利用零偏VSP资料求取横波速度 ——以七北101井VSP测井为例

:通过分析零偏VSP记录中的一组强波的时距曲线和极化方向，证明这组强波是纵波震源所激发的纵波在地表附近强阻抗差界面上产生的下行直达转换横波。由于这种波具有纯横波的运动学特点，因此可以拾取其初至时间，计算横波的层速度，进一步求取纵横波速度比及泊松比。分析了这些物性参数在判别岩性和气层的应用效果。     

零偏VSP在提取深层地层物性参数中的应用

对发育有转换横波的零偏VSP资料,可以通过拾取下行纵波和横波波至时间,提取出井旁地层的物性参数,供岩性识别和含油气性预测。通常在零偏VSP原始资料中,下行转换横波在浅中层地层中偶尔有发育,但在深层地层中被各种噪声所压制而不能识别。对零偏VSP资料做偏振极化处理的基础上,进行波场分离,分离掉压制转换横波的噪声,从而加强转换横波能量,提高转换波信噪比和同相轴连续性。从零偏VSP原始Z分量拾取纵波初至,从波场分离后的下行转换波中拾取横波波至时间,可以计算出深层地层精确的物性参数。     

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,获取了横波速率及泊松比。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。     

VSP多波旅行时反演

本文基于几何地震学原理,分别利用VSP直达波、反射纵波及上行转换横波旅行时反演层速度。直达波旅行时反演只能获得检波点所在井段地层的速度;上行纵波旅行时反演能获得最深检波器以下地层的速度,即井底以下地层的速度;上行转换横波旅行时反演则能获得横波速度。本文主要研究利用VSP直达波和上行反射波求取井段及井底以下地层的速度,最终根据三维VSP资料获取三维速度体。     

VSP多层系多波列横波速度反演

横波速度是非常重要的地球物理参数。分别从VSP上行转换波和下行转换波时距方程出发,推导出利用VSP上行转换波和下行转换波旅行时进行横波速度反演的公式。为了提高反演精度,进一步提出了多层系、多波列横波速度反演的方法,与纵波速度一起,计算出泊松比等参数。M-21井转换波资料成像处理表明,该方法反演的横波速度能够使上行转换波得到很好的成像。     

三维VSP多波速度分析方法及应用

针对三维VSP多波速度分析问题,研究并实现了三维VSP上行反射纵波及转换波的速度分析方法。该方法可求取接收点以下反射层的多波速度,填补了常规VSP速度分析方法中仅依靠下行波初至求取接收点以上地层速度的缺陷。该速度分析方法包含非零偏VSP多波时距曲线公式、纵波反射点计算、转换波转换点的迭代算法及在没有横波初至信息的情况下求取检波点处横波速度的方法。在此基础上,建立了三维VSP多波速度分析流程和步骤。应用于理论VSP多波资料及实际斜井三维VSP多波资料的处理,得到了与地面地震时间坐标一致的多波叠加速度模型、多波动校正道集及叠加剖面。处理结果证明了该方法的正确性和有效性。     

对Walk-away VSP记录上一组波的分析

利用正演模型、其他井间地震资料和VSP速度资料,分析了Walk-awayVSP记录上一组波的性质。分析结果表明这是纵波震源所激发的纵波在地表浅处某个强阻抗差界面上产生的转换横波。由于这种波具有纯横波的运动学特点,因此可以用于计算横波的速度。     

纵波源零偏VSP资料中的上行横波与纵波联合反演初探

VSP资料主要包括上、下行纵波(P波)和上、下行转换横波(SV波)4种地震波场,且其已得到普遍应用,但纵波源VSP资料中的上行横波(SS波)却鲜为人知并未得到有效应用。通过分析研究,总结了这种上行横波的成因及其特点,探索了利用纵波源零偏VSP资料中的上行横波和纵波联合反演预测井筒附近地层流体性质的基本原理和实现方法。首先分离零偏VSP上、下行纵波和上、下行横波,再对上行纵、横波进行1D/2D地震成像并将成像剖面转换成相应的属性(如振幅包络)剖面,最后计算两者的属性比(或属性差)剖面,用于储层预测和含油气分析。给出了资料处理及储层预测的详细流程,利用实际VSP资料初步显示了上述方法的应用效果。     

VSP横波速度反演实用性研究

利用VSP转换波旅行时,通过迭代可得到较为精确的横波层速度。本文从理论模型出发,研究不同初值方法、不同旅行时拾取误差及纵波速度误差对横波反演结果的影响。理论模型计算表明:用纵波速度和纵横波速度比估算横波速度值,且以假定地层为均匀介质时的横波速度为初值,对迭代结果不会产生不利影响;转换波旅行时拾取误差对反演结果会造成较大误差;当纵波速度出现误差时,对反演结果的影响仅限于最后一层的计算,对其他地层横波速度的计算影响较小。应用实例说明,地下倾角较小时,横向速度变化不大,同一口井反演出的横波速度相似性较好。     

VSP资料在储层预测中的应用

砂、泥岩地层中储层因含气往往导致纵波速度降低,从而与围岩速度重叠或接近,此时应用常规声阻抗反演方法难以识别储层。测井资料分析发现泊松比能较好地分辨储层和围岩,因此提取并综合利用泊松比参数是识别储层的-个有效方法。本文提出利用零井源距VSP资料拾取的高精度初至获得精细的纵、横波速度,通过转换得到泊松比参数,同时基于非零井源距VSP纵、横波剖面进行纵、横波联合反演,得到纵、横波阻抗和泊松比剖面,通过对泊松比剖面分析可识别有效储层。应用该方法在SLG气田进行储层预测,结果与实钻情况吻合,取得了良好效果。     

句容地区VSP转换波的研究

以句容地区shk1井VSP测井资料为基础数据,对VSP转换波进行了细致的分析,提出了处理特殊VSP转换波的方法,获得了零偏移距、非零偏移距VSP转换波最终深度剖面和时间剖面,因为VSP转换波的产生和接收均在地面以下的井中,避开了地面各种干扰波的干扰,又避免了地面浅层的强烈吸收,故VSP转换波跟VSP纵波或常规地面转换波相比,具有较高的分辨率和信噪比。     

利用S波源VSP四分量检测裂缝

本文利用S波源VSP四分量资料进行裂缝检测。首先利用非零偏P波对S波源进行定位，再利用Alford旋转分离出快、慢横波，并求出快、慢波时差；最后用快、慢波时差计算各向异性因子以及裂缝密度。处理结果与钻井资料对比证明，S波源VSP四分量资料是研究岩体应力和裂缝结构的有力工具．也是进行裂缝方位探测和裂缝性储层描述的有效方法。     

VSP转换波成像技术及实例分析

VSP三分量测井记录含有丰富的地震波场信息 ,除纵波外还有转换横波资料。由于横波具有不在液体或气体中传播的特点 ,因此可以联合利用横波和纵波信息进行井旁储层分析。根据PSV波的特征 ,导出了PSV波动校正公式 ,实现了PSV波水平叠加归位。通过数值计算及井旁成像剖面的实例分析 ,表明转换波的VSPCDP方法原理是可靠的 ,这就为井旁构造分析和岩性分析提供了可靠资料。从获得的塔河油田转换横波资料看 ,转换横波对三叠系和石炭系地层反映敏感 ,说明横波技术具有解决塔河油田三叠系和石炭系岩性勘探和油藏描述的潜力和优势     

基于零偏移距VSP的时变子波反褶积方法

提高地面地震数据分辨率的一种有效方法是从VSP数据中提取反褶积算子并将其应用于地面地震数据,然而,传统的VSP子波反褶积方法通常是在不考虑地震子波时变特性的情况下,提取固定反褶积算子,且由于地震子波是时变的,从VSP中提取一个子波反褶积算子应用于地面地震记录是不准确的,由此提出一种利用VSP数据提取时变子波反褶积算子的方法。该方法将零偏移距VSP数据的下行直达波作为单程VSP地震子波,利用地下介质的衰减函数将单程地震子波的振幅谱转换为双程地震子波的振幅谱,在最小相位的假设下,从时变子波振幅谱中获得时变反褶积算子,然后将算子应用于叠后地面地震数据。理论合成数据和实际地震数据证明了该方法可有效补偿振幅能量并可提高地震记录的分辨率。     

VSP三分量资料处理

在 VSP 观测中采用三分量检波器接收,每个分量所记录的信息都是空间波场振动在该分量上作矢量投影的合振动,因此,VSP 资料处理的关键,就是进行波场分离。为了获得好的波场分离效果,必须确定两水平分量的定向和求取偏振角。两水平分量的定向可以借助于直达 P 波的偏振方向在水平面内的投影加以确定。偏振角可通过矢端曲线和瞬时相位法求取。两水平分量定向后,上、下行 SH 波的水平分量被分离到 H_T(t)分量中,上、下行 P 波和转换 SV波的水平分量被分离到 H_S(t)中。将 Z(t)分量和 H_S(t)分量按在垂直平面内估算的下行 P 波偏振角进行坐标转换,即可实现下行波场的初步分离。然后,再联合使用波场分离和反转投影方法对上行波场进行分离。但是,反转投影只能实现上行 P 波和 SV 波的主能量分离,不能完成全波场的分离。文中展示了在PDP-11/24计算机上使用人机交互三分量处理软件的处理效果。     

VSP不同观测方式的波场特征与波场分离方法

本文研究了在不同观测方式下VSP的波场特征、波场分离方法及其参数选择方法。WVSP上、下行波时距曲线的顶点都在t轴上,在检波点所在深度附近,上、下行波方程相近似,曲线趋于重合。up-away VSP的直达波在有效记录段可能出现顶点,且曲率较大。up-to VSP的上行波时深曲线在有效记录段,曲率较大。不同的地层,曲率变化也不同。针对上述各观测方式的不同特点,文中提出了不同的处理方法。校正变换波场分离法针对up-away VSP和up-to VSP的波场特点,首先将非线性波场校正变换为线性波场,从而在变换后的波场上实现波场分离。实际资料处理结果表明,该方法速度快,工作量小,效果明显。文中还就中值滤波的跨度值选择与所压制波组的关系作了分析,在高信噪比情况下,导出了跨度值定量选择的关系式;对于零井源距VSP资料,则给出了更细致的关系表达式。     

VSP弹性波方程正演模拟与波场分析

本文采用的VSP弹性波方程交错网格高阶差分法网格频散小、边界吸收精度高。不同井源距VSP正演结果表明,随着井源距增加,波场干涉对直达波影响加重、各类波场非线性特征趋于明显、能量分布特征变化增大,特别是上行反射P波与上行转换SV波视速度差异变小。这些结果在三维VSP处理中都要有足够的重视。     

利用VSP多波资料预测地层深度及油气属性

油气勘探开发过程中须要对钻前地层信息进行预测,VSP技术是较常用的预测方法。传统的VSP方法仅利用上、下行纵波来预测钻前地层深度,预测精度有限,且未与目的层油气属性相结合。由此提出一种利用VSP多波信息预测地层深度及油气属性的新方法。该方法充分利用VSP丰富的波场信息,首先在垂直地震剖面中同时追踪与目的层相关的多组地震同相轴,然后将追踪所得到的离散函数根据不同交汇点进行分组,再分别求解超定方程组,进而利用统计加权的方法得到最终的预测结果。该方法减少了预测结果的偶然性,大幅提高了地层深度预测的精度。在获得准确地层深度数据后,再利用纵、横波的波形信息差异来识别和预测油气属性特征。通过中国西部地区2个VSP项目实例验证了该方法的应用效果。