垂直地震剖面技术——vsp授课多媒体
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垂直地震剖面VSP2010
垂直地震剖面VSP2010-10-12 11:26VSP(V erticalSeismicProfiling)即垂直地震剖面,是一种地震观测方法。
它与通常地面观测的地震剖面相对应。
垂直地震剖面方法是在地表附近的一些点上激发地震波，在沿井孔不同深度布置的一些多级多分量的检波点上进行观测。
在垂直地震剖面中，因为检波器通过井置于地层内部，所以不仅能接收到自下而上传播的上行纵波和上行转换波，也能接收到自上而下传播的下行纵波及下行转换波，甚至能接收到横波。
这是垂直地震剖面与地面地震剖面相比最重要的一个特点。
这样特殊的观测方式，较地面地震而言，VSP具有以下优势：1）地震波单程衰减,地震信号频率较高；2）检波器深度定位,提高了速度分析精度；3）检波器离目的层更近,保证了振幅信息畸变小；4）三分量检波器采集，能得到PP、PSV波成像数据体；5）可以估算各向异性参数。
VSP的观测方式目前主要有零井源距(零偏)、非零井源距(非零偏)、W ALKAW AY、3D-VSP等,呈现点——线——体的发展趋势。
零井源距VSP的主要作用有：求取精确的地层平均速度、层速度等速度资料；以VSP 资料为标尺,综合测井、钻井、录井和地面地震资料，在过本井地震剖面上,准确标定各地震反射层的地质层位；钻井地层预测；识别多次波。
非零井源距VSP及3D-VSP的主要作用有:落实井旁构造细节；利用纵波、转换波VSP-CDP成像剖面对储层进行综合研究；分析研究井旁裂缝发育情况及地震属性分析；通过分析研究VSP资料，对大炮资料的处理、解释起到辅助作用。
再者开发地震可以辅助作小层对比，尤其是油水界面出现矛盾、歼灭等地质现象出现时。
其三、开发地震可以辅助开发井位置的论证，主要结合构造，储层因素。
避免油藏专业依赖地质模型，规则化定井的问题。
3C-VSP 即三分量垂直地震剖面VSP技术因为其观测方式的不同又分为零偏(zero-VSP)、非零偏(offset-VSP)、多方位(multi-azimuthalVSP)、多偏移距(multi-offsetVSP)、walkaroundVSP、3DVSP等[1]。
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(4)可用VSP预告钻井未钻遇的地层深度。
(5)用VSP资料可提供子波、反褶积因子、速度、反射系数、衰减系数以 及其他物理参数。
VSP 在油气勘探中的作用
(6)可以识别多次波。
(7)可以同时记录纵波及横波，这样就使地震勘探步入了全波信息利用 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。
零井源距（零偏）zero-offset VSP
从原理上讲，零井源距是使震源位于观测井的井口之上，如图5.5.2所示。 当地下界面水平时，零井源距是不能探测井身周围的地质情况的。当地 层倾斜时，地层的探测范围随地层倾角而变化，探测范围可用虚震源到 起止观测点的两条直线所限的界面长度确定。而实际上，不可能使震源 点位于观测井的井口之上，一般距观测井井口都有一定的距离。最大井 源距约2百米，小则几十米，且震源位置固定。
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。
第四节 垂直地震剖面法
第四节 垂直地震剖面法
垂直地震剖面法，又称 VSP 法。它是 一种地面接收，井中观测波场的方法，对 观测资料进行相应的处理之后，可得到沿 钻孔的垂直地震剖面。 垂直地震剖面法由于是在钻孔中接受， 减少了表层干扰和吸收，可获得较高的频 段信息，有较高的信噪比和分辨率，加之 可与钻孔资料对比，解释精度较高。
VSP的测量方法与PS测井相似，亦是在 井口附近地表地表设置震源，在钻孔内设置 检波器，接受人工地震波记录。不同的是， PS测井仅利用初至波走时，求钻孔近旁的地 层速度构造，VSP法则是在利用初至波的同 时，还利用续至波，不仅得到钻孔近旁的速 度构造还能得到钻孔所在位置的合成反射波 记录。因为这个合成反射波形与钻孔的地质 界面深度可以有较好的对应，所以它是反射 时间剖面进行地质解释的重要数据。
A图为时深曲线，直达波和反射波的 同相轴具有斜率相同，视速度符号相反的 特点，当检波器安置在界面深度处，二是 波所用的时间相等，有一个交点，该点对 应的深度就为产生的一次反射波的界面深 度。据此，用VSP资料可直接求取反射界 面的深度。
在多层介质中，除了一次波，还可能 有多次波，但是多次波不和直达波相交， 这一点是用来区别一次波和多次波的区别， 对我们有用的主要是直达波（一次下行波） 和反射波（一次上行波）。
关于垂直地震剖面法的资料处理过程 的解释，和一般反射波法大体上相类似， 就不一一介绍了。图3.4.2中所表示的是实 测的地震剖面图，该图显示了来自下部界 面的反射波在垂直剖面上分布形态。
图3.4.2 VSP实测记录
测井条件是激发一次，同时在井中所有测点 进行记录。VSP一般使用锤击，电火花或震 源枪进行激发。激发点位于钻孔上方时，称 为零偏移VSP；激发点距井口有一定距离时， 称之为偏移VSP。 零偏移VSP和偏移VSP之间的主要区别 在于零偏移VSP的波射线近于垂直地入射到 各速度界面，用以查明地基垂直方向的变化， 而偏移VSP的波射线往往和速度界面不垂直，
垂直地震剖面法，又称 VSP 法。它是 一种地面接收，井中观测波场的方法，对 观测资料进行相应的处理之后，可得到沿 钻孔的垂直地震剖面。 垂直地震剖面法由于是在钻孔中接受， 减少了表层干扰和吸收，可获得较高的频 段信息，有较高的信噪比和分辨率，加之 可与钻孔资料对比，解释精度较高。
VSP的测量方法与PS测井相似，亦是在 井口附近地表地表设置震源，在钻孔内设置 检波器，接受人工地震波记录。不同的是， PS测井仅利用初至波走时，求钻孔近旁的地 层速度构造，VSP法则是在利用初至波的同 时，还利用续至波，不仅得到钻孔近旁的速 度构造还能得到钻孔所在位置的合成反射波 记录。因为这个合成反射波形与钻孔的地质 界面深度可以有较好的对应，所以它是反射 时间剖面进行地质解释的重要数据。
A图为时深曲线，直达波和反射波的 同相轴具有斜率相同，视速度符号相反的 特点，当检波器安置在界面深度处，二是 波所用的时间相等，有一个交点，该点对 应的深度就为产生的一次反射波的界面深 度。据此，用VSP资料可直接求取反射界 面的深度。
在多层介质中，除了一次波，还可能 有多次波，但是多次波不和直达波相交， 这一点是用来区别一次波和多次波的区别， 对我们有用的主要是直达波（一次下行波） 和反射波（一次上行波）。
关于垂直地震剖面法的资料处理过程 的解释，和一般反射波法大体上相类似， 就不一一介绍了。图3.4.2中所表示的是实 测的地震剖面图，该图显示了来自下部界 面的反射波在垂直剖面上分布形态。
图3.4.2 VSP实测记录
测井条件是激发一次，同时在井中所有测点 进行记录。VSP一般使用锤击，电火花或震 源枪进行激发。激发点位于钻孔上方时，称 为零偏移VSP；激发点距井口有一定距离时， 称之为偏移VSP。 零偏移VSP和偏移VSP之间的主要区别 在于零偏移VSP的波射线近于垂直地入射到 各速度界面，用以查明地基垂直方向的变化， 而偏移VSP的波射线往往和速度界面不垂直，
垂直地震测井_VSP_技术在薄层砂体识别中的应用
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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。
(整理)VSP技术交流.
VSP技术交流垂直地震剖面概述垂直地震剖面是一种地震观测方法，它与普通常规地面观测的地震剖面相对应的。
地面观测的地震剖面是在地表附近的一些点上激发地震波，同时在沿地面测线布置的一些检波点上进行观测；垂直地震剖面也是在地表附近的一些点上激发地震波，但是它是在沿井孔不同深度布置得一些检波点上进行观测。
在水平地震剖面中，因为检波点置于地面，所以除沿地表传播的直达波和面波外，只能接受到来自地下的上行波；在垂直地震剖面中，因为检波器置于地层内部，所以既能接受到自下而上传播的上行波，也能接受到自上而下的传播的下行波。
垂直地震剖面法勘探技术能够提供准确的速度参数、层位标定、井孔周围的构造、岩性及储层的分布范围为利用地面地震反射信息进行构造精细解释、储层横向预测和油藏描述提供可靠的资料依据。
垂直地震剖面法有一些明显的优点：1）、地面剖面基本上是通过观测波场在水平方向（地表）的分布来研究地质剖面的垂向变化，垂直剖面是通过观测波场在垂直方向的分布来研究地质剖面的垂向变化，因此，波的运动学和动力学特征更明显、更直接、更灵敏。
2）、地表观测离开介质内部有意义的界面较远，与界面有关的波需经过一段复杂的旅程才到达地表，垂直剖面可以在介质内部紧靠界面附近观测，因而可直接记录到与界面有关的较纯的地震子波的波形。
3）、地面地震记录上主要的干扰波大都来自剖面上不，由于这些干扰，往往使地面记录上波的识别和对比发生困难。
垂直地震剖面由于在介质内部点上直接观测，因为有可能避开和减弱剖面上部低降速带的干扰，易于识别波的类型。
4）、地表观测时，由于剖面上部的影响，地震噪声水平较搞，仪器有效灵敏度受到限制，因而很难记录和识别强度低的弱波。
垂直剖面在介质内部的点上观测，由于地震噪声水平随深度迅速衰减，因而可以大大提高仪器的有效灵敏度，并使弱波的观测成为可能。
5）、地表观测时，不同界面的波到达地表测线上各点的方向都是来自下方，且彼此差别不大。
垂直剖面观测时，不同界面的波到达井内测线上各点的方向可以来自上方，也可以来自下方，而且在界面附近发生突变，所以垂直剖面可以有效地利用波的到达方向这一特点。
(第二讲)VSP勘探
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
1 2 2 t h d v
2 2 v dh h d * vd dt h
双曲线
一、基本原理 2．VSP时距曲线分析
（ 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（-）：
一、基本原理 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（-）：
1 t v
2H sin d 2H cos h
2
2
一、基本原理 2．VSP时距曲线分析
当界面水平时：
1 2 t 2H h d 2 v 当d=0时，直线；
物探新方法技术（地震勘探）
第二讲：垂直地震剖面 (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
一、基本原理
三、资料处理
6．静态时移（静校正和排齐）: 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 按其从地表道界面的双程时间排齐，该过程叫静态时 移（静校正和排齐）。
c
三、资料处理
7．波场分离 （1） 多道速度滤波 (2) 频率-波数域滤波
三、资料处理
8．反褶积 （ 1） 预测反褶积：压制多次波 【投影片1】原始VSP 【投影片2】压制多次波的VSP （2） 脉冲反褶积：压缩子波长度，提高分辨率 【投影片3】
VSP地震勘探技术及应用
2.2 VSP时距曲线分析
2.2 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多次波时距曲线
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。
上次多次波的射线路径
三 VSP信息采集技术
二
VSP测井基本原理
01
02 03 04
国内外VSP发展现状
VSP测井基本原理
VSP信息采集技术
三维三分量VSP简介
2.1 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
（3）多次反射波
从波传播到接受点的方向来分：（1）下行波，来自接收点上方的下行波；
（2）上行波，反之。
d1为直达波；d1' 为下行多次波； u1为一次反射波； u1'为上行多次波
VSP地震勘探技术及应用
2015.6.10
主要成员及国内外VSP发展现状及VSP工作原理 VSP信息采集 三维三分量VSP应用
主要内容
01
02 03 04
国内外VSP技术发展现状
VSP测井原理
VSP资料采集技术
三维三分量VSP简介
一 国内外VSP技术发展现状
VSP
利用初至波、续至波 观测点距很小（典型的是10～25m）
观测系统多种多样。主要有：零偏VSP、 利用震源在井口附近的零偏移距观测 非零偏VSP、变偏（移动震源）VSP、 系统 多方位变偏VSP、逆VSP、随钻VSP等； 目的主要是测定速度 从原理上来说是很简单的 目的主要是研究井旁地层剖面及在实际 地层介质中研究波的形成和传播规律
第四章 VSP
h l t直 达 V
2 i 2
t反射
（2H hi） l
2
2
V
三分量 子波检 波器
▼
x 下行波 上行波
t
● ● ●
●
﹡ h
VSP方法原 理示意图
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）
(3)多级三分量VSP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
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、前臵放大器、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。
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。
（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； （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。
2 i 2
t反射
（2H hi） l
2
2
V
三分量 子波检 波器
▼
x 下行波 上行波
t
● ● ●
●
﹡ h
VSP方法原 理示意图
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）
(3)多级三分量VSP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
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、前臵放大器、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。
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。
（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； （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。
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1984年，继南海和中原油田试验之后，胜利、江苏、大港、新疆等
油田都先后开展试验工作。
第一章 引言
在八十年代初，辽河油田参加了总公司组织的六五VSP攻关，1986 年物探公司2503 VSP队成立，并做了相应的试验工作 ；1987年对大4井 进行了第一次VSP测井试验工作，取得了成功。
第二章 水平地震与垂直地震剖面
22
28 26
海21 海30
24
16
20 18 16
16
海12
24 22 26
海2
30 32 34 36
28
10
16
海10
36 34 32 38 30 28 26 24 22 22
10
18 20 22 24 26
海9
海7
海3 海11
18
28
50 04
30 30 28 26 24 22
50 04
20
海6
S= O B
A'
水平地震与垂直地震剖面水平分辩率对比
地震勘探的分辨率讨论
R—第一菲涅 尔带半径（未 做偏移）
r- 做了三维偏 移的第一菲涅 尔带半径 椭圆（长轴R， 短轴r）做了二 维偏移的结果
y
R
r
x
三维偏移使 第一菲涅尔 带由大圆 （半径为R） 变为小圆 （半径为 r），二维 偏移使其成 为以R、r为 长、短半轴 的椭圆。
50 -14
-1420
0 42 -1
海11
图例
完钻井 VSP观测方向
-14 30
50 04
构造线 正断层
50 04
21570
73
76
第三章 垂直地震采集工作
1.地质任务
d) 综合解释研究 井周围的地层岩性变化 (q ) 砂岩等厚图 4 海2-海9井区扶余油层
21570 76
0 2.5 5.0Km 30 30 28 26 24
地震勘探的分辨率讨论
设未经偏移的第一菲涅尔带宽半径为 R，三维偏移后第 一菲涅尔带宽半径为r，则
R h 2 4
2
式中 为地震波主波长，h 。偏移意味着 h 0 ，这时
为反射界面至地面的距离
V R |h 0 r 4 4F
式中
V
为地震波速度，
F
为主频。
9）接收因素：仪器、时间采样间隔、前放增益、回放 增益、滤波器高低截频、记录道序、记录长度以及检波器 的前放增益。
第三章 垂直地震采集工作
5.采集方法试验
1）点试验：每一个井源距在施工前要将整个观测段 按500m左右的间隔从浅到深确定若干个试验点，根据施工 设计提出的项目和步骤试验考核激发因素和仪器因素是否 合理，了解能量衰减规律，确定施工方法。
传播深度
12345678901234
2 3 4 5 6 7
延伸轴
* *
时间
地震双程时间
传播时间
上行波
8 9
原始记录
“下行波”切除
初叠
（静校正后）
*下行多次波
地震资料处理……
原始数据 上行波 上行波排齐** 走廊叠加
T—“管道”波
T
**包括： 1 静校正 2 反褶积 3 滤波
T
垂直地震剖面剖析
第二章 水平地震与垂直地震剖面
第三章 垂直地震采集工作
1.地质任务 2.现场踏勘 3.收集资料 4.施工设计内容
5.采集方法试验
6.野外采集施工 7.原始资料整理 8.原始记录评价
第三章 垂直地震采集工作
1.地质任务
a)求取速度资料（平均速度、层速度）
第三章 垂直地震采集工作
1.地质任务
b)确定地震反射的地质（时代、岩性）层位，识别多次波
2.地震波场分析
第二章 水平地震与垂直地震剖面
2.地震波场分析
用层爆炸法产生的人工合成时间剖面
偏移以后的时间剖面
第二章 水平地震与垂直地震剖面
3.水平地震剖面 概念：地表激发，检波器平行地表埋置 。
处理
第二章 水平地震与垂直地震剖面
4.垂直地震剖面 概念：地表激发，检波器垂直地表下到井中。
5.两种剖面各有优势，缺一不好。
项目 名称 纵向 分辨率 水平 分辨率
射线路径
接收波场
S/N
勘探范围
水平地震
长
少
低
低
低
大
VSP
短
多
高
高
高
小
看来，地表观测与VSP相结合似乎是最有前景的。
第二章 水平地震与垂直地震剖面
水平地震与垂直地震剖面水平分辩率对比
第二章 水平地震与垂直地震剖面
S
Z0 O B
¼λ A'
沙一二：3200m/s
沙三：4000m/s
沙四：4300m/s
第二章 水平地震与垂直地震剖面
2. 地 震 波 场 分 析
东营：2800m/s
沙一二：3200m/s
沙三：4000m/s
沙四：4300m/s
第二章 水平地震与垂直地震剖面
2.地震波场分析
波 场 数 值 模 拟 波 前 快 照
第二章 水平地震与垂直地震剖面
b)了解井场及周围地形、表层地震地质条件、交通及居 民点情况； c)确定炮点位置。
第三章 垂直地震采集工作
2.现场踏勘
第三章 垂直地震采集工作
3.收集资料
a)钻井资料：钻井完井报告、井身结构图、岩性柱 状图、综合测井图、井斜图、声幅图； b) 地震资料：地面地震施工方法、井旁地震剖面、 地震构造图、工区的平均速度、层速度、静校正资料、基
垂直地震剖面技 术
汇 报 提 纲
一、引言
二、水平地震与垂直地震剖面 三、垂直地震采集工作 四、垂直地震处理工作 五、垂直地震解释工作 六、待开发用途与结论
第一章 引言
第一章 引言
VSP也叫垂直地震剖面，是英文Vertical Seismic Profiling 的缩写，是 一种井中地震观测方法，它是与地面观测的地震剖面相对应的。有人也管 地面地震叫水平地震剖面，水平当然是对应垂直了。 将震源和检波器放在井种进行勘探的基本思想可追溯到上个世纪二十 年代。1917年，西方地球物理学家费森顿（Fessenden）的专利是这方面 的第一个文献。后来，巴顿（Barton）在1929年曾参考费森顿（Fessenden）早期的工作，介绍井中地震测量的可能应用。摩西（Mc Collurm） 和拉茹（Larue）在1931年建议，通过测量井下检波器的旅行时来确定局 部地质构造。这已包含有VSP的基本原理，但是，这些西方地球物理学家 并没有把这种勘探的思想发展成为VSP方法。三十年代末，Dix提出利用 井中检波器测量时---深曲线和时间---速度关系，促进了地震测井技术的
第三章 垂直地震采集工作
3）观测段的选取： a）尽力将观测段选在套管范围内，特别是固井质量良好的 套管井段，以保证检波器与地层能很好地耦合和避免井下事 故发生；固井质量差的井段在经过较长时期的岩屑填充和固 化后形成“假固井”，也是较好的观测井段。 b）在裸眼井观测时，要根据井径曲线，逐一选择观测点位 置；井径过大的井段，允许空道；
-1450
海8-13
0 44 -1
-1460
-1 45 0
-1
-1440
46
0
-1 44 0
海2-2
-1430
-14 30
海2-4
海1-6
-1 42 0
-1 43 0
-1440
10 -14
海10-1 海8-2 海10-3
-1440
07
-1430
-142
0
海4-4
海2-6
海1-10 40 -14 海2-8 海1-8 海3-10
2）记录信噪比：选合适的工作方法，使噪声压到最 低水平，要求初至的s/n达到20dB，现场估算信噪比的方法 是：以适当的回放增益回放记录，量取初至波的幅度A； 然后将回放增益加大到20 dB，再回放记录，量取初至波前 的最大噪声幅度B。当A>B时，即表示初至波信噪比达到 了20 dB。
第三章 垂直地震采集工作
6）时间采样间隔应满足： dt<=1/2fmax …………………(3) 其中， dt ——时间采样间隔
第三章 垂直地震采集工作
7）井源距的选择：井源距选取要考虑地面条件和地质 任务而定，零偏不得超过最大观测深度的1/15；非零应用 模型正演方法确定。
8）激发因素：井深、药量、岩性
海4
22
21570
76
第三章 垂直地震采集工作
1.地质任务
e)对钻头以下的目的层深度进行预测
第三章 垂直地震采集工作
2.现场踏勘
在地质任务下来之后, 编写施工设计之前，要对井场及 其周围地区进行现场踏勘，以获得进行施工设计和施工时 所必需的直接资料。 a)了解井况、井史、钻井地质分层、井身结构、斜井的 拐点位置、含油气情况；
第二章 水平地震与垂直地震剖面
4.垂直地震剖面
根据震源离开井口
零偏
非零偏
的距离，VSP有两
种观测方式：零偏 VSP观测，震源在 井口附近。非零偏 VSP观测，震源离
开井口一定距离。
如右图所示。
VSP资料采集、处理……
震源 井孔 1
下行波
传播深度
12345678901234
传播深度
12345678901234
第一章 引言
发展，但是西方国家对VSP仍然没有真正发生兴趣。 与西方国家思想不同的原苏联加尔彼林院士，从50年代到70年代一 直进行坚持不懈的努力，研制了VSP观测的专门仪器，进行了大量的野 外试验，并在试验的基础之上发展了解释理论工作，使VSP成为一套完 整的、独立的观测方法。1973年，加尔彼林发表了他的专著《垂直地震 剖面》，这是VSP发展的重要里程碑。 1978年我国地球物理学家朱光明教授开始翻译加尔彼林的专著《垂 直地震剖面》，并于1980年在《石油地球物理勘探》杂志上发表，引起 了国内专家的高度重视。