2. 中国石油集团东方地球物理公司新兴物探开发处, 河北涿州 072750;
3. 福建省地震局, 福建福州 350003
2. New Resources Geophysical Exploration Division, BGP Inc., CNPC, Zhuozhou 072750, China;
3. Seismological Bureau of Fujian Province, Fuzhou 350003, China
垂直地震剖面(Vertical Seismic Profile, VSP)方法起源于20世纪20年代, 其数据采集方式与地面地震观测系统不同, 记录仪器也存在着较大的差异[1]。GALPERIN[2]指出, VSP方法可以获得极丰富的地震多波信息。近年来, 多分量检波器在地面地震中被大量采用[3-4], 且在油气田和煤田的勘探开发研究中起到了重要的支持作用[5-7], 但单分量纵波观测在生产中仍然占据主导地位[8-9]。与地面地震相比, 从20世纪80年代起, 几乎所有的VSP数据采集都采用三分量检波器接收地震波场[10-11], 虽然VSP检波器通常无法固定方位观测, 但利用成熟的波场旋转定向技术可以很好地归位并分离多波波场, 还有学者研究了更多分量的VSP记录方法[12]。
对VSP多种类型的波场进行对比分析, 认为其中部分波场与地面地震波场相一致, 如上行纵波、上行转换横波、上行多次波等, 但大多数波场是VSP方法所独有的, 如下行纵波、下行横波和下行转换横波、下行多次波、井筒波、电(光)缆谐波等。这些波场的存在增加了VSP波场的复杂性, 同时也提升了井中地震方法的应用价值, 如下行纵波被广泛应用于地震速度计算和井控参数提取[13-14]、下行横波被应用于多波地层深度预测[15]、下行多次波被应用于地面地震反褶积处理[16]和表层Q值提取等。
深入进行多波多分量地震勘探技术的研究与应用, 有助于了解复杂地质构造细节、分析油气响应相关属性及获得目标储层裂缝与流体信息等, 将有助于优化油气开采方案、降低工程风险、增加产出效益等[17-18]。经过了近一个世纪的发展, VSP方法研究已取得了长足的进步。本文旨在总结前人的研究成果, 并结合大量的生产实践结果与认识, 从垂直地震波场的识别和分类方法入手, 对VSP多种波场的特征和应用现状进行分析和归纳。
1 VSP波场类型及分类通常VSP采用三分量井中接收的观测方式, 在井下环境中, 记录不同角度入射的地震波数据, 对原始波场或分离处理后的波场进行分析, 可以得到丰富的地震多波信息, 如上下行纵波、横波, 上下行转换波, 多次波, 断面波和绕射波等, 其中大多数波场都具有应用价值。
1.1 VSP波场分类VSP波场类型丰富(图 1), 分类方法较多, 可以根据地层界面处地震波的入射和出射情况、传播路径、振动性质、应用情况等进行分类。
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图 1 VSP波场类型 图中:①为下行纵波, ②为上行纵波, ③为下行多次波, ④为下行横波, ⑤为上行横波, ⑥为下行转换横波, ⑦为上行转换横波, ⑧为断面波, ⑨为光缆谐波, ⑩为套管波, ⑪为井筒波, ⑫为层间多次波, ⑬为绕射波, ⑭为折射波。 |
1) 根据地层界面处地震波入射和出射情况, VSP波场可分为:透射波、反射波、转换波、折射波和绕射波等。
2) 根据检波器所记录的地震波传播方向, VSP波场可以分为上行波、下行波等。根据传播路径抵达界面的情况, 下行波可分为一次下行波(直达波)、全程多次下行波、层间多次下行波等; 上行波可分为一次上行波、全程多次上行波、层间多次上行波等。
3) 根据波振动特征, VSP波场可以分为平动波和旋转波等[19-20]。其中绝大多数VSP波场属于平动波, 包括纵波、横波及两者相互转换后的各种波场等; 旋转波较难测量, 但随着近年来地震波理论的发展, 受到了更多的关注[21], 在VSP观测方式下利用新型仪器进行旋转波记录被认为是一个较理想的研究方法。
4) 根据应用情况, VSP波场可以分为有效波、干扰波等。需要指出的是, VSP干扰波通常包括套管波、井筒波、电(光)缆谐波等, 一般没有地面地震数据中常见的面波干扰, 也很少观测到来自地表的外源干扰(如行驶的重型卡车、风噪声等), 极个别数据会受邻井钻井作业等影响, 观测到来自深部的外源干扰; 光纤数据的干扰波比较复杂, 包括由施工方法引起的光纤耦合噪声、井口高空吊缆振动引起的强噪声等, 由于光信号转换引起的时间记录同步噪声、零值漂移噪声、斑状随机噪声等, 目前一些噪声的产生机理和压制方法仍处于研究阶段。另外, VSP的干扰波也是一个相对概念, 很多干扰波仍然有一定的应用价值。
1.2 常见的VSP波场类型VSP下行纵波(P波):VSP观测方式最重要的优势之一是可以接收并记录下行地震波, 其中下行纵波是最为基础的一种波场, 通常也是VSP记录的初至波, 是地层速度计算、衰减规律研究和补偿参数求取、反褶积算子提取的数据基础。当多方位观测时, 利用不同方位下行波的时间、振幅、频率和偏振等差异, 可以计算地层各向异性、评估地层的裂缝方位和强度等。
VSP上行纵波(PP波):它与地面地震上行纵波相类似, 都是直接记录不同深度的地层反射数据; 区别之一在于VSP数据由检波器在井中记录得到, 更加接近目标地层, 环境噪声相对较少, 因此VSP上行纵波数据具有信噪比更高、频带更宽等特点; 区别之二在于VSP上行波具有地震波传播的全程可追踪性, 可直观分辨一次反射波或多次反射波发育情况等。上行纵波处理成果包括走廊叠加剖面、VSP成像剖面等, 可广泛应用于地层精确标定、井旁精细构造分析、地震属性研究等方面。
VSP下行横波(S波)和下行转换横波(PS波):同为VSP方法的特有波场, 可以由横波或纵波震源激发、井中检波器三分量接收得到, 记录了可靠的横波地震信息, 通过检波器方位的重新定向处理可以获得准确的横波地震时深关系和横波速度, 进而计算得到地层纵横波速度比、泊松比和各种岩石地球物理模量, 或进行纵、横波联合反演地层属性等。需要指出的是, 纯横波和转换横波由于产生方式不同, 存在一定的差异, 通常表现为纯横波频率较低, 而转换横波无法得到浅层横波速度等。同时, 利用VSP下行横波可以直接获得地层快横波(S1波)和慢横波(S2波), 这对于地层的各向异性分析、地层裂缝预测等具有重要意义。
VSP上行横波(SS波)和上行转换波(PPS波):VSP上行转换波是有代表性的一种转换地震波, 它与上行反射横波较为相似, 可被井下多分量检波器清晰地记录, 它们是研究地层转换界面、地震横波发育特征的重要数据, 通常用于油气检测研究等方面。而快、慢上行横波(PPS1、PPS2波和SS1、SS2波)又为裂缝型储层研究提供了直接信息。需指出的是, 利用非横波震源激发可以得到转换横波, 但转换波的发育程度受入射角度、纵波阻抗差异和横波阻抗差异的综合影响, 存在一定的不确定性, 并且不同层位间产生的转换波场也会相互干涉, 给波场分离处理带来了困难。
VSP绕射波:相比于其它VSP波场, 绕射波强度通常较弱, 但它却是研究井旁异常地质体的重要指示波场之一, 井下检波器接收并记录的绕射波数据可以反演得到井旁一定距离内的异常地质体的埋深、水平位置和规模等信息, 结合区域地质研究成果可以用于地质体物性特征的预测。
VSP断面波:通常指VSP剖面中的断面反射波或折射波。高角度断层是复杂地层中的常见构造, 但在地面地震的观测方式中, 这类断层难以成像。当检波器位于井中观测时则可以很好地弥补这一缺憾, 在有些探区, 利用所接收到的断面波数据, 可以精确地计算断层的过井深度、产状、走向、断距等断层要素, 有时甚至可以刻画出无明显断距的走滑断层[22]。
VSP多次波:与地面地震数据中的多次波不同, VSP多次波具有全程可追踪、易于识别和压制等特点, 因此可以用于指导地面地震多次波压制处理。首先通过对比分析确定地面地震数据中的多次波发育情况, 包括多次波的来源、强度、影响等, 如:判断某多次波产自浅部地层(全程多次, 一般产自低降速带底面)还是产自深部地层(层间多次), 评估多次波污染程度等。同时VSP多次波与初至纵波可以组成多次波压制因子, 这是求取地震反褶积算子的直接、有效的计算数据, 在某些井地联合采集的观测方式中, 可以直接应用该因子进行可靠的多次波压制处理。此外, VSP下行多次波成像方法也在探索研究中。
VSP井筒波、套管波和电(光)缆谐波:这3种波场是VSP数据的典型干扰波场, 其中井筒波是由地表面波引起井口液面振动而产生的沿井液和井壁界面向上或向下传播的一种波场, 其速度约为1 400~1 450 m/s, 与水声相当, 振幅随深度变化呈现几何扩散衰减, 衰减速度不如下行纵、横波快, 且频率衰减较慢, 没有下行纵、横波的明显的频散效应; 套管波和电(光)缆波属于驻波, 是由于套管外存有空腔或电缆与井壁耦合不好而产生地震波谐振而引起的。这几种地震波通常不能直接用于探测地层特征, 但可以反映观测井的结构特征, 如利用井筒波可以确定泥浆液面深度、套管接头位置等信息, 套管波则可以用于检测固井质量情况, 与工程领域的无损探伤检测方法较类似, 电(光)缆波可间接反映井轨迹的变化情况等。井筒波通常在近井源距VSP波场中被观测到, 由于其速度较低, 通常不会对纵波处理产生影响, 但它与中浅层横波速度接近, 会对横波产生较大的干涉; 套管波则刚好相反, 由于横波更多的反应岩石骨架响应, 所以与纵波数据相比, 横波受套管波影响较小; 电(光)缆波则只与井壁耦合程度有关, 会影响全部记录波场。
其它VSP波场虽然不具有普遍性, 但也有一定的研究价值, 如横波的转换纵波(SP波或PSP波)波场, 在个别探区的高品质VSP资料中可以被观测到, 该波场的识别有助于地震波性质转换的研究; 再如VSP折射波, 通常在某些地层速度变化大或地层产状大的地区出现, 给VSP数据分析与处理带来了困难, 然而从另一方面来讲, 它也可应用于地层界面的埋深、产状分析等; 再如VSP导波(槽波), 它是井间地震观测数据中的特有波场, 可被用来探测地层连续性、断层发育程度等, 该项技术在煤田开发中已得到成功应用[23], 对于油气储层构造及岩性解释研究、储气库建设中盖层封堵情况研究等具有很好的借鉴意义。
1.3 VSP波场的分离处理方法旋转定向是VSP多分量处理的基础方法, 通过水平定向和垂直极化处理通常能达到良好的波场分离效果[24], 并且这是一个相对保真的处理方法, 不会对视速度很接近的波场产生破坏, 如上行纵波和上行转换横波的波场分离, 快、慢横波的波场分离等[25-26]。时、空变旋转定向是一种进阶的处理方法, 该方法随深度变化来选择不同的扫描时窗, 在每一个单道上滑动扫描得到时变的旋转角度, 进而完成旋转定向处理。旋转后波场的进一步分离通常采用多道速度滤波方法, 其中以中值滤波方法、奇异值分解(singular value decomposition, SVD)滤波方法、FK滤波方法最具代表性[27], 这些处理方法需要进行谨慎的参数试验, 以确保有效信息损伤最小。
近年来光纤地震技术快速发展, 并成功应用于井中数据的观测之中, 但新仪器也带来了系列特有噪声波场的干扰问题, 其中光缆耦合噪声极具代表性, 为了获得更好的波场分离结果, 统计了光缆噪声振幅、周期、衰减等各项参数, 拟合出了噪声波场, 进而利用减法处理完成光缆噪声压制, 取得了一定的应用效果[28-29], 如图 2所示。但单纯依靠处理方法压制光缆噪声效果仍然有限, 目前在数据采集过程中, 开展了采集现场减少耦合噪声的相关研究, 最新的试验结果表明, 在一定深度间隔(约25 m)内增加永磁铁进行套管壁吸附具有较好的效果。
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图 2 光纤VSP原始波场(a)、拟合噪声波场(b)和噪声压制后剩余波场(c) |
VSP多波的应用以准噶尔盆地最具代表性, 经过长达30年的VSP纵、横波联合采集, 获得了宝贵的多波VSP地震资料, 不仅为准噶尔盆地的油气勘探与开发做出了贡献, 也积累了大量的多波研究经验, 对多波地震技术、VSP技术的发展起到了积极的推动作用。
2.1 速度计算基于VSP下行波数据的纵、横波速度求取技术已经非常成熟, 并广泛应用于地震速度建模、声波测井校正等方面[30-32]。近年来快速发展起来的微震监测技术就是利用纵、横波速度差异进行事件空间位置反演的一种方法[33]。需要指出的是, 在某些大倾角构造地区, 受地震波传播路径的影响, VSP方法的速度也存在问题, 通常表现为比实际速度偏高, 该速度误差的校正比较复杂, 一般要依靠正演模型约束的方法完成。
2.2 地层标定及深度预测层位标定是VSP方法的重要作用之一, 利用多波数据可以对采集井段内反射层位、转换层位进行精细标定, 除此以外, 还可以利用多波数据来预测未钻遇地层的深度, 进一步分析其含油气属性特征, 该技术已取得了较好的应用效果[15, 34], 图 3为多波预测的原理示意(基于VSP钻前深度预测结果), 另外, 地层的钻前压力预测也开始被探索研究。
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图 3 多波预测原理示意(基于VSP钻前深度预测结果) |
裂缝检测一直是油气勘探开发中被关注的一项重点技术, 自1986年SEG年会发表利用横波分裂来检测裂缝方向和密度的论文以来, 该项技术持续发展进步[35-36]。多方位观测的VSP数据被认为更适用于裂缝检测, 在一定的探测空间内, 达到“纵向可分层, 横向可分带”的地层裂缝探测能力[37]。
2.4 地震剖面波场鉴别对于某些构造复杂的地区, 常常出现浅层地震剖面不准确的现象, 除速度因素外, 复杂的多波波场干扰也是主要因素之一。图 4为塔里木库车前陆地区的地震成像剖面, 可见, 浅层波场交织, 成像特征不够清晰。
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图 4 塔里木库车前陆地区的地震成像剖面 |
为了分析多波对地震剖面的干扰程度, 建立一个倾斜地层地质模型(图 5), 布置一个井、地联合接收系统, 如图 5中红点线所示。基于该观测系统得到的地震数据为相当于半VSP、半地面的联合地震剖面, 如图 6和图 7所示。其中, 图 6为纵波的正演波场, 可见在井口位置检波器记录两侧上行纵波可以良好的衔接; 图 7为纵、横波正演波场, 可见在井口位置检波器记录的左右两侧纵、横波场相互干涉, 如在该道570 ms的位置同时记录了纵、横波叠加后的波场, 在地层倾角较大的地区, 地面地震很难加以分辨(左侧波场), 此时如果处理不当, 将会出现前文所描述的问题, 影响了剖面品质, 而借助VSP的多波分析则可对数据进行精确分析与追踪。
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图 5 高陡构造地质模型 |
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图 6 纵波正演波场 |
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图 7 纵波和横波正演波场 |
地面地震中多次波通常被归为噪声波场, 但VSP多次波携有大量的有用信息, 具有很高研究与应用价值, 主要可用于指导地面地震多次波分析、井控反褶积算子的提取、下行波成像、表层结构静校正量计算及表层Q因子评估等。其主要应用有以下几方面。
1) 指导地面地震多次波分析。利用VSP数据来追踪全程多次波和层间多次波, 确定其产生层位、传播路径、对有效波场的干扰程度等。进而利用VSP数据提取反褶积算子, 对地面地震数据进行反褶积处理, 可有效压制多次波、改善子波形态, 在实际地震数据处理中取得了很好的应用效果[16, 38]。图 8为VSP模拟数据的多次波分析结果, 可见上行多次波、下行多次波、层间多次波均可清晰识别。图 9为塔西南地区某井VSP资料的原始Z分量波场, 可见, 该区发育了极强的全程多次波和层间多次波。
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图 8 基于VSP模拟数据的多次波分析结果 |
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图 9 塔西南地区某井VSP资料的原始Z分量波场 |
2) 计算静校正量和表层Q值。常规的零井源距VSP数据可以精确计算中、深层的地层吸收因子Q[39-40], 而基于3D-VSP或Walkaway-VSP数据中多次波的分析可以计算静校正量和表层Q值, 进而指导地面地震数据、VSP数据的静校正处理和Q补偿处理。
3) 下行多次波成像研究。近年来该项技术得到了快速发展, 后文将单独介绍。
2.6 处理参数提取VSP纵波的参数提取包括纵波速度参数、真振幅恢复(TAR)因子、Q因子、反褶积因子、各向异性参数等, 在地面地震处理中起到了很好的控制作用[41-42]。在塔里木盆地, 为了准确获得钻前储层位置信息, 采用基于零井源距VSP资料提取井控参数进行井、地联合溶洞定位的方法, 获得了很好的应用效果, 近3年已完成200余个试验和生产项目, 大幅提升了塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩储层的勘探成功率[43]。
2.7 VSP井旁构造分析与多波成像VSP井旁构造分析有两种主要途径:一是利用断面波、绕射波等特征波场进行理论推演, 直接确定井旁构造的特征元素, 从而分析其发育情况[22]; 二是利用上、下行波进行偏移成像, 得到反映地层构造特征的小块地震剖面, 进而对构造特征进行研究。VSP上、下行波联合成像是一种充分利用了下行多次波和上行波的成像方法, 与单一波场成像相比, 能获得更大的成像范围和更好的成像精度[44-45], 在中国东部地区已取得了良好的应用效果[46]。绕射波成像则是利用特殊地质体、地层断点或尖灭点等产生的绕射波进行成像的一种方法, 目前已在塔里木盆地缝洞型储层勘探中进行了探索研究[47], 模型正演及绕射波成像结果如图 10至图 12所示, 该方法在实际应用中也取得了初步效果。VSP基础数据具有信噪比高、频带宽、多波信息丰富、观测视角独特等特点, 与地面地震成像结合应用, 可以使井旁构造刻画更加可靠, 对油气田和煤田的精细勘探、开发起到重要的支撑作用。
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图 10 含微小地质体的速度模型 |
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图 11 正演模拟数据(a)和绕射波分离数据(b) |
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图 12 绕射波成像结果 |
VSP多波联合应用是进行地震属性研究的有效手段, 纵、横波的联合应用可以使地震属性的信息量大幅增加, 利用属性分析结果可以进行地层岩性与流体预测研究等[48-49]。另外, 对上行纵、横波叠前波场或成像剖面的联合研究, 对于储层物性分析也很有帮助, 如图 13展示了准噶尔盆地纵、横波属性研究的一个实例, 图 13a和图 13b分别为叠前VSP横波、纵波的均方根振幅属性, 在箭头所指处能清晰观察到两者的差异, 试油结果表明, 该井段的油气响应良好; 同样在Walkaway成像数据的振幅比剖面(图 13c)上也能观测到这一现象[50]。
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图 13 VSP多波属性分析 a叠前VSP横波的均方根振幅属性; b叠前VSP纵波的均方根振幅属性; c Walkaway成像数据的振幅比剖面 |
在高精度地震勘探需求日益迫切的背景下, 近年来VSP作为一种相对精细的勘探方法被广泛关注, 各种VSP波场的应用领域越来越多, 发展方向也朝向井旁微小构造探测、储层甜点区或剩余油气区预测、薄储层识别及含油气性分析等热点领域, 主要研究内容聚焦在VSP数据采集设备研发、VSP采集方案设计及参数试验研究、VSP多波数据处理技术研究、基于VSP波场分析的地震波传播规律研究、VSP多波的井地联合方法研究等方面。
3.2 VSP多波数据采集设备研发新型井中激发设备的研发与试验:传统井中震源存在输出能量低、耐温耐压能力差、应用寿命短等问题, 近年来应用较少且发展缓慢, 但井中震源的应用可以大幅拓展井中地震观测系统的多样性, 有益于获得更多的地震波场信息, 如利用井中震源采集的井间地震数据, 除了可以获得远优于常规VSP的高频反射波场外, 还可以获得井间地震导波(工程地震中也称为槽波)波场, 导波在特定临界条件下能量集中在低速层中传播, 根据这一特性, 可以用来检测井间目标地层的连续性和探测断层阻隔情况等, 这对于油气藏储量估计和计划开采十分有意义[51]。
新型井中接收设备的研发与试验:一是要提升现有三分量检波器的串联级数, 并增进其在复杂井况下的适用性, 这不仅有益于降低作业成本, 而且可以提升数据的采集完整程度和记录一致性; 二是研发安装于钻杆前端的井中检波器, 该类检波器的应用除了可以大幅提升地震地质导向钻井的实效性外, 钻杆的硬连接方式也将会有效摆脱采集环境对VSP观测的许多制约, 使得在祼眼井、大斜度井甚至水平井中的VSP采集成为可能[52]; 三是研发更多分量的新型检波器, 包括集成相对成熟的标量分量、探索研究中的旋转分量等, 用于记录传统检波器难于获取的多波地震波场; 四是研发用于井中地震采集的分布式传感光纤(DAS), 光纤采集井中地震数据具有高密度、全井段、耐高温、耐高压、低成本、高效率、采集与传输一体等诸多优点, 然而其信噪比较低、分量单一的缺点也同样明显, 急需光纤硬件及配套软件的攻关研究。新型井中采集设备的进步在一定程度上也会拓展井中地震的应用领域, 例如新诞生的光纤微VSP观测方式, 利用下行和上行纵波结合的方法进行砾石或巨厚黄土层的精细结构调查[53], 该方法目前已在准噶尔南缘地区和塔里木西南地区进行了探索研究并取得初步应用效果, 但对于全区的调查还需要更多的基础理论与采集试验研究支持。
其它井中设备或配套装置的研发包括井中震源的供电、储能、控制装置等, 以及井中检波器的数据存储、传输、时间同步装置等, 另外一些特种井中设备也需要研发, 例如为井中仪器提供牵引力的爬行器设备等。
3.3 VSP多波采集方案设计及参数试验研究VSP可以获得常规地震方法所不能得到的多种地震波场, 采集过程中需要结合区域地质情况进行有针对性的方案设计, 并且由于以往单纯的VSP多波试验项目较少, 目前尚无专门的采集行业标准或规范流程供参考, 采集设计和试验参数多是套用传统的VSP纵波模式, 需要进一步攻关完善采集方案设计和参数论证, 才能促进更多的多波VSP试验研究和生产项目部署, 为探索多波理论与应用研究提供数据基础。
3.4 VSP多波数据处理技术研究VSP波场中蕴含了大量的地层结构和岩性信息, 如何通过有效手段进行波场分离及成像处理, 是提取和挖掘这些信息的关键。相对于地面地震处理, VSP数据处理更复杂, 过程要求更细致, 但技术手段相对缺乏, 特别是随着新仪器、新方法的不断涌现, 又将带来新的处理问题。VSP数据处理的关键技术之一是相对保真的波场分离方法, 包括噪声波场的压制方法、多波数据的极化旋转方法、多次波识别与压制方法等; 关键技术之二是多波VSP的成像方法, 目前成像技术仍然是VSP数据处理过程中的一项“瓶颈”技术[54], 需要持续的攻关研究, 良好的纵波成像结果会对井旁细节构造分析起到至关重要的作用, 而横波和转换横波成像可在地层垂向分辨率提升、油气属性识别等方面发挥作用, 多次波的成像则可以在拓宽探测范围等方面发挥作用。
3.5 基于VSP波场分析的地震波传播规律研究VSP波场传播路径和振幅变化情况清晰明确, 对于研究地震波的传播和地震波性质的变化非常有帮助, 通过对VSP数据的分析可以对地震波能量分配进行全面解析, 从而了解地震波传播过程中扩散衰减情况、吸收和散射衰减情况、透射情况、性质转换情况等[55]。图 14展示了塔里木盆地某井波场振幅解析的初步应用实例, 是利用VSP上行和下行纵波、上行和下行转换横波联合对地震波振幅变化及分配情况的分析结果, 这将有助于该探区的地震波理论研究和地面地震数据处理工作开展。
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图 14 基于VSP数据的地震波振幅解析结果 |
VSP和地面地震数据联合研究可以相互取长补短, 同时弥补地面地震多波信息不足和VSP探测范围不宽这两方面的缺点, 对于油气藏的勘探和开发将起到积极作用。预期井地联合研究有两个主要的发展方向:一是VSP井控地震处理的拓展研究, 利用多波VSP数据提取多种井控参数, 包括纵、横波速度和各向异性参数, 纵、横波的Q因子和TAR因子等[56-57], 约束地面地震多波数据处理, 达到提升处理成果资料品质的目的; 二是建立井地联合观测系统实现真正意义上的井地联合采集、处理作业, 相当于增加了垂向维度的“立体”地震方法, 但两种相融合观测系统的采集仪器、处理方法差异较大, 数据品质也不尽相同, 因此这方面的研究将是一个富有挑战、仍需要持续探索的课题。
4 总结本文采用理论研究与实际应用相结合的方式, 对VSP波场类型、应用现状和下一步发展趋势进行了综述, 以期为更多关注VSP技术发展的学者提供参考。
VSP波场复杂多样, 分类方法也较多, 可根据地震波传播方向、入射和出射情况、振动特征、应用情况等进行分类, 常见波场中的VSP下行纵波、上行纵波、下行横波、上行横波和上行转换波、绕射波、断面波、多次波等均可通过剖面中波场特征进行识别, 并可以应用不同的处理手段进行分离。
多数VSP波场都具有各自的应用价值, 应用一种或数种波场可以在速度计算、地层标定及深度预测、各向异性分析与裂缝检测、地震剖面波场鉴别、多次波识别与应用、井控处理参数提取、井旁构造分析、地震属性研究等方面发挥作用。
下一步VSP波场研究将聚焦在VSP多波数据采集设备研发、采集方案设计及参数试验研究、VSP多波数据处理技术研究等方面, 应用领域也将进一步得到拓展, 探索性研究内容包括基于VSP波场分析的地震波传播规律研究、多波的井地联合采集与处理研究等。预期随着VSP采集仪器的不断进步和处理解释技术的持续发展, 应用VSP数据解决地质问题的能力也将进一步提升。
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