垂直地震剖面在多薄煤层标定中的应用

我国西部中生代煤田具有可采煤层多而薄、间距小的地质特点,受地震勘探分辨率的影响,该类煤田难以开展煤层精细标定和资源精确评价。为此,在勘查区范围内进行了零井源距垂直地震剖面(VSP)勘探,并结合钻井、测井和地面地震资料开展综合层位标定。实例表明,VSP勘探可以获得可靠的单煤层波组特征,综合利用钻井、测井、地面地震等多尺度信息进行层位标定,提高了煤层标定精度,为地震精细解释提供了基础信息。

垂直地震测井(VSP)技术在薄层砂体识别中的应用

VSP技术与常规地震观测方法相比,可减少噪声影响,提高纵向分辨率等诸多优势。通过VSP成像,结合地面三维地震资料和岩性资料,进行精细地震属性分析,准确标定目的层,确定岩层之间的接触关系,建立准确的地质模型,进而对地层的非均质性进行研究。该文以松辽盆地南部南山湾地区为例,利用VSP资料,重新标定葡萄花油层的薄砂体,精细解释油层底界,在多种地震属性分析的基础上进行储层预测,绘制出沉积相图,对该区提出了有利勘探目标。

基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类的VSP波场分离方法

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演等.其中,如何有效地分离波场是将VSP资料应用于油气勘探的关键之一.广义Curvelet变换是一种具有多尺度、多角度的相空间变换,能够进行相空间域波场特性的提取.本文聚焦于VSP波场的上下行波分离问题,提出一种基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类方法.首先,采用广义Curvelet变换对VSP波场进行特征提取,构造融入相空间角度信息的特征数据集;然后,利用K-means聚类算法在相空间对波场特征进行分类;最后,对分类结果进行反变换,完成VSP上下行波波场的自适应分离.为了验证方法的有效性,本文将所提出的方法用于合成数据和实际VSP数据的波场分离,并与常用的基于F-K变换的波场分离方法进行对比.处理结果表明,本文方法角度分辨率高、抗噪能力强,波场分离结果的保真保幅性好,这为后续的成像与地层的特征分析提供了重要基础资料.

垂直地震剖面高斯束法偏移成像

为了提高垂直地震剖面(VSP)成像质量,首次将高斯束偏移方法应用于VSP观测系统。给出了基于共炮点道集的VSP叠前高斯束偏移算法,在计算高斯束参数时,若相邻高斯束中心射线超过一定距离,则采用波前重建方法,更好地解决了阴影区问题,计算效率也提高了2倍。模型试算和实际资料处理证明了高斯束偏移应用于VSP成像的可行性和有效性。

塔里木盆地巴楚隆起玛北1井基于垂直地震剖面的地震层位综合标定

在勘探开发过程中,地震资料层位标定是地震解释阶段的第一步和预测储层研究的前提,也是高精度勘探工作的基础工作。以塔里木盆地巴楚隆起玛北1井为例,简要分析了常规合成记录标定和VSP标定存在的问题,建立了该区域垂直地震剖面(vertical seismic profiling,VSP)资料的处理流程,之后利用玛北1井校正的声波曲线合成记录和VSP走廊叠加剖面来进行综合层位标定,将深度域测井、地质层位资料与时间域地震资料紧密连接起来。最后通过层位标定结果、层速度的分层以及泊松比的特征,推测在深度4800~4925 m为有利储层段,并在钻井结果中得到了印证。

联合垂直地震剖面资料提高地面地震资料分辨率的应用研究

介绍利用三分量垂直地震剖面(VSP)资料中的纵波初至求取地层品质因子Q值的原理及方法、稳定化的反Q滤波方法,以及实现联合VSP地震资料进行反Q滤波提高分辨率处理的技术流程。利用三分量VSP资料估算的弹性参数可以与地层的Q值进行对比分析,证实估算的地层Q值的准确性。实际VSP资料和过井的地面地震资料的应用研究结果表明,所提方法与技术流程是可行的,能够在不影响地震资料信噪比的情况下提高地面地震资料的分辨率。与VSP走廊叠加结果对比结果表明,提高分辨率后的地震资料与VSP结果具有很好的一致性。

频率自适应子波反褶积在VSP中的应用

子波反褶积在垂直地震剖面(vertical seismic profile,VSP)多次波压制中效果较好,使用最为广泛。但是,该方法忽视了地震子波在地层中的频率衰减,在衰减明显的资料中,对于多次波效果压制不明显。针对该类VSP资料,在子波反褶积的基础之上,选取下行子波作为输入,根据每一道的频率衰减特征选取不同主频的子波作为期望输出,通过求解Toepplitz方程得到反褶积算子,应用至上行波场中。在理论模型和实际数据中,通过与子波反褶积对比,多次波压制效果更明显。

奇异值分解在垂直地震剖面中的应用

垂直地震剖面(VSP)资料处理中的关键一环是上、下行波的分离。本文介绍了奇异值分解(SVD)法应用于地震图象重建的方法原理,说明了用SVD法分离VSP资料中的上、下行波是一种较新的可行方法。对理论模型数据用低通、带通和高通SVD滤波得到了下行波、上行波和噪声剖面,证明了本方法的有效性;对不等间隔采样和下行初至精度不高的VSP资料做了模型试验,结果表明并不影响用本方法分离上、下行波的效果。文中还给出了某油田实际零偏和非零偏VSP资料的应用实例。

基于特征波形态成分分析的VSP资料套管耦合噪声压制方法

VSP(Vertical Seismic Profiling)资料采集过程中,由于水泥固井不牢或多层套管之间水泥环空等原因,容易产生套管耦合噪声。该类噪声具有能量强、空间影响范围广、衰减缓慢等特点,且与有效信号在时间域、频率域等多域重叠,严重影响了VSP资料的信噪比。首先介绍了形态成分分析(Morphological Component Analysis,MCA)的基本理论,然后对比分析了有效信号和套管耦合噪声在时域、频域及时频域分布特征差异,接着将VSP资料建模为有效信号、套管耦合噪声及随机噪声之和,最终提出基于特征波形态成分分析的VSP资料套管耦合噪声压制方法。该方法选用Q可调小波变换(有效信号的稀疏表示字典)和余弦变换(套管耦合噪声的稀疏字典)构建了相应的超完备字典,然后采用分块坐标松弛法实现了VSP资料中套管耦合噪声的压制。实际VSP资料处理结果表明,该方法对套管耦合噪声能量及频域分布区域的变化具有良好的自适应性,在明显压制该类噪声的同时对有效信号具有良好的保真性。

CO_2地质封存时移垂直地震监测技术

神华CO_2捕获和封存(carbon capture and storage,CCS)示范项目是我国首个全流程煤基CO_2捕获和在低孔低渗深部咸水层进行多层注入的CO_2封存示范项目,意在通过时移垂直地震(VSP)监测CO_2地质封存状况。介绍了CO_2地质封存时移VSP技术和监测效果。通过注气前后3次VSP观测,得到了高品质时移VSP资料,研究了一致性处理技术、矢量波场分离和多波成像技术,获得了高分辨率的多波时移VSP剖面,通过深度域标定和多种属性解释对比,分析了注气前后VSP地震响应特征,预测了CO_2地下运移范围,达到CCS项目预期监测目标。结果证明,时移VSP技术是监测CO_2地质封存与运移的有效技术手段。

利用计算机技术开发VSP在地震勘探中的功能

VSP(Vertical Seismic Profiling)——垂直地震剖面法勘探技术,是80年代发展起来的一种新的地球物理勘探方法。它是在地表设置震源激发地震波,在井中设置检波器接收,即在垂直方向观测人工波场。它的发展首先受到计算机技术的制约,从刚开始的零偏VSP及只能提供出时-深关系和地层速度到目前的非零偏VSP及利用VSP资料提取出真子波、用VSP初至波和上行波关系预测未钻遇地层、用VSP资料中波的传播关系识别地面地震记录上的多次波、利用三分量中的一些特征参数与声波测井和电法测井的资料相结合来研究地下构造及岩性等,都是计算机技术的发展在VSP应用中的体现。

水平井的垂直地震剖面

1988年6月,在LA91号水平井中完成了由三种有偏VSP组成的井中测量,这口井是钻在约50米厚的储集层中, 本文描述了野外采集和特定的资料处理流程,并论述了在油藏研究中水平井中地震的重要性。资料采集是利用三台可控震源车和包含有压电检波器和井斜仪的三分量下井仪进行的.有偏VSP资料是在垂直深度352米和665米之间不规则间隔的69个不同的井下位置上记录的,它相当于离井口的水平距离从84米到575米之间变化.在井的水平段,利用特殊的系统通过钻管推进下井仪. 处理流程包括了数据解编,下井仪的旋转校正,波场分离,反褶积和偏移.水平井中的上行波和下行波有很接近的视速度.这样利用常规的视速度滤波不能实现波场分离,与下行波相比,上行波的能量是很弱的.在这种情况下,用谱矩阵滤波可实现波场分离.波场分离后,经过反褶积的偏移资料给出了一个CDP-VSP剖面,它在横向上的跨度大约是500米. 从检波器记录系统得到的结果与压电检波器系统得到的结果比较来看,前者有强的井筒波能量.这种结果与固井和射孔层的信息有关. 业已证明水平井的井中地震剖面对于地质和油藏工程的研究提供了非常有用的、而且确实可靠的信息。

苏联垂直地震剖面的应用现状

垂直地震剖面（VSP）是苏联科学院大地物理所的加尔彼林院士在1959年首先提出的，他于1971年出版了第一部有关垂直地震剖面技术的专著．1974年该书介绍到西方。所以。苏联发展VSP技术要比西方国家早15年．目前。世界各国都很重视在油气勘探领域中研兔和应用垂直地震剖面技本。认为它是衡量一个国家地球物理勘探水平的标志．

利用横波源四分量VSP资料检测盐城凹陷地下裂缝

在国内首次采用远井源距纵波源 VSP资料进行检波器定位 ,效果明显。对数据进行了下行波分离、Alford旋转、S波震源能量归一化等处理和分析。在获得地下裂隙方位角的同时 ,结合零偏纵波 VSP资料得到快、慢 S波记录 ,进而计算了裂隙密度。通过计算 ,在 YC- 1井附近发现了地下3150 m以下厚达 70 0 m的裂缝密集带 ,裂缝走向方位约 86°。

基于VSP资料的地层压力预测

讨论了复杂地质条件下利用VSP(垂直地震剖面)资料预测地层压力的原理和方法。该方法主要利用VSP资料下行波的初至时间,直接测量出地震波在垂直方向上的旅行时和速度随深度的变化,进而计算出地层层速度;然后基于等效应力原理和地层压实平衡原理建立地层正常压实趋势线,最后采用等效深度法预测出地层压力。对塔里木油田群库恰克构造带群4井、群5井和群6井的VSP资料进行了分析,采用直线法求得每口井的地层层速度,利用等效深度法对3口井进行地层压力预测。预测结果表明利用VSP资料来预测地层压力精度高、误差低,对研究该领域或该区块地层压力具有重要的指导意义。

VSP平均速度的应用

从ＶＳＰ测井与常规地震激发、接收条件的对比出发，对ＶＳＰ平均速度和常规地震平均速度的精度问题进行了探讨；分析了常规地震平均速度的精度低于ＶＳＰ平均速度的精度的原因；强调了用ＶＳＰ平均速度对常规地震平均速度进行约束和校正的重要性，以便为编制高精度油气勘探构造图提供可靠的速度资料。

随钻地震技术综述

随钻地震(SWD)技术是一种利用钻井过程中钻头破岩时的振动作为震源,用地面检波器排列接收信号进行地震测量的井中地震技术。它与逆垂直地震剖面(VSP)技术有着相似的观测方式,同样可以提供井旁逆VSP剖面。该技术与钻井作业同时进行,不需要安装井下仪器,不中断钻井过程,实时地采集地震信息。通过现场数据处理,可以确定钻头在地面地震时间剖面上的实时位置,并可以实时地预测钻头前方的地层压力情况,协助钻井安全决策和优化套管设计。其独特的观测方式和应用潜力在开发地震中有着重要的意义。文章对随钻地震技术的基本原理、实际应用和进展情况作了综述性的介绍。

用VSP数据中下行P-SV转换横波求取横波速度

探讨了用零偏移距三分量VSP数据中的下行P-SV转换横波,求取厚度相当于VSP采集点距的地层横波速度。从井下检波器方位校正得到横向垂直分量,对其二维谱中各类波的能量和特点进行分析,通过二维滤波得到信噪比较高的下行转换横波,选取振幅较强的同相轴提取波至时间,获取了横波速度及泊松比。结果表明,即使是零偏移距VSP数据,只要其上有明显可见的转换横波,也能以采集点距的量级计算横波层速度。

利用VSP资料标定层位

VSP(垂直地震剖面)资料是连结钻井资料和地面地震剖面的天然桥梁,合成记录只能做参考。了解VSP资料和地面地震剖面在记录方式、基准面选择、低降速带校正方法以及资料处理过程是用好VSP资料、做好层位标定的前提。

三维VSP方法实践及应用前景评价

20世纪80年代以后，VSP技术在国内外普遍推广使用。在VSP技术的发展过程中，为满足生产和实践的要求出现过许多不同类型的VSP技术，3D VSP技术是在20世纪90年代左右发展起来的，其发展是应目前油气田勘探开发的要求，该技术无论从资料采集、处理，还是解释来看仍处于创新、发展和完善阶段。与常规VSP技术相比，3D VSP技术具有很多优点：可以获得详细反映井周围空间的各种数据体；可以对井周围小构造进行成像，研究井筒附近的地层各向异性特征；可填补地面地震成像的空白等。3D VSP和地表3D地震勘探及其它地质、地球物理方法相结合可以解决油田地质勘探和开发中的一系列难题。当然，在该项技术的应用中还存在一些尚未克服的问题，今后需在观测系统的设计以及资料处理和解释软件的研制方面做更多的工作。文中介绍了某区块原始3D VSP资料的处理和初步解释实践，根据工作完成的实际情况提出了开展3D VSP工作的一些建议。