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，
v*f =-v， v*d =v。
2．VSP时距曲线分析
（3）均匀介质情形下的 一个平反射界面的二次下 行波时距曲线 上倾方向激发（+） 下倾方向激发（-）
下式中 H=Zcosφ -dsinφ
t 1 2H sin d 2 2H cos h2
• 如果将上行波各道都加上初至时间，则相当于将检波 器放到井口地面接收反射界面的反射波，则上行波将 按其从地表到界面的双程时间排齐，把加初至时间的 过程叫静态时移。
• 如果将下行波各道都减去初至时间，使初至波在同一 时间出现，则所有的下行波对齐排列。这样就出现了 下行反射波。
三、资料处理
7．波场分离
一、基本原理
垂直地震剖面技术定义： 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，即在垂直方向观测一维人工场，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。
一、基本原理
1．VSP中的主要波动 从波的类型来分：
（1）直达初至波 （2）一次反射波：反射纵波和转换波（当震源 有偏移距） （3）多次反射波 从波传播到接收点的方向来分： （1）下行波：来自接收点上方的下行波（直达波和 下行多次波） （2）上行波：来自接收点下方的上行波（一次反 射波和上行多次波）
三、资料处理
8．反褶积 （ 1） 预测反褶积：压制多次波，它的滤波因子 是由已分离出来的下行波自相关函数逐层计算出来 的，然后将因子分别应用于上、下行波。
（2） 脉冲反褶积：压缩子波长度，提高分辨率
三、资料处理
九.走廊叠加（VSPLOG)
在静态时移（或静校正和排齐）的剖面上，从初至波斜 同相轴到多次波终止处连线（斜线）的一个条带（通道） 上，只有一次波，而切除了多次波，把一次波同相轴加 到一起，形成单一的地震道，这个工作叫走廊叠加。
• 7．波场分离 8．反褶积 9.走廊叠加（VSPLOG)
1．编辑（编排）
• -将采集记录变为计算机格式。剔除不工作道， 不正常道，并把所放炮次按深度大小，由浅而 深进行编排。
2．垂直叠加—叠加，提高信躁比。
• 当震源较弱时，为了加强信号能量，常 采用叠加的方法，目的提高资料的信噪 比，
• 当使用炸药时 对记录很少进行叠加，一 是炸药震源能量较强，二是各炮波形很 难一致。
一、基本原理
1．VSP中的主要波动
一、基本原理
2．VSP时距曲线分析
（1） 均匀介质情形下的直达波时距曲线
t 1 h2 d 2 v
h d * dh v vd dt
2 2 h
时距曲线是双曲线，但当d很 小时时距曲线是直线，随d增 大视速度增大，同相轴变为双 曲线。
2．VSP时距曲线分析
VSP资料主要处理内容
• 1．编辑（编排）-采集记录变为计算机格式。 • 2．垂直叠加—叠加，提高信躁比。 • 3．初至拾取：拾取初至直达波，用于求速度和静
校正及处理
• 4．频谱分析和带通滤波—搞清有效和干扰波频带 范围。然后进行带通滤波。提高信躁比。
• 5．震源子波整形-使每炮的震源子波波形一样。 • 6．静态时移（静校正和排齐）
（2）均匀介质情形下的一 个平反射界面的上行波
时距曲线 上倾方向激发（+） 下倾方向激发（-）：
下式中 H=OE-EM=Zcosφ -dsinφ
t 1 2H sin d 2 2H cos h2
v
从时距曲线方程可看出反射波旅行时与接收点位置、激发点位 置、地层倾角和速度有关
• 所谓近场，在海上系指不超过单个气枪水泡后单个弹 性变形带的1-2m，在陆地上系值不超过以震源子波的 波长为半径的范围。
• 近场检波器埋于地下监视震源子波，要求它尽可能与 井中检波器的性能相同，它可以为子波处理提供依据。
4）井中检波器
• 井下检波器是VSP工作中的主 要设备，它应具有：
• （1）可伸缩的推靠臂，当检 波器 沉放到某一观测点时， 要求检波器推靠在套管上，保 证良好的接触（耦合好）；
4）相邻道震源的标识误差应小于1ms，以保证有较高的精度。
二、资料采集
深度
时 间
2)偏移距：小（偏移距大小与界面成象范 围有关
• 偏移距是指井口到震源点的距离，如地震测井一样， 震源不可能就在井口，偏移距可大可小。主要考虑成 像范围，一般随偏移距增加地下成像范围也随之增大， 反之亦然。但偏移距过大，由于波形转换，可能造成 资料质量变坏，一般把偏移距约为接收点深度十分之 一时，可认为是零偏移距。
• 对于零偏移距水平界面的VSP观测，假设井中检波器 接收到直达波、上行波。下行波（二次），到达时间 分别为t1、t2和t3，地面接收到的反射波旅行时为t0， 它们具有如下关系：
• t2+t1=t3-t1=t0 • 如果将上行波各道都加上初至时间，相当于将检波器
放在井口地面处接收反射界面的反射波，则上行波将 按其从地表到界面的双程时间排齐，将加初至时间的 过程叫静态时移（静校正和排齐）。与此同时，初至 波也增加了一倍时间，同相轴的斜率也将增加一倍
v
2．VSP时距曲线分析
当界面水平时：时距方程和视速度分别为
t 1 2H h2 d 2
v
v*d

dh dt

v
2H h2 d 2
h 2H
>0
当d=0时，二次下行波反射波同相轴近似为直线；
当d≠0时，二次下行波反射波同相轴双曲线。
视速度为正值。
一、基本原理
2．VSP时距曲线分析
四、资料应用
1．提取准确的速度参数：利用初至时 间反演 在常规地震勘探中用地震测井和声波测 井来得到速度信息，受到一定的限制， 地震测井点距太大，声波测井虽然分层 较细，但受到井经变化和时间累积的影 响，使精度降低，而VSP资料采用推靠 检波器，提高了灵敏度，并且点距小， 位置准确，所以用初至波测定的速度精 度将会得到很大的提高。
讨论： 当d=0时，直达波及二次下行波时距方程为
h td v
2H h tdn v
下行二次波走时tdn比直达波走时t d增加 一个常数，且视速度相等。斜率相等，故在d较 小时，下行二次波同相轴与直达波平行的，只 是增加了一个系统时间值（两曲线平行）。
一、基本原理
2．VSP时距曲线分析
（4）均匀介质情形下的一 个水平反射界面的二次上行 波时距曲线
• 第二讲：垂直地震剖面
(Vertical Seismic Profiling VSP)
【思考题】
（1） VSP概念、走廊叠加、静态时移 （2）水平及倾斜双层模型的一次波、 直达波、二次波理论时距曲线及方程
(3) VSP资料有哪些应用？
垂直地震剖面
一、基本原理 二、资料采集 三、资料处理 四、资料应用 五、思考题参考答案
• （2）检波器具有较宽的通频 带，有可调的动态增益
• （3）形状影视两端尖直径小， 以防止管道波的产生；
• （4）是三分量检波器，同时 接收纵横波资料；
• （5）耐高温高压 • 目前井中检波器12道
5)检波器点距：小于波长一半（6-15米）
• 要求相邻检波器点距满足采样定理。点 距应为二分之一的最小有效波长，点距 小，对应界面上反射点的间距也越小， 资料精度高，有利于小构造解释。
3．初至拾取：拾取初至直达波，用于求速 度和静校正及处理
• 初至直达波的拾取直接影响到速度参数 的精度和静校正量的大小，为了保证初 至波拾取的精度一般采用了频率域滤波 和互相关技术。
4．频谱分析和带通滤波
• 频谱分析：搞清有效和干扰波频带范围。然后 进行带通滤波。提高信躁比。主要压制管道波 和随机干扰。
1.震源
(1)震源：
类型：炸药震源、可控震源、气枪、电火花等
目前陆地上使用的多为可控震源。
对震源要求：
1）震源能激发高宽频信号，提高分辨率；
2）能量强，干扰小，多在低速层以下激发，采取多次重复激 发方式，以增强能量。
3）要求震源子波一致，一口井观测点上百，每个点又必须重 复激发，这样一口井都要激发很多次，所以要求每次激发的子 波要一致。