第五章 井间地震

三、井间地震观测系统
三、井间地震观测系统
b、同步反射线性观测系统 该系统是使激发点和接收点分别在震源井 与接收井中反向等距移动，移动总点数和总 距离相等。
三、井间地震观测系统
B 正交观测系统 正交观测系统是采用井间地震组进行观测， 即，一口井为激发井，另两口井为接收井， 井的分布构成正交系统。图中，A为震源井， B、C为接收井，它们组成一直角形式，其 优点是可在两个方向上提供速度的分布和 介质的各向异性。
二、井下接收系统
二、井下接收系统
由当前国际发展趋向来看，采用数字遥测 式的多级井下接收系统其性能显著伏于现 有的单级VSP检波器，特别在通带、记录 道数b抗干扰能力、传输特性、深度误差、
生产效率方面均有突出的优点。
三、井间地震观测系统
1）井间地震测量的设计 做井间地震测量设计应考虑下列标准，并取得相 应参数。 标准 参数 A 射线密度 组合长度 多数面元应穿过10条射线 检波器间距 震源间距 B 射线孔径 排列长度 与水平方向呈±45度角 C 时间分辨率 采样间隔小于2ms 记录的频率成分
B）井间地震波场旅行时方程：
一、井间地震资料数字处理概述
S:震源点 R:接收点 Hs:震源点深度 HR:接收点深度 D:井间距 e:反射角、透射角或折射角 t:从震源点S到接收点R的旅行时 Vi:第i层的速度 Vp:纵波速度 VSV:横波速度
（1）井间直达波旅行时方程：
在共偏移距道集，HS一HR二C（常数） ，直 达波时差等于零，直达波时深曲线为一水平直线。
断层、沉积单元中的障碍壁、沉积单元之间的界线、水 平层理和交错层理、沉积单元的渗透带以及裂缝发育程 度等资料。
识别岩性； EOR监测。
深入细致地研究地下复杂地质构造及沉积细节,了解 储层特征,制定合理的开发方案,促进油田增储上产的有 效方法。
第二节 井间地震采集技术
一、井间地震震源 二、井下接收系统

二、井间地震历史回顾
我国在“八五”期间多个油田也展开了
井间地震技术研究，胜利油田、辽河油 田、物探局、石油大学以及西安仪器厂、 中科院电工研究所等单位从野外采集、 数据处理解释及野外设备研究等方面进 行了研究，达到当时的国际先进水平。 “十五”期间井间地震再次成为研究的 重点。
三、井间地震技术特点
三、井间地震观测系统
一、井间地震震源
井间地震对震源的要求：
①无破坏性； ②频带宽； ③震源能量足够强； ④可重复性； ⑤地震输出与作业深度无关； ⑥周期短，可迅速移动； ⑦耐高温高压（218℃）； ⑧套管井与裸眼井都可使用； ⑨可激发纵波与横波； ⑩适用于各种井孔。
一、井间地震震源
井下震源系统的发展历程： ①70年代的炸药震源：普通炸药包、井壁 取心枪、射孔枪等。特点是取之容易、操 作简单，但存在明显缺陷：破坏性大，且 缺乏有效控制手段；震源特性无法预定， 缺少对震源信号质量的控制手段；没有连 续激发的能力，使得数据采集时间长，采 集成本过高。
二、井下接收系统


法国CGG和Schlumberger两个公司开展了多道VSP 井下接收器的研究，并且还推出了相应的产品。如 CGG公司与法国石油研究院合作于1989年率先推出 Multilock多道VSP仪器，由于其直径大，结构复杂， 直至1991年底才由吉林油田购进一台，但其采样率 低：1ms 6道，2ms 12道，故只能用于VSP测量，而 用于井间地震尚有很大距离。 Schlumberger公司于1990年推出ASI阵列地震成像仪 (Array Seismic Imager)和CSI可组合的地震成像仪系 统(Combinable Seismic Imager)，可说是最新型VSP 仪器，CSI可以测量达5级三分量地震数据，直径仅 86mm，采用旋转永久磁铁推靠方式，结构较简单， 但其中CSI的最高采样率也只有0.5ms，对于井间地 震而言，仍不够高。
C 2 D2 t V
在共炮点道集或共接收点道集中，直达波时 深曲线为双曲线，其顶点对应于同一深度的炮点 和接收点处。
一、井间地震资料数字处理概述
A）井间地震波场特征 井间地震观测系统的特殊性，使得井间地震 波场比地面常规地震波场复杂。 存在直达纵波、直达横波、反射纵波、反射 横波、转换纵波、转换横波、透射纵波、透 射横波以及多次转换波。 存在界面波、绕射波、管波、导波等地震波。 整个记录下来的井间地震波场可以划分为初 至波和续至波两大部分。初至波用于旅行时 层析成像，续至波用于反射波成像和透射波 层析成像。
二、井下接收系统

迟至1991年底，美国Geoview公司推出了 井下数字化的多道遥测接收系统，其GV— 16型最多可记录16道，最高采样率为1／ 16ms，记录长度为64K字，但缺点是温度 上限仅为125℃。美国OYO公司的ABR井 下接收系统与GV—16型有相同的指标，直 径也为4〞，其传感器为速度及加速度型 可选，而且在800Hz内无谐振。值得注意 的是他们所采用的是Δ—Σ A／D转换器， 且已提高到18至20位。
二、井下接收系统
井间地震记录仪器及井间地震成像系统： 井间地震地面记录仪器可以是一殷的常规数字地 震仪作改造，主要有：美国HGS公司的DSS—10A 和EG&G公司的ES—2420两种仪器，它们的功能都 比较多。以DSS—10A更具有代表性。 DSS—10A数字地震采集系统由 DSS—10A磁带机信 〝〞 息传输单元和外部辅助设备组成。具有24个工作 道， 5个辅助道。可用于爆炸震源，也可用于可控 震源。对于多道检波器，例如对CCG公司的 Multilock井下接收器进行采集和监控，就专门开 发了ASAP系统。美国HGS公司也开发了同类产品， 通过Hunter现场质量控制系统与常规地震记录仪 器一起配合实现，此类仪器以法国CGC公司的 ASAP系统更具有代表性。

二、井间地震历史回顾
1917年费森敦先生首次提出利用井间地震的测 量结果确定矿体的位臵和范围，并在矿藏勘探 和工程建筑勘探等领域使用至今。 60～70年代移植到油气勘探领域。1972年 《Geophysics》杂志系统介绍了井间地震技术 及其在油田开发中的应用。 80年代以来，井间地震技术发展突飞猛进。 1988和1990年SEG等机构先后在美国洛斯阿拉 莫斯和日本东京召开了两次国际井间地震技术 专题讨论会。
三、井间地震观测系统
3）野外施工方法 当井为干井时，要把震源和检波器都固定在 井壁上，这样可保证耦合良好。若井中含水 或泥浆时，则保证了耦合条件，可用水中检 波器来接收而用电火花做震源，但这只适用 于纵波，对于横波而言，检波器必须固定在 井壁上。
第三节 井间地震资料处理
一、井间地震资料数字处理概述 二、井间地震资料处理流程
震源井-流体耦合
单分量井下接收器阵列 10级或20级
接收器阵列移动 50-100英尺
激发间距 2.5, 5 或 10 英尺
接收器阵列放在最深处
井间地震野外现场施工图
一、井间地震方法原理

井间地震有两种，一种称为井间层析技术。 1983年美国著名地球物理学家McMachen首次 提出井间地震，他引用医学中X射线层析原理。 层析技术又称为CT(Computerized Tomography的缩写)技术，现已广泛用于医疗 诊断。 另一种称为井间反射成象，或称为井间高分辨 率反射成象，它是在井间层析的基础上。于 90年代初期发展起来的。
三、井间地震观测系统
2) 井间地震观测系统 根据震源、检波器和井眼三者空间的组合形 式，可分为线性观测系统与正交观测系统。 A 线性观测系统 该系统采用两口井，一口井为震源井；另一口 井为接收井，此系统又可分为定点反射线性观 测系统和同步反射线性观测系统。 a、定点反射线性观测系统 它是把震源固定在激发井中的某一设计深度 位臵上，而接收井中的检波器沿观测井全井或 装点研究井段均匀依次排列。
靠近目的层，避开了地表噪音和低降速带的
影响； 频带宽、分辨率高； 地震波资料丰富，可进行转换波处理； 提供高质量井间图像； 采集困难，费用高； 需要井孔、电缆、电缆车、井下检波器等特 殊设备; 测量范围有限； 存在潜在危险。
四、井间地震技术的用途
主要用来研究井间地层的连续性、了解储层的横向 变化、进行油藏描述和监测油气藏的动态： 获取地下地质构造细节； 提供油藏非均质性的资料，进行油藏描述；
井下震源系统的发展历程： ③80年代后，震源系统多样化：方向一， 改进和完善已有震源；方向二，另劈新 径，研制机电、电磁震源和可控震源。
一、井间地震震源
井下震源的种类：
1) 化学炸药井下震源 · 压缩炸药，如RDX · 炸药导爆索，如黑索金炸药 2) 空气枪(通过软管与地面设施连接) 3) 电火花 · 直接放在泥浆中的电极 · 放在套管中的电极 4) 电解质套筒枪(通过电解作用获得H2，CO2 混合可燃气体的起爆器) 5) 陶瓷换能器。
一、井间地震震源
井下震源系统的发展历程： ②海上震源的改装：空气枪、水枪和电火 花震源。有效解决了连续激发和预定震源 特性的问题，然而又出现新问题：容易破 坏井下水泥胶结带；拖缆过于笨重，很难 深井作业；有效波能量不高；管波能量太 高；存在“气泡反应”；震源特性受液体 压力影响大；
一、井间地震震源
二、井下接收系统
井间地震对井下检波器要求： 1.较宽的频带范围(大于500Hz以上) 2.高的采样频率 3.高速数传能力 4.多分量接收 5.多级接收 井间地震首先使用的检波器自然是VSP检 波器。
二、井下接收系统
井间地震使用的检波器 多级VSP测量。以前苏联开展研究最早。多级VSP 井下接收器是在单道VSP井下接收器基础上发展起 来的，由多个分别带有推靠器的三分量检波器短 节连接组成。同时又用先进的数字传输技术取代 原单道三分量利用测井电缆传输模拟信号的技术， 它是在井下高温高压条件下，对地震信号进行前 臵放大、A／D转换、数字编码，利用现有测井电 缆进行数传。多道三分量井下接收器比单道接收 器具有明显的优点，提高了施工效率，改善了数 据质量，还由于三个分量的检波器被安装在万向 支架上，可以在斜井和水平井中使用。