垂直地震剖面测井仪-精品

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地震勘探-垂直地震剖面

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，

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。

垂直地震剖面

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。

垂直地震测井_VSP_技术在薄层砂体识别中的应用

T2：1 814 ms 2400
1900 2500 泉四段：1 890 ms
2600
2000 2700
2.00
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2900
3000
图 3 塔 13 井 VSP-LOG 桥式综合对比图 Fig. 3 VSP-LOG bridge calibration graph of Ta 13 well
垂直地震测井（VSP）与常规地震观测方法相比，具有明显的优势：①减少了噪声的影响；②提高了地震资料纵向的分辨率。因此，垂直地震测井在油气勘探中得到日益广泛的应用。
3 应用实例效果分析
3. 1 利用垂直地震测井（VSP）时深关系精细标定薄层砂体准确的层位标定及精细解释是储层预测的前
提条件［4］。所谓标定就是将时深曲线的时深对与子波作褶积，模拟井旁道的地震记录，使之与原始地震道吻合。传统的方法是利用声波时差曲线进行标定，这样标定的结果对一些厚度大的标志层较为准
2010 年
李本才等：垂直地震测井（VSP）技术在薄层砂体识别中的应用
111
50 SP 220 DT24
40 GR
层位嫩五段嫩四段嫩三段嫩二段嫩一段姚2+3段姚一段青二段青一段泉四段
时间（ms）
907
1043 1113 1240 1313 1395 1447 1757 1814 1890
（图 3 右）却很好地解决了这个问题。不仅一些厚度大的标志层对应较好，而且葡萄花油层内部层间的标定也极为准确。前者将葡萄花油层标定在了一套正相位中间，而后者将其标定在一套正负相位之间的零相位上，对应到井上岩性反映的是一套砂岩的底，其上部的正相位则对应一套砂岩，而这套砂岩就是该区主力产油层。

垂直剖面法——精选推荐

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。

三常用测井仪器介绍

眼补偿(BHC)系统使用两对声波接收探头和上下各一个的发射探头。这一类型的仪器减小了井眼尺寸变化和仪器碰撞所造成的不良影响，当其中一个发射探头发射脉冲波时，在两个相应接收探头上可测得首波的时间差。BHC仪器的两个发射探头交互地发射脉冲波，在两个接收探头上读取时差。接收到的两套时差自动地平均进行井眼补偿。在两个接收探头上的首波时间取决于在井眼附近地层中的首波传播路径。为了取得垮塌地层的精确声波速度测量，要求使用长源距的声波仪，具有探测深度更深，受大井眼的影响小的特点。
MAC应用条件：应用条件：应用条件最小井径 4.5m. (114mm) 最大井径 21 in. (533 mm) 适应井斜：垂直到水平； –MAC优点和地质应用：优点和地质应用：优点和地质应用 –1.低频偶极发射器可确保横波速度的精确测量; –2.独立的单极与偶极接收器可实现两个接收器阵列的优化设计; –3.仪器结构适于进行准直的或交叉的偶极测量; –4.大功率发射器设计改善了冲蚀段的信噪比，并具更大的路径噪音抑制能力; –5.六节刚性隔声体允许在时差超过600微秒/英尺 (1968微秒/米)情况下进行慢度测量;
该系列进行三种电阻率测量和声波测量：该系列进行三种电阻率测量和声波测量：深侧向 (LLD)、浅侧向和微电阻率(MLL)、声波（MAC 、浅侧向(LLS)和微电阻率和微电阻率、声波（）；此外如井径、或XMAC）；此外，也记录一些辅助曲线如井径、自）；此外，也记录一些辅助曲线(如井径然伽玛和自然电位)。然伽玛和自然电位。
1.2 微侧向测井仪微侧向测井仪MLL(Micro Laterolog)
微侧向测井仪是一种极板式测井仪，其极板由主电极和屏蔽电极组成，主电极向地层发射电流，在屏流的作用下被聚焦成束状水平注入地层而不会沿泥饼分流。由于电极系尺寸较小，主电流进入地层不远即散开返回至仪器外壳，因此其探测深度浅，有极好的纵向分层能力，主要用来测量冲洗带电阻率。常与双侧向仪器在高矿化度泥浆中同时测量获得浅、中、深径向电阻率数据。

俄罗斯垂直地震剖面(VSP)测井仪

俄罗斯垂直地震剖面（VSP）测井仪АМЦ-ВСП-3-48 (MSAT-3-48)俄罗斯垂直地震剖面（VSP）测井仪，原名叫三维矿井地震波探矿模数数控仪АМЦ-ВСП-3-48。

从1983年开始该设备已生产了几个型号，当时，在其总设计思路不改变的前提下，经过了7次改型。

在俄罗斯及其邻国的主要石油天然气产地地质物理部门中有30多套这种仪器在使用。

基于这种原因，将АМЦ-ВСП型仪器定为工业标准。

两套8模量АМЦ-ВСП型仪器，以下简称MSANT(Modular Seismic Array Tool)，于1997年起Schlumberger公司开始使用，已有两套设备（设备名缩写为MSAT）被斯伦贝谢公司购买使用。

这影响了ВСП仪器的改进以及在国外使用仪器的改进。

该设备受到CONOCO和EXXON公司的高度评价。

АМЦ-ВСП仪器的基本思路是应用了定中心差多路传输模量图，它是由测试时间与数据向地面记录器传输时间分离的多模数矿井探测器获取的。

在数据传输之前，在每一个接收模数内部都进行数据缓冲。

地面设备与矿井模数之间的信息转换是通过成组和单独的选项以“问—答”的形式进行的。

该设备可对每个测量点的地震接收器指标进行标准化，这使得可以进行精确地三分量测量，并可使用高精确极化多波方法处理数据。

可进行0.125毫秒数字化步长的精确测量，用于井间地震X线成像，用于解决工程地质问题，以及用于研究小振幅煤矿构造地质学。

工艺软件包还包括一个专门的程序，用于进行微地震，用于选择一个合理的地震激发深度，以获得高质量的垂直地震数据。

1、仪器简介仪器的地面部分包括小而易搬动的模块，模块包括矿井仪器电源的程控模块、笔记本电脑NOTEBOOK和接口组，可以对套管井或裸眼井进行高灵敏三分量地震测量。

测量设备包括：数字式多短节地震井下探测器，该探测器由三个相同的接收短节、转发器及伽马短节组成，接收短节之间使用跨接电缆联接。

地面设备，包括一台笔记本电脑、程控电源及接口模块，接口模块与井下探测器进行数据遥传、与地震激发同步系统联接，并记录信号。

VSP地震勘探技术

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。
垂直地震剖面是相对于常规水平地面地震而言。
常规地面地震勘探：检波器地表水平走向摆放
井眼VSP地震勘探：检波器井中垂直方向放置
VSP是在地震测井基础上发展起来的， 1980年代前后，国外推广使用VSP，促进了 VSP进入实用阶段，主要是零偏移距VSP和非零偏移距VSP。此后出现了一些新的方法，如多震源、多方位和多偏移距VSP，三维 VSP、井间VSP、多分量VSP、逆VSP、随钻VSP。
好的耦合；避免电缆波的产生。耦合形式有弓型弹簧耦合、伸张臂式和推靠式耦合；耦合力来源有液压型、电动型和机械型； (4) 长度短、重量轻—既达到同相运动又不致于引起外部耦合效应； (5) 三分量检波器的分量应可标定—便于根据不同目标选择向量分布方式； (6) 具有方位测量系统—由于电缆的旋转，导致井下检波器方位的变化，必须用定向系统作标定; (7) 三分量检波器应具各自的放大系统—设计有可调增益的前置放大器，便于接收强弱不均的地震信号； (8) 耐高温高压—温度高达2000C，压力高达150MPa； (9) 配备井下数字化系统和多道检波系统—便于一根缆芯多路传输，提高工作效率； (10)具有可靠的连接头—井下检波器与电缆间的可靠连接。
（2）、VSP各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性。为了以较小的深度间隔在整个井或一段井上进行观测，就需要在地表同一位置激发数十次到数百次。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。
（3）、VSP震源输出的强度应该适中。垂直地震剖面的下行波通常比上行波强的多。但是VSP资料的大部分应用都涉及到对这些上行波的分析和解释。除此之外，随着震源强度的增加，浅部交混回响也明显增加，因而引起下行波数目增多和振幅增强，上行波被这些下行波“淹没”所带来的坏处或许比上行波本身能量增强的影响更大，因此应该选择适中的震源为宜。注：但应具有足够的为测量地下地质目标层所需的能量。（4）、激发频谱应尽可能的宽，以便提高分辨率。

垂直地震剖面VSP

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。

VSP测井

第五节垂直地震剖面法多年以来，地震勘探工作一直是在地面布置测线，设置排列，这种方法称为水平地震勘探方法。

所得剖面是常规的地震剖面。

近些年来，出现了在井中与地面结合起来设置观测系统的地震勘探方法。

该方法在地表附近激发，在井中不同深度布置一些检波器进行观测。

即:检波器放在井中,测线沿井孔垂向布置，所以这种方法称为垂直地震剖面法，简称为VSP(Vertical Seismic Profiling)。

当前VSP法大多采用在地面设置震源来激发地震波，而在井中安置测井检波器的观测方法。

垂直地震剖面法有一些明显的特点1. 接收点分布在介质内部。

因VSP法的测井检波器是被安置在井中，故VSP的接收点是分布在被测介质内部的，因此，它可用接收点的垂直方向分布形式来研究地质剖面的垂向变化，而水平地震观测则是以接收点在地表的水平方向分布形式来观测和研究地下地质剖面的垂向变化的，所以，前者能更明显、更直接地反映波的运动学和动力学特征。

可记录被研究对象的“单一”地震波由于VSP的测井检波器置于井中，故可将其放置在被测地层界面之上、附近或其中间，因此检波器可直接记录由震源产生而传播到所研究对象的“单一”地震波。

而常规勘探由于检波器置于地表，故只能间接接收由震源产生而又返回地表的双程地震波。

干扰因素少VSP在井中观测可以避免或减少地面以上的自然干扰；而水平地震测量则所受干扰因素较多。

所以，前者是易于波的记录和识别。

可记录上行波和下行波VSP在井中观测，即可记录到来自观测点下方的上行波(如反射波)，又可以记录到来自观测点上方的下行波(直达波)，而水平地震测量只能记录到上行波，是无法记录到下行波的，因此在垂直地震剖面上，波的信息是很丰实的。

VSP由于具有这些特点，所以得到日益广泛的应用。

目前，垂直地震剖面除了用于改善地面记录剖面的解释外，还可用于测定平均速度、反褶积因子、反射系数、衰减系数等物理参数，还可以识别多次波、改善信噪比、提高地震分辨率，从而用于提取岩性信息和研究井孔周围细微的地质结构。

VSP测井技术在页岩气储层预测中的应用

VSP测井技术在页岩气储层预测中的应用张维;罗坤;秦俐;雍杰;刘丽婷;朱霁伟;刘哿行【摘要】垂直地震剖面法勘探技术(以下简称VSP测井)是一项成熟的井中物探技术,该技术利用地面放炮、井中置放检波器接收地震波,有效避免了近地表低速层的影响,得到的地震信息更接近目的层,具有独特的勘探优势.我国页岩气勘探潜力巨大,页岩气储层具有高电阻率、高伽马、高声波时差、低密度的测井响应特征,具有较为明显的岩石物理弹性参数规律,非常适用于VSP测井技术进行页岩气勘探.利用常规VSP测井技术在贵州地区某井进行页岩气勘探,零井源距VSP测井获得地层的纵波、横波速度,计算得到岩石地球物理参数,并通过交会分析识别储层物性规律以用于储层预测;利用非零井源距VSP测井,进行VSP-CDP剖面叠加,获得了高分辨率的井旁地层结构,为储层精细地震响应特征分析奠定基础,对水平井轨迹设计具有参考作用.【期刊名称】《天然气勘探与开发》【年(卷),期】2017(040)002【总页数】6页(P32-37)【关键词】VSP测井;页岩气;储层;岩石物理;弹性参数;交会分析;高分辨率;井旁构造【作者】张维;罗坤;秦俐;雍杰;刘丽婷;朱霁伟;刘哿行【作者单位】中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司;中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司;中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司;中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司;中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司;中国石油川庆钻探工程公司地球物理勘探公司;中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院【正文语种】中文我国页岩气勘探潜力巨大，勘探方法多种多样，如地质勘探、地球物理勘探、地球化学勘探及钻井勘探等。

利用多学科进行综合勘探则是目前页岩气勘探的主要发展方向[1-3]。

而垂直地震剖面法勘探（简称VSP测井）利用地面放炮，井中置放检波器来接收地震波，可以有效避免近地表低速层的影响，得到的地震信息更接近目的层。