方法,记录传播到井中的地震波场信号。
现场的初步处理结果表明,获得了高信噪比的地震波场信号,纵波和转换波信号清晰、特征突出。
【总页数】9页(P199-207)【关键词】垂直地震剖面;观测;大容量气枪震源;强反射界面;南黄海盆地【作者】吴志强;郭兴伟;祁江豪;丘学林;张雪飞;谭云龙;黄聿晓;李文强【作者单位】自然资源部海洋环境地质重点实验室青岛海洋地质研究所;青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;中国科学院边缘海地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所;山东省第三地质矿产勘查院;东方地球物理公司新兴物探开发处;山东科技大学;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院【正文语种】中文【中图分类】P738【相关文献】1.大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量 [J], 吴志强; 庞玉茂; 祁江豪; 张训华; 郭兴伟; 丘学林; 张雪飞; 谭云龙; 黄聿晓; 李文强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
垂直地震剖面测井仪研究报告
2020/7/16
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
2020/7/16
垂直地震剖面测井仪 VSP
北京捷威思特科技有限公司 Beijing Geo-Vista Technology Ltd.
VSP测井
Vertical Seismic Profile (VSP) 即垂直地震剖面测井，是一种特殊 的地震观测方法。该方法在地表激发地震波，再在沿井内不同深度布 置的多级多分量的检波器上进行观测。和其他井中地球物理技术相比 ，VSP在探测范围上有很大的优势，能得到井周围几平方公里到十几 平方公里的三维直达波、纵波、转换波和横波数据，成像分辨率更高 ，降低了时间与深度的不确定性，能帮助量化各向异性，更好的解决 油田地质问题。
2020/7/16
VSP工作示意图
2020/7/16
• 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。
• 每个HOTSHOT最多控制4支气枪。可以4个 HOTSHOT通过级联方式最多控制16支气枪。
• 气枪在结构上进行了优化，能够有效抑制气泡效 应，压制多次波。
大陆架科学钻探csdp-2井钻探施工的几项关键技术
第36卷第1期Vol 36 No 1ISSN 1009-2722CN37-1475/P海洋地质前沿Marine Geology Frontiers张英传，翟育峰•田志超•等.大陆架科学钻探CSDP-2井钻探施工的几项关键技术［J ］.海洋地质前沿・2020,36（1）：74-76.DOI ： 10.16028力.1009-2722.2019.208大陆架科学钻探CSDP-2井钻探施工的几项关键技术张英传1,翟育峰|.田志超|,郭兴伟［（1山东省第三地质矿产勘查院•烟台264004；2中国地质调查局青岛海洋地质研究所•青岛266071）0引言南黄海连接了扬子块体和海区.是联系朝鲜 半岛和东亚大陆边缘演化的重要组成部分。
在 南黄海中部隆起实施的大陆架科学钻探CSDP-2井•承载着多个科学目标：在建立陆架区晚新牛 代以来的标准地层层序基础上.开展古气候与 古环境演化研究.探讨东亚大陆边缘的源汇过程；获取南黄海中古生代海相地层，研究扬子 块体向东延伸的大地构造格局与岩相古地理. 详细评价其油气资源潜力。
科学目标的实现.有赖于陆架区钻探平台的选取.更需要钻探技术的创新来获得高取心率的连续岩心。
大陆架科学钻探CSDP-2井钻探施工存在 几个技术难题：①如何选取钻探平台.采用石油 钻井平台费用昂贵.采用简易钻探平台无法适 应水深与安全要求；②第四系和新近系地层未固结•难获取高取心率；③海水配冲洗液对冲洗 液提出更高的要求；④海水钻探对钻具及平台 的腐蚀加剧；⑤海上气候多变，影响施工进度。
通过自主研发制造“探海一号”钻井平台.采用 三层管取心钻进工艺、海水聚合物泥浆体系等多项技术措施，达到了全井97. 7%的高取心率，创造了 2 843. 18 m 全球大陆架全取心科学钻探 的世界最深纪录。
收稿日期:2019-06-04作者简介：张英传（ 1965—）・男•高级匸程师•主要从爭地质岩心钻探、水文水井钻探工作.E-mail ：syzzyc@1 工区概况大陆架科学钻探CSDP-2井位于东经121°15'41".北纬 34°33'18. 9",连云港以东约 170 km.水深度22〜25 m 。
垂直地震剖面的基本概念
垂直地震剖面法第一部分1.垂直地震剖面的基本概念：垂直地震剖面(VSP)是一种地震观测方法，它是与通常地面观测的地震剖面相对应的．地面观测的地震剖面是在地表附近的一些点上激发地震波，同时在沿地面测线布置的一些检波点上进行观测；垂直地震剖面也是在地表附近的一些点上激发地震波，但它是在沿井口不同深度布置的一些检波点上进行观测．前者检波器放在地表，测线沿地面布置，所以又称水平（或地面）地震剖面；后者检波器放在井中，测线沿井孔垂向布置，所以称为垂直地震剖面．在水平地震剖面中，因为检波器置于地面，所以除沿地表传播的直达波和面波外，只能接受到来自地下的上行波；在垂直地震剖面中，因为检波器通过井置于地层内部，所以既能接受到自下而上传播的上行波，也能接受到自上而下传播的下行波，这或许是垂直地震剖面与水平地震剖面相比最重要的一个特点．垂直地震剖面实际上也是一种井中观测方法，它是早已广泛使用的地震测井（又称速度检验放炮）方法的变革和发展．地震测井和垂直地震剖面的不同在于：前者只利用记录的初至波，后者不仅利用记录上的初至波，也要利用记录上的续至波；前者的观测点距通常较大，后者的观测点距很小；前者只利用震源在井口附近的零偏移距观测系统，后者还利用震源偏离井口的偏移距观测系统和多偏移距观测系统；前者的目的主要是测定波速，后者主要是研究井旁地层剖面及在实际地质介质中研究波的形成和传播的规律．除此之外，垂直地震剖面在其发展过程中已经研制了专门的仪器系统，试验了成套的野外工作方法，并发展了解释的理论基础．所以它已远远超出地震测井原来的范围，而发展成为一套完整的，独立的，新的观测方法．垂直地震剖面有一些明显的优点：（１）地面剖面基本上是通过观测波场在水平方向的分布来研究地质剖面的垂向变化，垂直剖面是通过观测波场在垂直方向的分布来研究地质剖面的垂向变化，因此，波的运动学和动力学特征更明显，更直接，更灵敏．（２）地表观测离开介质内部有意义的界面较远，与界面有关的波需要经过一段复杂的旅程才到达地表，垂直剖面可以在介质内部紧靠界面附近观测，因而可直接记录到与界面有关的较纯的地震子波的波形．（３）地面地震记录上主要的干扰波大都来自剖面上部，由于这些干扰，往往使地面记录上波的识别和对比发生困难．垂直地震剖面由于在介质内部点上直接观测，因而有可能避免和减弱上部低降速带的干扰，易于识别波的性质．（４）地面观测时，由于剖面上部的影响，地震噪声水平较高，仪器有效灵敏度受到限制，因而很难记录和识别强度低的弱波．垂直剖面在介质内部的点上观测，由于地震噪声水平随深度迅速衰减，因而可以大大提高仪器的有效灵敏度，并使弱波的观测成为可能．（５）地表观测时，不同界面的波到达地表测线上各点的方向都是来自下方，且彼此差异不大，垂直剖面观测时，不同界面的波到达井内测线上各点的方向可以是来自上方，也可以是来自下方，而且在界面附近发生突变，所以垂直剖面可以有效地利用波的达到方向这一特点．（６）地表观测时，由于低速带和剖面上部的影响，波的质点运动方向发生畸变．垂直剖面由于能避开剖面上部和低速带的干扰，所以能够较准确地观测波的质点运动方向，因而可以利用波的＂空间偏振（或极化）＂这一特别灵敏的参数来研究波的性质和地层岩性．2.VSP震源选择的一般原则：１）VSP所用的震源最好与VSP井旁地面地震剖面所用的震源一致．２）VSP各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性．３）VSP震源的输出强度应该适中．４）激发频谱应尽可能宽，以便提高分辨率．除此之外，激发的干扰波能量应该相对较小或者易于压制，激发的波型应该与勘探的目的相一致等等也都是选择震源时应该考虑的原则．3.垂直地震剖面所用的震源有：炸药震源，振动震源，气枪，电火花震源，横波VSP震源4.干扰波分析：VSP使人们发生强烈兴趣的一个优点是它可以避开地面观测时来自地表附近的一些噪声，但是VSP也有它自己的一些噪声，例如电缆波，套管波，井筒波，井下仪器耦合不良的噪声和其它噪声等．1).井筒波井筒波是VSP观测中最讨厌的一种相干噪声，多次激发时，自身会重复出现，不能像压制随机相干那样，通过叠加消除，它是沿井柱流体传播的波，也可看成是井柱流体和其周围地层的柱形分界面附近传播的界面波．VSP资料采集过程中井筒波的压制和预防，具体来说，可以有下面一些方法：（１）增加震源偏移距；（２）在震源和井口之间设置障碍物；（３）震源组合；（４）在安全和实际许可的范围内降低泥浆柱顶面的高度．2).井下仪器和地层耦合不良引起的噪声如同地表观测时，因检波器埋置不良将引起地震噪声一样，VSP观测时，如果井下仪器没有推靠到井壁上或者推靠力不够也将引起不同程度的噪声．为了避免因井下仪器与地层耦合不好而引起的噪声，首先必须采用有推靠装置的井下仪器，而且推靠力要足够大，在在裸眼井中观测时，应该参考井径曲线，避开井径过大的深度位置，并在预定深度上下移动，选择有可能牢固推靠井下仪器的位置．3).电缆波电缆波是一种因电缆振动引起的噪声．电缆波的速度与电缆结构有关，对于测井中常用的多芯屏蔽电缆，加尔彼林测得的速度是2500-3500米／秒．电缆波在记录浅部可以成为初至波，如果将其错误地识别为下行直达波，会使速度分析的结果弄错．电缆波也可以是续至波，在VSP记录上它将掩盖正常的地层反射．引起电缆振动的原因包括：地表井场附近的机械振动；风摇动井架；地滚波扫过井口等．通常防止电缆波干扰的办法是：先把井下检波器组牢固地推靠到井壁上，而后放松电缆观测，一般松缆长2-4米，就能对电缆波的传播产生足够的阻尼；松缆太多，反而会引起电缆缠绕打结，造成遇阻的危险．4).套管波套管波主要是由于套管和地层胶结不良而引起的一种干扰．靠近地表的井段常常下有多层钢套管．如果每层套管以及套管和井壁之间都胶结很好，仍然可以记录到良好的地震响应．苏联对于浅部多层套管引起的鸣震干扰的解决办法是，在VSP 观测井附近再钻－浅井，下套管，并很好的胶结，以代替原来VSP 观测井的浅部进行观测．有的井内只有单层套管．如果套管和井壁地层之间胶结良好，则VSP 观测的效果可与裸眼井等价．5).其它噪声（１）交流电感应；（２）柴油机等的振动；（３）随机振动．第二部分１．同深度迭加同深度迭加类似于常规地震勘探中的垂直迭加，即对每一井下观测深度，重复激发5到30次．每次独立地记录，而后将这些多次记录的起始时间对齐并相加．设记录深度为i Z 时第ｊ次激发的一道记录为)(,i Zi t f ，则迭加后的记录为：)(,i Z i t f )(,1J i Z i tj f ==∑ 式中Ｊ－重复激发的次数．同深度迭加的目的：（１）增强信息能量；（２）压制随机噪声．影响同深度迭加效果的因素包括：（１）每道子波特性是否相同；（２）是否有相干噪声存在；（３）起始时间是否对齐．２．初至拾取所谓初至拾取指的是确定VSP 每一深度的记录道上初至下行波的起始时间．精确拾取的初至时间主要用于：（１）建立可靠的时－深关系；（２）以较高的精度计算层速度；（３）对声波测井曲线进行标定；（４）为排齐，提取子波波形等后面的处理提供可靠的参数．初至拾取是一项颇为重要的基础性处理，而处理是否成功关键在于＂精确＂．法国CGG 公司的两位研究人员曾专门讨论VSP 初至拾取误差的来源．他们认为，误差的第一个来源是确定时间起点（即通常＂爆炸＂信号所指示的时刻）不准引起的．第二个来源可能是由于相邻界面的反射，而不是由于拾取方法本身．为了提高初至拾取的精度，CGG 公司曾采用下列方法：（１）选取一道较好的记录，与各道进行互相关，然后再进行拾取； （２）拾取之前，先进行带通滤波．除此之外，为了可靠地确定时－深关系，计算层速度，并为了更好地与声波测井记录相联系，他们认为，在离开明显界面的某些距离上，选择一些点，对声波测井曲线进行标定是非常必要的．３．静态时移和排齐排齐是VSP资料常规处理中必不可少的处理项目．所谓排齐，就是通过时移将记录上的同相轴按时间对齐．对于VSP记录，有两类排齐，一类是下行波排齐，一类是上行波排齐，两者是分别进行的．对于水平界面下的零偏移距VSP 观测，排齐主要通过静态时移实现．排齐处理的质量影响后面几项重要的处理，例如，垂直迭加（混波），走廊迭加，上行波和下行波分离，提取子波波形等．影响排齐效果的因素包括：（１）初至拾取的精度；（２）实际地层与假设是水平界面零偏移距观测的模型的符合程度；（３）＂非地表地震＂深度变化引起的误差是否已作了可靠的炮点静校正；（４）＂爆炸＂信号因＂爆炸＂延迟和其它随机因素引起的误差是否已作了额外的补偿．４．震源子波整形VSP大多数的处理和解释都以每个深度道有相同震源子波波形的假设为基础．例如，多道速度滤波处理模型中，假设前提是相邻记录道的有效波形相同，只是到达时间不同．如果震源波形变化，使条件不成立，则速度滤波后的资料质量将会变坏．再如，解释时，人们希望根据波形变化，这也以假定波形变化为前提．但是，VSP实际观测时，震源子波波形很少一致，即使利用气枪等重复性较好的震源，并尽可能保持恒定的激发条件，仍然很难得到完全一致的激发波形，如果采用炸药，则震源波形变化更大．解决这一问题的办法是在震源附近布置－震源监控检波器，并利用监控检波器记录的波形，对每道记录作震源子波整形滤波．处理过程主要分两步：（１）选择某一监控检波器记录的震源子波为期望输出，其它各深度道监控检波器记录的各个震源子波作为输入，用最小平方方法求出每一道的子波整形的滤波算子；（２）用求出的反褶积算子，对相应深度井下检波器的原始记录作反褶积，求得该深度道经过子波整形的记录．5.频谱分析和带通滤波带通滤波的目的是压制随机噪声背景和某些相干噪声．为了根据有用信号，相干噪声和随机噪声的频率选择滤波的通带，先要进行频谱分析．如果相干噪声的频带全部或部分在有用信号的频带之外，滤波的效果比较明显．如果相干波的频带在有效信号频带之内，设计只让信号频带通过的滤波器，信噪比也会有部分改善．6.分离上行波和下行波分离VSP记录的上行波和下行波主要依据两者的视速度不同．在VSP中，下行波随着记录深度增加，旅行时增加，视速度为正号；上行波随着记录深度增加，旅行时减少，视速度为负号．VSP波场分离的特点主要包括：（１）下行波能量很强，上行波能量很弱．为了从方向已充分确定的下行波中，将被掩盖的微弱的上行波恢复出来，要求速度滤波器在非常窄的速度带宽内，具有极为有效的抑制能力；（２）空间采样点受井内条件的限制，点距往往不规则，这个要求规则采样的一些波场分离方法的使用带来困难；（３）实际操作中，希望参加速度滤波的道数尽可能少，这一方面因为道数多时，传播信号的特性容易变化，另一方面因为受成本和施工条件的限制．总起来说，已出现的用于分离VSP 上行波和下行波场的方法主要有：（１）垂直迭加；（２）多道速度滤波；（３）Ｆ－Ｋ滤波；（４）τ－ｐ域滤波；（５）中值滤波；（６）最佳组合滤波；（７）最小二乘滤波．7.反褶积反褶积也是VSP 资料处理序列中的一项重要处理，其内容主要包括：（１）利用下行波，计算反褶积算子，对下行波列作反褶积；（２）利用下行波提取的算子，对上行波列作反褶积；（３）利用VSP 算子提取的反褶积算子，对地表记录作反褶积．8.垂直求和或迭加为了进一步增强上行波，衰减下行波，提高信噪比，并为了VSP 资料更好地与井旁地面地震剖面对比，常进行垂直求和处理，有几种稍有不同的作法，名称也略有区别．1) 局部垂直迭加和时间加权的垂直迭加这种处理类似于地面地震资料处理中的混波，首先将经过上行和下行波场分离及反褶积处理的资料排齐，而后按下面公式进行迭加：()()().11N J t i k t i i S S f t N -+==∑,λμ 式中()J t S -－第Ｊ个深度点的输出；()i S t －第ｉ个深度点的信号输入；()i f t －滤波函数；Ｎ－滤波（或混波）道数；Ｋ＝Ｊ－（Ｎ＋１）／２当()()i f t t δ=时，混波的权系数为常数１，迭加的输出即输入的平均值． ()i f t 和Ｎ的选择取决于：信噪比的局部变化，上行波的相干程度，频率成分，要求的空间分辨率等因素．2)累积求和这种处理稍有不同，求和按下面公式进行：()()()11J J i J i S t S t A t J ==⎡⎤⎣⎦∑式中()J S t －深度点Ｊ的累积求和输出；()i S t －深度点ｉ的信号输入；()J A t －用于补偿累积求和中同相轴数目的函数，平衡输出的幅度．这种求和方法的优点是：信噪比改善明显，地下深处振幅很小的反射波能得到增强，可以使VSP 与井旁地面地震资料更有效地联系．缺点是：因为求和跨越的距离太大，不能反映反射波形向上传播过程中的变化．分辨率降低．(3)垂直求和这种处理的方法是：先排齐上行波，再将所有道的数据按等时间线相加在一起，得到一个输出道，输出资料为单道记录，但是为了便于观察，将该单道输出重复显示若干次，形式上变为多道．(4) 限制的垂直求和限制的垂直求和又称前走廊迭加，走廊迭加和切除迭加．9．最大相干滤波为什么要设计这种最大相干滤波呢？当放置VSP 检波器的井旁过倾角不同的反射界面时，或者当井旁有地层中断等绕射点时，记录的上行波场可能非常复杂，例如某些倾斜层反射波太弱，难以见到，某些绕射波太强，掩盖其它同相轴的特征，另一些绕射波又可能为其它强波所淹没．但是这些同相轴之间有一个重要差别，就是他们各自具有不同的视速度．因此，为了准确的解释这些同相轴，最好先通过速度滤波将它们分离，而后根据需要，再将各次分离的结果，经过振幅平衡，显示在一张图上．这就是最大相干滤波的概念．最大相干滤波如何进行呢？其实现的主要步骤为：(1) 分离上行和下行波场，采用Ｆ－Ｋ滤波或者中值滤波等任意一种方法；(2) 对于分离后的上行波场，进行多道速度滤波和扫描，即选择一系列只增强某一速度范围同相轴的图幅．设每一窄速度通带的中心速度为：Z V T∆=∆ 式中△Ｚ是垂直距离，可以任意选择，但通常选为检波点深度间隔，△Ｔ是时间间隔，按用户要求调整，其变化范围为：,2,...,T t t N t ∆=±∆±∆±∆这时Ｎ幅速度滤波的通带，用时－深图中的陡度表示，分别为：1,1,2,...,i t i i N V Z∆==∆ 多道速度滤波的方法有很多种，可以根据情况选用．(3) 为了将Ｎ幅按不同速度分别增强的同相轴的主要特征统一显示在一张图上，先对每幅加不同的固定增益，使它们的最大振幅相同，而后用下列公式将它们合在一起：设Ｘｋ（Ｚｉ，Ｔｉ）表示第Ｋ幅速度滤波图中深度Ｚｉ和时间Ｔｉ的样值，则最后按时－空坐标系显示的样值为：())(,sgn ,i i k i j Y Z T Max X Z T ⎡⎤=⎣⎦ K ＝1，2，．．．，N式中＂取符号运算＂sgn 表示当(),k i i X Z T 是正时取为+1，当(),k i i X Z T 是负时取为-1．10．传递函数tullos 和,,,,,,x y zi j kW x y yW W W ∂∂∂∇⨯=∂∂∂Reid 讨论过传递函数的概念．他们借用通信理论，将波通过地层剖面的透射和反射看成一个输入－输出系统，并用下式定义地层剖面的传递函数：()()()()O t T t T t N t=*+ 式中I(t)－输入；O(t)－输出；N(t)－不相关的随机噪声；T(t)－地层剖面的传递函数．这种传递函数从总体上完全描述了地层剖面的全部声学特性，因为当噪声不存在时，传递函数与线性系统的脉冲响应相同．传递函数对地震资料解释意义很大，因为利用它可以避免对波场和地层剖面之间的相互关系作仔细的错综复杂的分析．当假设平面纵波法线入射到水平层状介质的地层剖面的条件下，如果输入是进入剖面顶面的入射波列，则有两个传递函数，对应的有两个输出：一个是从地层剖面底面出射的透射波列；另一个是经底界面反射传到地面的上行反射波列．传递函数也常通过傅氏变换从时间域等价地转换到频率域中考虑，这时时域中的褶积变为频域中的相乘，并且传递函数的振幅谱有时能更清楚地显示地层剖面的性质．11．波阻抗测井曲线的估算利用VSP 资料也可估算作为深度函数的地层波阻抗测井曲线，并且因为VSP 可以在有意义的反射层序列附近测定反射波场，及较准确地了解震源子波，因而估算阻抗更容易，估算的结果也更精确和可靠．根据VSP 资料估算波阻抗可以有不同的方法，原理也很简单，实际中遇到的主要困难是测量误差和随机噪声的干扰．一种常用的方法是利用经过上行和下行波分离，反褶积，垂直求和，并保持振幅的VSP 上行波资料，采用与地表地震资料波阻抗反演相类似的方法，由反射振幅变化估算波阻抗．考虑到误差和噪声，人们往往采用迭代的方法，根据最小平方准则，逐步修改估算的波阻抗，使其最佳逼近真实的波阻抗．另一种常用的方法是通过前面描述的反射传递函数估算阻抗阻抗测井曲线，其要点是：(1)由VSP 资料计算反射传递函数；(2)假设传递函数的主要＂波＂峰和＂波＂谷对应于波阻抗的变化；(3)确定－起始的波阻抗值，根据传递函数的幅值变化计算波阻抗的变化；(4)将每一个波阻抗变化都加到前面的波阻抗值上，得到一条通过传递函数估算的新的波阻抗值曲线．第三部分射线理论是研究地震波的一种古老的而又充满青春活力的工具．射线理论有多方面的用处，制作地震射线模型只是其应用的一个方面．在各种制作二维VSP 模型的方法中，基于射线理论的方法是目前用的最广泛的．用射线法制作三维VSP 模型也有其独特的优点．有两类VSP 射线模型，一类是只考虑运动学特征的几何射线追踪模型，一类是还要考虑动力学特征的渐近射线追踪模型．前者只确定波的射线路径，计算波沿射线传播的时间，后者还要确定波的振幅，波形，质点振动方向等其它动力学特征．前者一般用于声学介质，后者还用于弹性介质．前者适用的范围小，后者适用的范围大，前者可看成是后者的特例．射线法的主要优点是：概念明确，显示直观，运算简便，适应性强．其缺陷是：应用有一定限制条件，计算结果在一定程度上是近似的，对应复杂构造进行两点三维射线追踪往往比较麻烦．射线法原来在天然地震邻域中应用较多，近几年，正大量涌入地震勘探邻域，形成一股加潮．另外，射线法和波动方程理论相结合，解决地震学和地震勘探中的各种正，反演问题，也是目前发展的一种趋势．１．射线理论简述１）基本方程（１）射线级数 不均匀完全弹性各向同性介质中弹性波的运动方程可为：()()()()()2222W W W w W W t ρλμμλμμ∂=+∇∇⋅+∇+∇∇⋅+∇⨯∇⨯+∇⋅∇∂［１］ 式中 ρ－介质密度；,λμ－拉梅弹性常数；Ｗ－波函数；∇---哈密顿算符，,i j k x y z∂∂∂∇++∂∂∂＝ ,ij k x y z μμμμ∂∂∂∇=++∂∂∂y x z W W W W x y z∂∂∂∇⋅=++∂∂∂ ,,,,,,x y zi j kW x y yW W W ∂∂∂∇⨯=∂∂∂ 假设远动方程的时间简谐函数解可用ω的负幂表示为：()()0e x p k k k W j t j W ωτω∞-==-⎡⎤⎣⎦∑ ［２］式中,k W τ与,t ω无关．我们称开展式［２］为射线级数，τ为相位函数，()0,1,2,...k W k =为射线级数的振幅系数，或简称为射线级数的系数，运动着的等相位面(),,t x y z τ=成为波前，与波前正交的轨迹线称为射线，每条射线在其与波前交点上的方向都与该点波前的梯度s V 的方向一致．当然，我们假定o τ∇≠，否则［２］式将不表示传播着的波．τ和()0,1,2,...k W k =都是坐标的位置函数，如果知道某些初始条件，将［２］代入［１］后，可确定τ和()0,1,2,...k W k =．（２）基本方程组 为了求相位函数τ和振幅系数k W ，首先要导出射线理论的基本方程组．假设：｛１｝,,λμρ及其导数连续；｛２｝,,λμρ及其导数在短距离内不迅速变化；｛３｝τ是解析函数，且o τ∇≠，0W ≠0．将［２］代入［１］式得：()()()()()200k k k k k j j N W j M W L W ωωω∞-=⎡⎤-+=⎣⎦∑ ［３］ 因为［３］对任何ω都成立，所以ω各次幂的系数都为零．因此有：()00N W = ()()100N W M W -=［４］()()()120k k k N W M W L W ---+= （2k ≥）这是一个递推的偏微分方程组，由此方程组可以求τ及所有的()0,1,2,...k W k =．我们称此方程组为射线理论的基本方程．２）程函方程()221pV τ∇= ()122/p V λμρ=+⎡⎤⎣⎦ ［５］和()2231V τ∆= 12s V μρ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ ［６］此两式即程函方程，［５］式描述P 波传播的运动学特征，p V 是P 波的速度，［６］描述S 波传播的运动学特征，s V 是S 波速度．程函方程是求解波的运动学问题的基本方程，可以确定如象波前，射线，旅行时等波的运动学性质．只有在均匀，各向同性，无限介质中，运动方程才能完全分成两种不同（P 波和S 波）的方程，且两者不互相耦合．在不均匀介质中，运动方程不能完全分成两种波的方程，两种波将互相耦合，但是在高频情况下，如果,,λμρ及其导数连续，则不均匀介质中仍可近似认为存在着两组独立的波前，一组是压缩波（P 波），按局部速度p V 传播，另一组是切变波（S 波），按局部速度s V 传播．并且只当级数取零阶近似时，这两种波才不互相耦合． 计算旅行时 利用程函方程，我们可以计算空间任意点波的旅行时，引入S 作为沿射线的弧长．因为射线与波前(),,t x y z τ=是互相正交的，所以由程函方程可得：1d dS V τ=或dS d V τ= 式中d dS τ－τ沿射线的方向导数；V －沿射线的Ｐ波速度或Ｓ波速度．对τ沿弧长ｓ积分得：()()00ss ds s s V ττ=+⎰ ［７］ 如果给定0s 的初值()0s τ，则由此式可求出弧长为ｓ点上的()s τ，则［７］式即计算波的旅行时的公式．２．两点射线追踪确定地震波的射线路径为了计算波沿射线的旅行时和波沿射线的振幅变化，首先都必须知道波的传播路径．所谓射线追踪狭义来说指的就是根据地震波的传播规律确定地震波在实际地层中传播的射线路径．在地震学中，有两类地震射线追踪问题：一类是一点射线追踪，即已知射线初始点位置和初始出射方向求地震波的传播路径问题；另一类是两点射线追踪，即已知射线初始点和另一观察点的位置，不知射线初始出射方向，求两点之间的射线路径问题．显然，两点问题比一点问题复杂．用射线理论制作VSP 模型，不论是零偏移距或非零偏移距，因为震源和接收点不是同一点，遇到的都是两点射线追踪问题．解两点射线追踪问题，有两种方法：第一种是＂试射法＂，即试着给－初始出射方向，求射线路径，但此射线一般不能到达预定的接收点，需要根据实际到达点和预定接收点之间的偏差，修改射线初始出射方向，再次追踪射线路径．重复这些步骤，直至射线足够接近的达到预定的接收点．第二种是弯曲法，即固定初始出射点和预定观测点两端点不动，不断调整两端点之间的射线路径，使其逐步逼近真实的射线路径．这两类方法各有特点：弯曲法在大多数比较简单模型情况下，花费的计算时间较少，但是在复杂模型情况下，特别是＂奇点＂附近，弯曲法计算时间增加，并且难以区分追踪失败的原因是由于计算方法引起，还是模型本身在此观测点应该接受不到射线．试射法在大多数情况下，所花的计算时间较多，但是比较直观，能可靠地确定能接收到射线的区域和不能接收到射线的区域的边界．1)试射法从上面的叙述可以看出，试射法主要包括两方面的内容：(1)在已知射线始点位置和射线出射方向的条件下，确定射线路径；(2)给定初始出射方向，逐步修改出射方向，直至射线足够精确地达到预定的接收点．前一内容是积分问题，即已知速度分析，利用程函方程，通过对微分方程作数值积分求射线路径的问题．后一内容是试射法的核心和难点，它涉及到解两个非线性方程的方程组：()00,h i j H =()00,g i j G =式中0i －初始入射角；0j －初始方位角；ｈ和ｇ－计算的射线到达点的坐标，它是0i 和0j 的函数；。
中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查
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 。
大陆架科学钻探csdp-2井揭示的南黄海地层地球物理特征
第1物性层为第四系+新近系。该段地层声 波速度为1 524~2 568 m/s,平均值1 884 m/s；
密度为 1. 57-2. 24 g/cm3,平均值 2. 05 g/cm3 o 属于低速、低密度地层，速度、密度变化与埋深压 实关系密切，随埋藏深度的增加，压实作用增强, 速度、密度整体呈上升趋势。该套地层的底界对 应T2反射波，为中频、强能量、连续性好的反射 波组。
测井起算伽： o
VSP起算/m: 0
2 600 2 400 2 200 2 000
地震起算/ni: I 600
0
主頻/Hz:
20
时移ft/ms:
1 400 1 200 1 000 800
600
“bVirVa. ■y<> ■,..... -
Vint,-A.C,
-50 深度范围An: 500
2 780
Name Depth.m
第35卷第10期
吴志强，等：大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海地层地球物理特征
79
石的电阻率可达100〜300 Q • m0
2地层速度、密度及地震反射特征
通过对声波、密度测井和VSP测量成果对比 分析，结合岩心测试结果，得到了 CSDP-2井钻遇 的地层速度、密度和地震反射界面的地质层位精 确标定（图1、表1）,厘定了中部隆起中-古生界 海相沉积层的地震层位属性，结束了中部隆起上 T2反射波以下地震波组地质属性不清的状态 ，保 障了多道地震剖面对比解释的精度，也为南黄海 区域地质及海相油气地质条件分析和研究提供了 可靠的依据。
1赣近系+第四系629.00
2青龙组
随钻垂直地震剖面测量装置
2017年第45卷第2期石油机械CHINA PETROLELM M ACHIN ERY1◄钻井技术与装备►随钻垂直地震剖面测量装置贾衡天1艾维平1张连成1陈丽2张磊1(1.中国石油集团钻井工程技术研究院2.华北石油通信公司）摘要：为了对钻头前方地层地质进行预测，及时发现钻头前方地层岩性、裂缝和地层压力异 常等情况，以指导钻进过程，避免钻井事故，研究了随钻地震勘探开发技术。
该技术中的随钻垂 直地震测量系统由地面检波器阵列、随钻垂直地震剖面测量装置和地面人工震源构成。
介绍了随 钻垂直地震剖面测量装置的原理、结构与电路系统。
将随钻垂直地震剖面测量装置在华北油田石 探1井进行试验，2支仪器各下1趟钻，入井2次，连续工作109 h，从井深900〜1400 m进行随 钻地震信号测量，试验中该装置工作正常，测量数据完整。
起钻后高速回放数据，并进行互相关 信号处理后发现，该装置记录的地震信号符合地震波特征，能够反映该井段的地质结构。
关键词：垂直地震剖面技术；检波器阵列；地层预测；信号测量中图分类号：丁瓦249文献标识码：入如：10.16082/】.（:吐[^吼.100卜4578.2017.02.001Measurement While Drilling Device for Vertical Seismic ProfileJia Hengtian1Ai Weiping1Zhang Liancheng1Chen Li2Zhang Lei1(1. C^PC ^esearcA Institute；2. Huabei OH Communication Com-j9a«,y)Abstract ：The seismic while drilling (SWD)technology could be used to predict the formation geology in front ol the drill bit,so that to detect the lithology,fractures and abnormal formation pressure in front of the drill bit to guide drilling and avoid drilling accidents.The vertical seismic measurement while drilling system consists of array of geophones,vertical seismic profiling while drilling device and ground artificial seismic source.The principle of the measurement while drilling device for vertical seismic profiling has been introduced.The structure and circuit system of the device have been designed.The field test was carried out in the Well Shitan 1of Huabei Oilfield with two instruments tripped once respectively,and continued working for 109 h.The seismic while drilling signal was measured from900 to 1 400 m.The device operated smoothly with integrated measured data.High speed play back data after running out of hole and corresponding signal processing showed that the seismic signals recorded by the device are in accordance with the seismic wave characteristics and can represent the geological structure of the well section.Key words：vertical seismic profiling technology；geophone array;formation prediction；signal measurement0引百地层结构的不确定性给钻井工程带来了极大风 险[|]。
垂直地震剖面法勘探技术标准
垂直地震剖面法勘探技术标准
近年来，随着石油勘探技术的不断提高与发展，垂直地震剖面法已经成为石油勘探工作中最为常用的技术手段之一。
垂直地震剖面法是以活动地震设备发射声波，利用地震波在各地层中反射与折射，将地层结构进行影像化，从而获得各地层的地震构造信息，进而探明地层岩性与地层构造特征等信息的技术手段。
垂直地震剖面法的应用结果，可作为石油勘探工作的基本依据，有助于探明油藏的可采性和有利的勘探方向。
为了强调垂直地震剖面法的重要性，维护国家的地质勘探安全，实施标准化管理，特制定本标准。
本标准规定了垂直地震剖面法应用的相关技术要求，包括地震波发射、设备、设备维护、设备操作、数据处理等方面。
首先，地震波发射是一项重要的环节，本标准规定了发射设备和地震波动态特性的严格要求，以确保获得准确的地震剖面数据。
其次，设备维护是垂直地震剖面法中的一项重要措施，本标准规定了设备定期维护、检测的要求。
同时，本标准还规定了在运行中的操作管理及记录，以保证设备的有效运行。
最后，数据处理也是垂直地震剖面法的重要环节，本标准规定了数据采集、数据处理和资料报告等方面的要求，以确保获得准确有效的结果。
本标准所规定的要求，旨在规范垂直地震剖面法的应用，保证勘探工作的质量，为国家的石油勘探和地质研究工作提供一个可行的技
术解决方案。
因此，本标准的草拟与实施，将有助于提高国内石油勘探技术水平，为我国的石油开发和地质勘查服务。
总之，本标准为垂直地震剖面法的应用提供了形式上的规范，为石油勘探工作提供了可靠的技术依据。
中国大陆科学钻探孔区的垂直地震剖面调查
朱光明;杨文采;杨正华;杜有成;杨贵明;姚虹;杨占江),期】2008(051)002
【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.
【总页数】12页(P479-490)
【作 者】朱光明;杨文采;杨正华;杜有成;杨贵明;姚虹;杨占江;程振炎
【作者单位】长安大学应州地球物理研究所,西安,710054;中国地质科学院地质研究所,北京,100037;长安大学应州地球物理研究所,西安,710054;长安大学应州地球物理研究所,西安,710054;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;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;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;中国地质科学院地质研究所,北京,100037
中国大陆科学钻探工程主孔地下流体特征及与地震活动的关系初步研究
中国大陆科学钻探工程主孔地下流体特征及与地震活动的关系初步研究孙青;李圣强;罗立强【期刊名称】《地震》【年(卷),期】2005(025)001【摘要】收集了中国大陆科学钻探主孔工程(CCSD)主孔中117～2 045 m深度地下流体某些组分(He、Ar、CO2、CH4)的浓度资料和2001年7月1日至2002年4月30日时间段内钻孔周围500 km范围内震级ML≥1.0地震目录资料, 对其流体资料进行日均值处理、差分分析和最大相关系数处理. 由日均值浓度看出地震前后He、 Ar、 CO2、 CH4浓度存在明显异常; 最大相关系数分析表明, CH4和CO2组分两者相关性好, 最大相关系数平均值为0.95, 均方差为0.08, 说明两者可能具有相同的来源. CH4和CO2浓度日均值最大相关系数在地震前后出现明显的异常波动. 主孔中的地下流体特征及与周围地震活动的对应关系揭示大陆科学钻探主孔中的地下流体异常与区内地震活动可能存在一定关系.【总页数】7页(P15-21)【作者】孙青;李圣强;罗立强【作者单位】国家地质实验测试中心,北京,100037;中国地震局地震预测研究所,北京,100036;国家地质实验测试中心,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】P315.72+4【相关文献】1.剪切指向转换的韧性剪切带——中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔中韧性剪切带(深度2010～2145m)的EBSD特征及运动学研究 [J], 唐哲民;陈方远2.中国大陆科学钻探主孔0～2000米流体地球化学异常与地震的关系 [J], 李圣强;孙青;罗立强;詹秀春3.中国大陆科学钻探工程主孔100～2000m放射性产热元素的垂向分布特征及其成因 [J], 李铁;曾令森;蔡美峰;刘福来;左艳;张泽明;刘跃权;杨经绥;许志琴4.中国大陆科学钻探主孔流体异常与其附近2次ML3.9级地震的关系 [J], 梁定益;李圣强;赵崇贺;孙青;聂泽同;罗立强;宋志敏;詹秀春5.中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩原岩研究及其成因指示 [J], 叶景艳;胡建;汤倩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
“高分辨率地震勘探”和“垂直地震剖面法”两项课题通过鉴定、验收
“高分辨率地震勘探”和“垂直地震剖面法”两项课题通过鉴
定、验收
孙忠勤
【期刊名称】《石油地球物理勘探》
【年(卷),期】1991(000)001
【摘要】“高分辨率地震勘探”和“垂直地震剖面法”是中国石油天然气总公司承担的“七五”国家重点科技攻关项目,于1990年12月8日在江苏邵伯通过技术鉴定和验收。
会议聘请了国内著名专家、教授组成验收委员会和两个课题鉴定委员会。
会议期间,项目负责人详细介绍了课题成果,通过讨论和答辨,鉴定委员会一致认为: 高分辨地震勘探技术攻关取得的成果达到了相当高的水平。
其中有通过消化和改造引进的国外先进技术,如可控震源变频扫描的应用、80年代国外先进处理技术和人机交互
【总页数】1页(P93-93)
【作者】孙忠勤
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TE13
【相关文献】
1.《绿茶加工新技术及设备的开发研究》《自然花香系列新型绿茶关键工艺及设备的开发》两项课题通过验收和成果鉴定 [J], 茶研院科技处
2.赛宝计量检测中心两项课题通过鉴定验收 [J],
3.我校两项教育科学“十一五”规划重点课题通过课题结题鉴定 [J], 无
4.中石化炼化工程集团洛阳研发中心两项课题通过总部评审验收 [J],
5.中国海油国家863课题“深水高精度地震勘探技术”通过验收 [J],
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垂直地震剖面测井仪.ppt
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
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基金项目 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （４１２１０００５，４７７６０８１，４１６０６０８３）， 青 岛 海 洋 科 学 与 技 术 国 家 实 验 室 鳌 山 科 技 创 新 计 划 项 目 （２０１５ＡＳＫＪ０３），国 家 海 洋 地 质 专 项 项 目 （ＤＤ２０１６０１４７）及 中 国 博 士 后 科 学 基 金 资 助 项 目 （２０１７Ｍ６２０２９０）联 合 资 助 ．
第 一 作 者 简 介 吴 志 强 ，男 ，１９６４ 年 生 ，博 士 ，研 究 员 ，主 要 从 事 海 洋 地 球 物 理 和 构 造 与 油 气 地 质 等 方 面 的 研 究 ．Ｅｍａｉｌ：ｗｕｚｑ＿１９６４＠１６３．ｃｏｍ 通 讯 作 者 张 训 华 ，男 ，１９６１ 年 生 ，研 究 员 ，博 士 生 导 师 ，主 要 从 事 海 洋 地 球 物 理 和 构 造 与 油 气 地 质 等 方 面 的 研 究 ．
第６２卷 第９期 ２０１９ 年 ９ 月
地 球 物 理 学 报
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．，２０１９
吴志强，祁江豪，张训华等．２０１９．大陆架科学钻探 ＣＳＤＰ２井 的 垂 直 地 震 剖 面 测 量．地 球 物 理 学 报，６２（９）：３４９２３５０８，ｄｏｉ： １０．６０３８／ｃｊｇ２０１９Ｍ０３５３． ＷｕＺＱ，ＱｉＪＨ，ＺｈａｎｇＸ Ｈ，ｅｔａｌ．２０１９．Ｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｉｓｍｉｃｐｒｏｆｉｌｉｎｇｓｕｒｖｅｙｏｎｔｈｅ ＷｅｌｌＣＳＤＰ２ｏｆｔｈｅ “ＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌＳｈｅｌｆ ＤｒｉｌｌｉｎｇＰｒｏｇｒａｍ”．犆犺犻狀犲狊犲犑．犌犲狅狆犺狔狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），６２（９）：３４９２３５０８，ｄｏｉ：１０．６０３８直地震剖面测量
吴 志 强１，２，祁 江 豪１，２，张 训 华２，３，郭 兴 伟１，２，丘 学 林４，张 雪 飞５， 谭 云 龙６，黄 聿 晓１，２，７，李 文 强１，２，８，庞 玉 茂２，７
１ 自然资源部海洋环境地质重点实验室，青岛海洋地质研究所，青岛 ２６６０７１ ２ 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室，青岛 ２６６２３７ ３ 南京地质调查中心，南京 ２１００１６ ４ 中国科学院边缘海地质重点实验室，中国科学院南海海洋研究所，广州 ５１０３０１ ５ 山东省第三地质矿产勘查院，山东烟台 ２６４００４ ６ 东方地球物理公司新兴物探开发处，河北涿州 ０７２７５１ ７ 山东科技大学，青岛 ２６６５１０ ８ 中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，青岛 ２６６５８０
Ｅｍａｉｌ：ｘｕｎｈｕａｚｈ６１１１０２＠ ｓｉｎａ．ｃｏｍ
９ 期
吴志强等：大陆架科学钻探 ＣＳＤＰ２井的垂直地震剖面测量
３犖犪狀犼犻狀犵犆犲狀狋犲狉，犆犺犻狀犪犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛狌狉狏犲狔，犖犪狀犼犻狀犵２１００１６，犆犺犻狀犪 ４犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳 犕犪狉犵犻狀犪犾犛犲犪犌犲狅犾狅犵狔，犛狅狌狋犺犆犺犻狀犪犛犲犪犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犗犮犲犪狀狅犾狅犵狔，犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲， 犌狌犪狀犵狕犺狅狌５１０３０１，犆犺犻狀犪 ５犖狅．３犈狓狆犾狅狉犪狋犻狅狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅犾狅犵狔犪狀犱 犕犻狀犲狉犪犾犚犲狊狅狌狉犮犲狊，犢犪狀狋犪犻犛犺犪狀犱狅狀犵２６４００４，犆犺犻狀犪 ６犖犲狑 犜犲犮犺狀犻犮犪犾犇犲狏犲犾狅狆犻狀犵 犇犻狏犻狊犻狅狀，犅犌犘犐狀犮，犣狌狅狕犺狅狌 犎犲犫犲犻０７２７５１，犆犺犻狀犪 ７犛犺犪狀犱狅狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲 牔犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犙犻狀犵犱犪狅２６６５１０，犆犺犻狀犪 ８犛犮犺狅狅犾狅犳犌犲狅狊犮犻犲狀犮犲，犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿 （犈犪狊狋犆犺犻狀犪），犙犻狀犵犱犪狅２６６５８０，犆犺犻狀犪
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摘要 南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰 地 震 勘 探 的 重 要 问 题．为 了 近 距 离、高 精 度 和 高 分 辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化，为地震资料的采集、处 理 与 解 释 提 供 地 震 波 衰 减 规 律、速
度与层位标定等信息，对大陆架科学钻探 ＣＳＤＰ２井实施了近零偏移距垂直地震剖面（ＶＳＰ）观测．针 对 海 相 地 层 顶 部强反射界面地震波穿透难的问题，采用了大容量气 枪 震 源 并 设 计 了 气 枪 阵 列 组 合 方 式，提 高 了 激 发 地 震 波 的 能
等物性数据，建立了钻井地层、测井、ＶＳＰ 上行波和多道地震剖面对应关系，实现了不同尺度的地质和地球物理属 性资料的有效衔接，标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性，厘定了过井地震剖面上 反 射 同 相 轴 的
地质属性．此次观测取得的纵波、横波速度信息，成为建立南黄 海 海 相 地 层 速 度 模 型 主 要 的 资 料 来 源，也 是 地 震 资 料的岩性反演处理不可缺少的信息．
关 键 词 南 黄 海 ；海 相 沉 积 层 ；垂 直 地 震 剖 面 ；弹 性 波 速 度 ；大 容 量 气 枪 震 源
ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１９Ｍ０３５３
中图分类号 Ｐ３６１
收稿日期２０１８０６１０，２０１８０８２２收修定稿
犞犲狉狋犻犮犪犾狊犲犻狊犿犻犮狆狉狅犳犻犾犻狀犵狊狌狉狏犲狔狅狀狋犺犲 犠犲犾犾犆犛犇犘２ 狅犳狋犺犲“犆狅狀狋犻狀犲狀狋犪犾犛犺犲犾犳犇狉犻犾犾犻狀犵犘狉狅犵狉犪犿”
量，获得了强反射界面之下清晰的 ＰＰ、ＰＳ下行波和上行波 信 号．采 用 了 三 分 量 偏 振 合 成、组 合 滤 波 和 波 场 分 离 等
处理方 法，对 ＶＳＰ 观 测 数 据 进 行 处 理，获 得 了 海 相 三 叠 系—志 留 系 的 精 细 的 纵 波、横 波 速 度 结 构 和 地 层 吸 收 因 子