三维三分量VSP解释方法研究

三维三分量VSP解释方法研究
三维三分量VSP解释方法研究
一、概述
三维三分量（3C-3D）VSP技术是由VSP和3D地震采集技术相结合的技术，可以充分发挥两者各自的技术优势。

三维三分量VSP地震波场十分复杂，包含了丰富的地质信息，三分量地震勘探是全波场激发和接收的地震勘探方法，在多分量地震记录的每个分量上都有不同的波型存在，能全面反映地下介质弹性和岩性信息的勘探。

3C-3D VSP 广泛用于纵横波速度估算/分析、井旁三维纵横波成像、VSP-AVOA 分析、裂缝方位预测、三维波阻抗反演、Q 值反演、各向异性分析及其他储层参数估算等，还能得到井周3D 纵横波数据体，将这些数据处理成果用于储层目标区精细解释，有利于提高储层描述的可靠性和精度，储层物性和岩性分析，提高油气勘探和开发水平
二、研究内容及研究路线
1.三维三分量VSP和地面地震资料的联合解释
与地面地震相比，三维三分量VSP资料的信噪比高，分辨率高，波的运动学和动力学特征明显，提供了地下地层结构同地面测量参数之间最直接的对应关系。

地震信号频率较高，检波器是深度定位,提高了速度分析精度，可以为地面地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型。

采用三分量检波器采集，能得到PP、PSV波成像数据体,与地面地震联合解释可以提高地面地震的解释精度。

以三维VSP 技术、井间地震技术和多波多分量技术为核心,并综合地面地震、测井、钻井和生产测试等多学科知识而形成的开发地震技
术正在成为油田开发阶段油藏描述和动态监测的有力工具,并能为油田制订或开发方案优化提供科学的依据。

1）识别地面地震剖面上的多次波
利用VSP剖面上多次波同相轴的主要特征识别出的多次波，通过连井地震剖面，即可识别地面地震剖面上的多次波。

识别依据主要有：1）多次波同相轴与相应的一次波同相轴大致平行,但旅行时要大些；2）
层间多次波的同相轴与一次下行波同相轴不相交；3）多次波同相轴终止的深度位置指示形成多次波的来源。

2）提高地面地震资料的分辨率
利用VSP下行波可提取单纯的地震子波和较理想的反褶积算子，利用这种反褶积算子对地面地震资料作反褶积处理，可衰减多次波，压缩子波波形，进而提高地面地震资料的垂向分辨率。

3）可靠地识别地震反射层的地质层位
利用高分辨率和高精度的VSP资料，可很好地建立井中地质界面和地震反射之间的可靠联系，提供准确的时深关系，，确定反射波对应的是岩性分界面还是地质时代分界面，确定地震反射振幅的强弱与岩性、物性差异的关系，解决合成地震记录与井旁地震记录不对应的问题。

2.利用三维三分量VSP进行井周围地层构造、岩性和储层参数解释
三维三分量VSP资料分辨率高,直接反映了井附近地层的反射特征可以对井眼附近区域地面地震无法成像的小构造进行成像。

三维三分量VSP资料的各向异性信息丰富, 可以实现井周高分辨率三维成像, 有利于岩性特征研究
和井位评价。

在三维三分量VSP工作中由于使用三分量检波器，可以得到纵横波的波形、速度等多种信息，进而可提取纵横波速度度比、泊松比等参数，它们是进行地层岩性解释和储层横向预测极为重要的一种信息, 用这些参数在有利地区划分岩性和不同的岩相带 , 估算孔隙度 , 评价储层含油特性等利用三维三分量VSP资料可能提取的地震波运动学和动力学信息包括：旅行时、传播方向、振幅、频率、相位、极性、偏振等。

这些信息反映了岩层的波阻抗、反射系数、衰减、层速度、泊松比、各向异性等地球物理特征。

根据岩层的地球物理特征可推断岩层的岩石成分、岩相、孔隙度、流体成分、裂缝发育程度、过压带等，从而为勘探非构造油藏，直接找油找气，以及为油藏工程和油田开发等服务。

三维三分量VSP资料提取的地震信息比地面地震的精度高得多，比常规地震资料有更高的信噪比，更高的分辨率和更大的穿透深度，三维三分量VSP 通过井孔进行三分量观测，有利于矢量场的矢量观测和分析，可分别利用上下行波场、纵横波、转换波等进行精细构造和岩性解释。

3.三维三分量VSP资料在裂缝检测中的应用
三维三分量VSP技术在获得能够反映岩石骨架及流体特性的常规P波资料的基础上，同时获得了反映骨架和各向异性特性的S波资料，在纵、横波联合区分岩性、流体性质以及利用转换波各向异性和横波分裂预测裂缝方面均比单纯的纵波勘探具有明显的优势。

三维三分量资料的综合解释，充分利用三维三分量的纵波信息和转换波信息，开展P波地震属性裂缝预测、方位各
向异性裂缝检测、横波分裂裂缝检测等多方面研究工作，利用速度方位各向异性和横波分裂预测小尺度裂缝网络系统，可以提高了裂缝预测的精度。

利用纵波震源三分量VSP资料的下行横波进行快、慢横波分裂, 可以确定地层裂缝的主体方位和密度, 再结合测井资料可以对储层进行综合解释利用纵波震源VSP三分量资料检测井旁裂缝的基础是要有好的下行横波资料, 关键
技术是矢量合成检波器水平分量重新定位和快、慢横波分裂。

利用VSP资料检测裂缝的方法原理已有许多学者进行了研究。

Crampin利用最初的快、慢横波的偏振方向确定裂隙方位, 用第二个波的波至（在矢端曲线中）确定分裂横波之间的时间延迟仁,Alford利用旋转技术分离快、慢横波, 再利用常规处理方法获得快、慢横波的层速度。

Naville提出一种利用两个深度水平之间互相关的强化技术来确定裂缝的方位。

Nicoletis等提出了利用两个线性独立的震源偏振获得两个深度水平之间传输算子的技术, 这种传输算子直接给出了裂缝方位以及快、慢横波的速度及其衰减。

高希勤等利用横波VSP震源的四分量资料检测裂缝。

董良国等利用横波震源四分量资料检测盐城凹陷地下裂隙, 取得了较好的效果。

高希勤等利用纵波震源非零井源距三分量资
料, 采用非线性反演技术得到了裂缝的发育方位, 但没有确定出裂缝的密度。

4.三维三分量VSP正演模拟研究
通过三维三分量VSP正演模型计算可以深入地研究地震波的各种运动学特征和动力学特征，为地质解释提供依据, 验证层位解释的正确性，使得资料处理质量更高、地质层位解释更精确精细, 能够准确反应地质岩性、构造及
物性参数的变化，还能给实际地震资料解释提供一种可靠的依据和有效手段。

采用弹性波波动方程实现三维三分量VSP的正演模拟，得到全波场地震记录，研究弹性波场响应特征与储层参数变化之间的规律,用正演数据体验证地震成像处理和解释方法的正确性,可以提高小尺度储集体的油气识别和预测的精度。

三、预计研究成果
1.三维三分量VSP和地面地震联合解释技术
2.三维三分量VSP正演模拟技术
3.三维三分量VSP资料在裂缝检测中的应用
4.三维三分量VSP进行井周围地层构造、岩性和储层参数解释。