石油大学VSP技术讲义(石油勘探必看啊 )

(2)单面推靠式系列检波器 (2)单面推靠式系列检波器
SWC三分量检波器—由美国地 球资源公司研制，主要指标是：直 径98mm,长149.9cm，重54kg,耐温 2000C，耐压133.4MPa，推靠周期 5秒，推靠臂长度30.5cm。
井 下 检 波 器 照 片
从法国CGG公司引进的S、S3、H3型井下检波器具 有直径小、重量轻、易操作等特点；可用于小井 径、大斜度井及全裸眼井的VSP观测。
第二讲 VSP的野外采集技术 VSP的野外采集技术
• 一震源 • 二井下检波器 • 三地面记录仪器 • 四VSP观测系统
对震源的要求
2、对震源的要求：
（1）震源频带宽，具有丰富的高频成分； （2）具有足够的为测量地下地质目标层所需的 能量； （3）具有良好且稳定的震源子波，即震源子波 的一致性要好； （4）与震源有关的干扰尽量少； （5）震源类型、组合方式及各种参数选取要合 理。
Recording Unit Power
Shelter Power
Tape Device
FMU
BA99212xx
Power Conditioner
Rig Power
四、 VSP 观 测 系 统
•1、VSP采集的施工设计
在进行VSP采集之前，应明确 完成的任务和解决的地质问题； 利用工作站进行射线轨迹的模拟， 为此需收集相关资料，如固井曲 线、声速曲线、井温、井径、泥 浆比重、地质分层等；进行井场 踏勘，在综合地质任务、井下与 实际情况的基础上设计出理想的 观测系统、排列方位、检波点距 和仪器因素。
二、 两端呈流线型尖端—避免Rayleigh面 波； 直径要小—避免井筒波，适应性 井 更强； 配备可伸张的推靠臂—便于检 波器在井中移动；保证与井壁具有良好 下 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 检 合；耦合力来源有液压型、电动型和机 械型； 长度短、重量轻—既达到同相 波 运动又不致于引起外部耦合效应； 三 分量检波器的分量应可标定—便于根据 器 不同目标选择向量分布方式；
(3) 多 级 三 分 量 VS P井 下 检 波 器
多级三分量VSP井下检波 器—由法国CGG公司和法国 石油学院共同研制，其特点 是：多级三分量，同时可记 录12道，配备井下数字化系 统。该检波器的组成部分包 括：井下主接收器、三个三 轴向的卫星型检波器的接收 器、地面接口仪和指令控制 仪。
(4)液压式三分量推靠测井检波器 液压式三分量推靠测井检波器
三分量 子波检 波器
(二) 固定非零井源距观测系统
固定非零井源距观测系统要根据 钻井或地震资料，初步确定油气储 层后，为了圈定其分布范围而设计 的。可根据预测模型来确定观测系 统的相关参数(如图) 统的相关参数(如图)。凡是使用固 定井源距观测系统的都要设置近 场???子波检波器。 ???子波检波器。
• 1、井下检波器应具条件
井 下 检 波 器 应 具 条 件
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; 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； 耐高温高压—温度高达2000C，压 力高达150MPa； 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； 具有可靠的连接头—井下检波器与 电缆间的可靠连接。
BA99212ww
Tomex portable field system
Tomex field system
Each Field Multiplex Unit (FMU) can handle up to 8 hydrophones or geophone strings.
FMU
Rig Multiplex Unit
(六) VSP 的 三 维 观 测 系 统
VSP的三维观测系统将震源布 在井中，地面布置面积型检波器 排列。这种观测系统能记录来自 震源到地面检波器的直达透射纵 波和横波，便于了解震源与地面 之间的地层情况，也可记录震源 以下个界面的反射，用于油田开 发中的注水、注气以及人工压裂 等动态监视研究，还可用来寻找 震源与地面之间有意义的地质体。 (如图)
的SEG-Y或D记录格式。
2、地震勘探仪器的记录过程
地震勘探仪器的记录过程包括： 检波器、前置放大器、多路转换开 关、瞬时浮点二进制增益控制的放 大器、二次采样保持器、模拟~数 字转换器、格式编排器、磁记录器、 监控回放系统。
Portable Recording Units
Purpose Built Portable Units
(一) 零 井 源 距 VSP 观 测 系 统
激发点与井口的水平距离小于150 米的称之为零偏移距。所谓的观测系 统是指炮点与接收点的相对位置关系. 每激发一次井下检波器由井底向上提 升一次，提升间隔应满足： Vmin λ min
∆z = 2 Fmax = 2 ∈ 3 ~ 50 m
零井源距观测系统的作用：求取地 层速度、进行波场分析、制作VSP地 震道、预告未钻遇层位、联结地面地 震、测井曲线及地质剖面 、为地面 地震提供子波、处理与解释的各种参 数等。(见图2.3.1)
ATLAS WESTERN
WESTERN ATLAS
Receivers
Drill bit
BA99212ee
(七) 井间地震观测系统
井间地震观测系统利用两口井, 一口作为震源井，一口作为检波 器接收井。根据检波器和震源的 相对变化，可观测井间地层的变 化。井间VSP地震观测技术可发 展为油田开发地震。(如图)
Printer / Plotter
FMU
Field Interface Unit Shelter Bulkhead Unit Computer Interface Unit Computer
FMU
Fiber Optic Isolation Battery or Thermoelectric Generator
BA-1300GM 3-C, gimballed, high temp. BA3SingleSingle-Level Receiver (SLR)
BA99212oo
MultiMulti-Level Receiver (MLR)
15 & 20 m Interconnects
1 Level (SLR)
(四) 斜 井 VSP 观 测 系 统
斜井VSP观测系统比直 井的复杂，除了观测系统 设计和计算处理归位的难 度大外，还要考虑检波器 安置及防止电缆磨损等施 工中的具体技术。(如图)
(五) 斜 井 斜井VSP三维观测系统 VSP 的 是指在地面设置多条震源 三 线，在井中不同位置接收 维 的观测方式。(如图) 观 测 系 统
(三) 变 井 源 距 观 测 系 统
变(移动)井源距观测系统有两 类：(1)地面震源与井下检波器都 在改变的变井源距观测系统—适 应于海上观测，采集时检波器由 下向上，等间隔观测；震源点每 激发一次由井口向远方移动一次 (如图)；(2)移动震源的观测系 统—测井检波器固定在观测井的 某一深度，而震源则以一定的间 距向远方(观测井的一边或两边) 移动(如图)。该观测系统有利于 揭示目的层的细节和复杂地质特 征。
(八) VSP 多 次 覆 盖 观 测 系 统
1、用模拟地面地震勘探原理而设计 的多次覆盖观测系统—实现P点的三 次VSP覆盖，必须进行三种井源距的 观测，而且要细心计算。(图2.3.19) 2、固定井源距的三次覆盖观测系 统—地面激发一次，井下检波器则移 动一个检波器测点。(图2.3.21)
第三 讲 VSP 资料 的数 字处 理
2、 VSP 观 测 系 统 类 型
根据VSP观测系统的主要特点可分 为以下几类： 按井源距不同可分为：固定井源 距、移动井源距、多变井源距、井间 观测系统； 按井下检波器布设间距 不同分为：等间距、不等间距、大间 距观测系统； 按震源、检波器和井 三者空间位置组合关系分为：零井源 距、固定非零井源距、变井源距、井 间VSP观测系统； 特殊VSP观测方 法：斜井、浅井、连井VSP观测系统、 地面地下联合观测，多次叠加采集， VSP面积观测等。
• • five 3-components geophones • deviated well
3D VSP acquisition survey geometry circular walk-away
sea bottom
BA99212cc
Walkaway VSP
Imaging near-borehole structure
Wireline
WESTERN ATLAS
ATLAS WESTERN
Recording Source
ATLAS WESTERN
Source
Source
WESTERN ATLAS
Geophone
BA99212bb
Reverse VSP
Recording truck
ATLAS WESTERN
WESTERN ATLAS
3、VSP震源类型有以下四种：
（1）炸药震源—采用可重复性的炸药震源井： 需支架、套管、井壁与套管间固有水泥、小药 包(0.1~0.5 kg)、潜水面以下激发；(如图) （2）空气枪、蒸汽枪、水枪震源—用于海洋， 操作简便，但能量较弱，常采用组合或叠加方 法； （3）电火花震源—利用在液体中瞬间放电方 法产生高温高压脉冲； （4）可控震源—节省人力物力，提高生产效 力，是理想的VSP震源。
三、 适应野外作业，应具较高的稳定性，既 地 可适应严寒酷暑的工作环境，又可抗颠簸； 道数—纯VSP观测道数可少些，完成三维 面 VSP或进行井中与地面联合观测时道数应尽 记 量多； 动态范围—20log(Amax/Amin)为分 贝数； 分辨率—垂向上可分辨相邻地层 录 的最小厚度，要求仪器的接收频带较宽， 仪 采样率要小； 现场监视系统—监控采集 质量，可配备现场处理机； 配有适应于 器 不同震源的接口； 记录格式—采用标准
• 一、 VSP资料数字处理概述 • 二、零井源距VSP资料处理流程 • 三、有井源距VSP资料处理流程 • 四、VSP和地面地震以及测井资 料的综合处理
一、 VSP 资 料 数 字 处 理 概 述
VSP资料处理一般分为预处理、 常规处理和特殊处理。 预处理包括解编、相关、编辑、 增益恢复等。 常规处理包括用于零井源距 VSP资料处理的同深度叠加、初 至拾取、静态时移和排齐、震源 子波整形、带通滤波、振幅处理、 分离上行波和下行波、垂直叠加 等。 特殊处理是指满足用户特殊需 要的处理或特殊的VSP资料处理。
Receivers
Downhole source
BA99212dd
Seismic-whileSeismic-while-drilling (SWD)
• Onshore & offshore • TOMEX surveys : reverse VSP processing
cross-correlation Rig sensor Recording
• Land • Offshore
Acquisition System
Seismic Logging System (SLSIII)
Unix Based Analog or Digital 64 Channels 16 Bit A/D Conversion Real Time SEGY Backup
5 Level (MLR)
9 or 13 Level (MLR)
Sample Rate: 1/4, 1/2, 1, 2 ms Temperature Rating: 200 C Pressure RatFra Baidu bibliotekng: 20,000 psi Max. Wireline Length 30,000 ft.
• 1、VSP地面采集仪器应具条件
液压式三分量推靠测井检波器 (Geolock-H)—由法国CGG的子公司 AMG研制的，主要特点是：与井壁的 耦合特别牢固，便于地层参数的确定； 两支推靠臂依靠液压系统实现张开与 闭合。该检波器的结构是由上端护罩、 测筒与液压的联结部分、电动马达部 分、液压部分、补偿部分以及地震测 筒等六部分组成。