VSP井震联合技术在吉林探区FY地区的应用

1 VSP基本原理

VSP (Vertical Seismic Profiling) 即垂直地震剖面, 是以弹性波理论为基础, 在地表附近激发地震波, 沿井筒不同深度布置检波器接收、观测地震波的观测方法。

它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和下行转换波, 具有丰富的波场信息。由于VSP是在远离地表的井下介质内部接收地震波, 减少了地表低速带对地震波强烈干扰, 加之地震波传播路径较短, VSP资料相比地面地震资料具有更高的分辨率和信噪比。

2 井地联合技术应用

2.1 层位标定

层位标定是确定地震剖面上反射层相对应的地质层位。由于地震时间剖面是地震信号时间序列的剖面, 层位标定的作用就是赋予地震信号一个准确且唯一的深度刻度, 将时间剖面转换为深度剖面。精细的层位标定对提高地震解释、储层反演工作有着重要作用。而VSP零偏资料所提供的时深关系, 为精确的层位标定工作奠定了基础。VSP零偏资料所具有的偏移距小, 近乎于垂直;只经过一次低降速带;在井中安置检波器接收波场信息等特点都决定了从零偏Z分量原始记录中提取的时深关系准确可靠。利用VSP零偏结果-走廊叠加剖面制作的桥式图提高了层位标定的精度。

2.2 井地联合球面扩散补偿

考虑VSP观测系统特点, VSP的另一大优势就是可以通过精细的初至拾取, 利用时间和深度信息求取相对精确的速度信息, 包括平均速度Vai和层速度Vi:

其中:Hfi深度 (从基准面起算) ;T0i地震双程时间 (从基准面起算) 。

再利用Dix公式推导求出均方根速度就可以将VSP的速度信息应用于地面地震的单炮补偿。应用VSP速度的补偿剖面在中深层补偿效果更好, 反射信息更加明显。分析认为由于VSP具有更准确的速度信息, 较好地体现了地质速度的变化规律。

2.3 Q补偿

地震波在地层介质的传播过程中, 由于地层吸收、散射等各种原因, 导致波的能量衰减, 相位产生畸变, 其明显特征表现为高频成分随深度的增加而衰减, 严重影响了地震剖面的分辨率。反Q滤波旨在研究如何补偿由于地层滤波作用所造成的频率和振幅衰减, 并通过校正子波相位的拉伸效应, 补偿地震波的高频损失和振幅损失, 以达到增强弱反射波的能量, 改善同相轴的连续性和提高地震信息的分辨率的目的。

由于VSP特殊的观测系统, 其下行初至波受干扰小, 与地面地震信息比较, 能更精确的反应出地层的滤波作用。Q补偿的关键是求取大地品质因子Q值, 谱比法是一种Q值估算较好的方法, 该方法基于Q值与频率无关的假设条件, 通过最小二乘拟合振幅谱比值的对数随频率变化的斜率, 进而估计地层间的Q值。

反Q滤波基于一维双程波动方程:

将地震波的吸收效应引入到波动方程中得到 (3) 式的解为:

对所有这些单频波求和可得的波场为:

以吉林某VSP井为例, 将零偏资料的下行波通过傅里叶变换转换到频率域, 利用谱比法提取Q值。之后将地面地震各道记录分别转换到频率域, 分别计算各个点各个频率成分的振幅和相位补偿因子, 再对各个时间点的各个频率成分进行补偿。无论是从同向轴的连续性、剖面的分辨率和信噪比上, Q补偿后的剖面都有明显提高。主要原因是由于Q补偿消除了由大地吸收 (Q吸收) 引起的能量衰减和速度频散, 恢复了地震资料中的高频信息;同时也校正了由于速度频散造成的相位扭曲。

3 结语

经过多次的VSP技术攻关和在油田处理解释中的实践应用, 验证了VSP方法的重要性。它既可以为地面地震的处理工作提供更为合理的速度、子波等地震参数信息;也可以为解释工作提供更精细的井旁构造信息和更真实的油气响应特征。合理利用VSP资料, 应用井地联合勘探对油田的处理解释工作有着重要作用。

摘要：近几年垂直地震剖面 (VSP) 技术发展较迅速且技术已经相对成熟, 在提取地层地质属性、地层速度、地震子波等地震参数方面大有效用。而地面地震则具有观测系统灵活均匀、成像孔径大、宏观地质解释能力强的优势。因此, 井地联合地震勘探技术被视为未来地震勘探的重要发展方向之一。本文以吉林探区FY工区为例, 分别介绍井地联合地震在层位标定、球面扩散补偿、Q补偿、非零偏剖面镶嵌及井约束反褶积中的应用, 均取得较好的处理效果, 一定程度上改善了地面地震资料的质量。

关键词：垂直地震剖面 (VSP) ,层位标定,球面扩散补偿,Q补偿,非零偏成像,井约束反褶积

参考文献

[1] 吴景超.零偏VSP井资料在地震层位标定中的应用[J].重庆科技学院学报 (自然科学版) , 2011.13 (6) :104-107.

[2] 何惺华.利用VSP资料提高地面地震资料分辨率的方法及其应用研究[J].石油物探, 2011.50 (5) :487-492.