三维VSP数据的波动方程偏移成像

常规的三维VSP地震数据偏移成像大都使用基于射线理论的Kirchhoff积分方法在共炮点道集中进行，因此对地下速度横向变化大的复杂构造区适应性差、效率很低。基于三维VSP地面激发井中接收观测系统的特殊性，利用地震波场的互易性原理，提出了一种在共接收点道集中进行三维VSP地震数据波动方程偏移成像的方法，不仅极大地提高了三维VSP偏移成像的计算效率，而且还适用于速度横向变化大的复杂构造区。为了利用时间域偏移成像方法对速度模型的相对不敏感特性，在三维VSP偏移成像中，借助于波动方程叠前深度偏移成像算法的概念，还提出了一种可以满足时间域速度模型横向变化要求的波动方程叠前时间偏移成像方法，拓展了波动方程叠前时间偏移成像的应用范围。     

利用VSP数据研究井旁断层特征

由于VSP采用地面激发、井中接收的特别观测方式,接收系统避开了地面干扰和近地表吸收、衰减的影响,并且更加靠近地质目标观测,可以得到频率、振幅保持良好的高信噪比资料,可为井旁高陡构造、小断层、薄砂体的研究提供数据基础。从VSP模型正演出发,首先基于正、反演数据讨论剖面中的断层识别方法,给出了利用零井源距VSP、非零井源距VSP、Walkaway VSP、Walkaround VSP和3D VSP数据中的断层参数计算方法,进而确定断层的过井深度、倾角、走向和断距等参数。实例分析结果表明,在复杂地质条件下利用文中方法可以识别通过地面地震构造解释、录井解释难以识别的断层,为断层刻画提供了一种重要的手段。     

轮古38井三维VSP数据采集方法探讨

采集参数和观测系统设计是资料采集质量的根本保证，为此，对轮古38井三维VSP数据采集方法进行了探讨。首先以轮古38井区已有资料为基础，结合三维VSP所要解决的地质问题，建立了地质模型；然后利用射线追踪、波动方程正演模拟等方法对观测方式进行了分析论证，确定了最大偏移距、检波器的沉降深度、接收点距、震源位置和炮点间距等采集参数，探讨了这些参数对地下成像范围和覆盖次数的影响；最后利用成像范围、面元大小、覆盖次数、入射角等参数对设计的观测系统作了进一步论证评价，确定了最佳的三维VSP采集施工方案。轮古38井的应用实例表明，利用所设计的三维VSP观测系统获得的资料，信噪比和分辨率都要优于三维地面地震资料，成像更清晰。     

高分辨率井间反射成像:潜力和技术难度

本文提供的实例研究表明,高频井间数据中能找到反射波。采用与VSP数据相似的处理流程可增强反射波能量,以便进行高分辨率成像。对几百英尺深的井来说垂直分辨率有可能达到3～5英尺(1～1.5米)。尽管本研究得到的井间反射图像与声测井曲线很吻合,但我们发现,随着成像的反射点与激发井之间的距离的增加,图像的信噪比都在下降。此外,噪声的主要成分是假频管波及横波和转换波。我们也观测     

井间地震反射波场分离及应用研究

井间地震反射波场分离可以看成是VSP波场分离的一种延伸。与VSP不同，井间地震波场较为复杂，分离的难度较大。借鉴VSP波场分离技术与常规地面地震处理技术，系统论述了实际井间地震反射波场分离的过程：①建立井间地震反射波场分离的工作流程；②进行井间地震初至波(直达P波)的切除；③运用多域多道滤波技术分离出上、下行一次反射波；①运用VSP-CDP成像技术与初步叠加技术获得类似于地面地震资料的井间地震反射波初叠剖面。实际资料处理表明．运用多域多道滤波技术可以较好地实现井间地震波场的分离。     

DAS-VSP采集技术在四川盆地的应用

近年来随着四川盆地油气资源勘探开发向深层与非常规领域推进,对地震资料的分辨率和预测精度提出了更高要求。但是采用常规检波器进行VSP资料采集往往受到诸如高温、裸眼井段、井斜等条件的限制,检波器阵列不能下至目的层深度,导致目的层覆盖次数及成像范围受到较大影响,且采集一口VSP资料需要多次提升井中检波器阵列分段接收,难以保证VSP资料激发和接收的一致性。针对此类问题,在四川盆地开展了可控震源激发和井中分布式耐高温光纤声波传感(DAS)接收的VSP采集试验。试验结果表明:①通过同一位置多次震动激发和高温深井中DAS-VSP一次性接收,可从源头上有效避免因多炮激发及采用常规检波器分段多次接收产生的资料一致性问题,采集资料初至清晰明显,提升了零井源距VSP速度解释的精度;②通过对DAS-VSP采集的高密度、高覆盖数据进行处理解释,成果分辨率提高,较清晰地刻画出了井旁构造特征,揭示的地层倾角、断层信息与钻井基本吻合。     

零井源距VSP振幅处理

在地面地震记录中,反射波旅行时间反映双程旅行时,而 VSP 是在井中不同深度点接收地震波的,所以其反射波旅行时小于双程而大于单程时间,也即VSP 记录在时深转换时不再具有一一对应的关系。本文从 VSP 反射波旅行时的这一特点出发,采用以采样间隔离散的非均匀介质模型,阐述零井源距 VSP振幅处理中,求取离散薄层的层参数,追踪地震波实际旅程,逐层进行扩散补偿和吸收补偿的方法。     

零井源距VSP上行波统计反褶积方法研究

反褶积是地震数据提高分辨率处理的重要技术之一,零井源距VSP下行波反褶积被认为是较为理想的地震反褶积方法之一,但在存在较强干扰时,经过零井源距VSP下行波反褶积处理的数据与地面地震数据会经常出现较大的闭合差,以至于严重影响到零井源距VSP数据在地震层位标定和地质解释中的有效应用。实际零井源距VSP数据的研究发现,当零井源距VSP采集数据中存在较强的层间多次波和井壁耦合谐振时,经下行波反褶积处理后的VSP成像数据与地面地震数据之间出现了闭合问题。对影响闭合的因素进行了分析,在此基础上提出了上行波统计反褶积方法,实际资料处理试验表明,该方法可以较好地回避和压制以上干扰,获得更稳定的反褶积算子和反褶积效果。上行波统计反褶积有与地面地震反褶积相同的输入统计数据和算法,通过上行波统计反褶积处理,零井源距VSP与地面地震数据之间的闭合差问题得到了很好的解决。给出了基于上行波反褶积的零井源距VSP处理流程和质量监控方法。同时指出当VSP采集数据中含有较弱的干扰和层间多次波时,下行波反褶积仍是获得更精确反射系数的重要途径。     

复杂高陡构造零井源距VSP资料常速度梯度射线追踪法VSP-CDP成像

以塔里木库车地区零井源距VSP地震资料为例,指出复杂高陡构造零井源距VSP已不属于一维地震范畴,即使上行反射得到准确的倾角时差校正,也无法充分体现复杂高陡构造零井源距VSP资料的全貌。首次采用复杂介质常速度梯度射线追踪技术对高陡构造零井源距VSP上行P波和上行SV波同时进行二维地震成像,展示了复杂高陡构造零井源距VSP模型数据及实际数据的处理效果,对类似地区零井源距VSP地震资料处理具有一定的实际参考价值。     

井间地震技术在永新地区的应用

根据永新地区的测井资料和地质特点,设计了有利于该地区井间反射波成像的观测系统。采用最小平方共轭梯度法进行速度层析反演,得到井间反射波成像的速度模型,利用VSP CDP成像与克希霍夫偏移相结合的方法对井间地震上行反射波进行精细成像。井间反射波成像剖面反映了丰富的层间信息,解决了该对井间存在的油水关系矛盾。     

松辽盆地梨树断陷SN167井三维VSP采集参数优化

SN167井是位于松辽盆地梨树断陷中央构造带上的一口大斜度井。针对SN167井区的井-地联合地震资料采集,开展了三维VSP采集参数优化技术应用研究。基于弱各向异性介质假设下计算的入射角与反射系数关系,确定最大井源距;根据不同接收深度时成像范围和覆盖次数的正演结果,分析优选最佳检波器沉放深度;综合考虑目的层成像范围和覆盖次数,选择合适的井下观测点数。应用优化确定的SN167井三维VSP采集方案取得了较好的采集效果,所获三维VSP资料的频宽较地面三维地震资料高出20~30 Hz,井周小断层的分辨能力显著提高。     

井间地震技术在樊124井区的应用

井间地震技术是油气田勘探开发领域的一项新技术,它是将震源系统置入井中激发并在另一口或多口井中接收地震波,通过对记录的地震波走时、振幅和频率等信息的处理,并结合测井、地质和地面地震等资料进行解释,最终得到井间地下介质的结构特征和物性变化情况。为了掌握胜利油田樊124井区断层的存在和单个砂体连通情况,采集了3对井的高质量原始井间地震资料,并对其进行了直达波旅行时速度层析反演和反射波成像处理,获得高分辨率的井间速度层析剖面与反射波成像剖面。通过综合解释,对樊124井区的井间储集层的横向分布与连通性、小断层、砂泥岩薄互层等复杂精细的地质现象有了清晰明确的认识,为提高油气采收率(EOR)及优化油气田开发方案提供了依据。     

三维三分量VSP数据处理方法及效果

三维三分量VSP数据处理是一项系统工程。由于观测系统的特殊性，数据处理既不能借用常规的非零井源距多分量VSP数据处理方法，也不能采用目前地面地震多分量数据的处理方法。为此，本文针对三维三分量VSP数据的特点，在三维VSP速度分析、波场分离、纵波和转换波的三维深度成像等几个方面进行了研究，摸索出一套处理方法。通过对MB2003井区VSP数据的处理，得到了纵、横波速度体；通过三分量处理及基于拉冬变换和偏振分析的联合波场分离方法，有效地分离出上行纵波和转换波；根据速度反演结果，在深度域对纵波和转换波进行成像，分别得到两个成像数据体，且具有良好的对比性，有利于资料解释。其中转换波成像显示出更高的分辨率和信噪比，具有良好的应用前景。     

利用VSP资料提高井旁地震记录信噪比

井旁地震记录的信噪比直接影响到地震剖面的层位标定。因此，提高井旁地震记录的信噪比是一项重要的基础处理工作。本文利用VSP记录中的上行波作为参考信号，并采用LSL算法对井旁地震记录进行自适应处理，从而达到提高井旁地震记录信噪比的目的。一般说来，当参考信号与地震记录中的反射波线性相关，而与噪声不相关时，处理效果最佳；反之，就不能以VSP资料中的上行波作为参考信号。     

井间地震数据的多域分析和波场分离

由于井间旅行时层析成像是对井间地层进行成像,而储层经常会位于井底或井底以下,这就必须要用井间反射对其进行成像。井间反射成像的一种方法是把每一井间地震道看作是有偏VSP道集,进行直达波和反射波分离,然后进行叠加或偏移。VSP数据     

多方位Walk-away VSP处理方法

从观测系统的定义、抽道集、速度分析、波场分离、纵波和转换波探度域成像等方面对多方位Walk-away VSP资料处理方法进行了讨论。首先利用数据分选技术从三维数据体中抽取不同方位的Walk-away VSP数据；然后通过综合三分量定位处理和中值滤波、f-k波波、τ-p变换、偏振分析等波场分离方法，将上行反射纵波（P-P波）和转换波（P-SV波）分离出来；最后根据速度分析结果建立速度模型，进行尝试域偏移成像，得到纵波和转换波的成像剖面。在垦71井区利用多方位Walk-away VSP资料处理方位法获得了很好的成像效果，偏移剖面与高精度三维地震剖面的品质相当。     

复杂高陡构造零偏VSP空变倾角时差校正及其处理技术

零偏VSP以水平地层为假设条件,当地层倾斜时,零偏VSP时深关系精度和走廊叠加记录精度出现误差,更严重的是,走廊叠加记录上观测井段之下地层的上行反射波成像位置错误,需进行倾角时差校正处理。针对复杂高陡构造零偏VSP资料处理,提出了空变倾角时差校正的基本概念和方法,利用零偏VSP上、下行波场计算反射界面倾角,建立二维层速度初始模型,通过射线追踪修正速度模型,使倾角空间变化的高陡构造地层的VSP上行反射波场得到充分拉平,不仅提高了零偏VSP走廊叠加记录的精度,而且观测井段之下地层的上行反射也得到有效拉平并能精确成像,从而实现观测井段之下地层深度的精确预测和波组特征预测,时深关系也校正到地震波自地面震源到井下检波器的铅直传播时间,有效解决了复杂高陡构造的零偏VSP时深关系、层位标定和钻前地层预测等问题,实际资料处理效果验证了方法的有效性。     

高分辨率井间反射成像:潜力和技术难度

本文的实例研究表明,高频井间数据中含有反射波数据。利用类似于VSP数据处理的流程可增强这些反射波,从而生成分辨率很高的图像。对于几百英尺深的井来说,垂直分辨率有可能达到3～5英尺(1～1.5米)。 尽管这项研究得到的井间反射图像与声测井曲线很吻合,但在井间反射成像中还存在着某些技术难度。尤其是我们发现图像的信噪比随反射成像点离激发井距离的增加而减小。另外,假频管波以及横波和转换波是噪声的主要成分。我们还观测到,广角反射容易被误解,因为在成像中这些同相轴在水平方向和垂直方向上被大大地拉伸了。为提高井间反射图像的质量,我们需要改进数据采集(即更高的采样率、更多的叠加次数和更小的入射角)和处理成像(最佳地利用叠加)技术。根据单个道集的假频数据得到的初步结果表明,该方法是有前途的。     

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。     

巴西深海Walkaway VSP资料处理

Walkaway VSP技术是一种井中接收、在地面沿直线变偏的VSP技术。深海观测地面相对于陆地简单,但巴西深海为盐下成像,波场更为复杂。针对近、中、远井源距资料的不同特点,提出用中井源距检波器方位进行统计,从而实现三分量方位校正合成,较好地解决了定位问题,并进一步应用浮动坐标系极化滤波,波场分离效果好。以零偏VSP速度为基准,结合地面地震速度,综合出一个偏移速度场。用稀疏离散τ-p变换解决波动方程VSP共检波点道集成像的边界问题。处理效果表明,本文方法处理的剖面比国外公司处理的剖面分辨率高,与过井三维地面地震剖面对应性好,盐顶底成像更加清楚。