论文部分内容阅读
摘要：现如今大部分油气田已进入开发的中晚期，油气勘探开发面临的地质问题越来越复杂，勘探发现难度也越来越大，如何提高开采率是我们不断探讨的课题，VSP技术提供了地下地层结构同地面测量参数之间最直接的对应关系，可以为地面资料处理、解释提供精确的时深转换及速度模型，还可以利用VSP资料研究岩性和储层物性。通过VSP技术为解决这些问题提供可靠的参考资料，同时为下一步的勘探工作打下坚实的基础。
关键词：油气勘探 VSP技术 采集 处理
一、前言
在油气勘探新区寻找资源和对老油田进行深入解剖，离不开一项重要技术，那就是VSP技术。VSP测井技术（vetical seismic profile）就是垂直地震剖面，即把震源放在井中，检波器放地面，或者把震源放地面，接收器放井中进行的地球物理勘探技术。在垂直地震剖面中，因为检波器置于地层内部，所以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及下行转换波，甚至能接收到横波。这是垂直地震剖面与地面地震剖面相比最重要的一个特点。
VSP测井技术是近几年发展比较迅速的一门学科，在提取地层地质参数、地层速度、地震子波等地震参数方面很有作用，具有精度高的优点。目前大部分油气田已进入开发的中晚期，以地面勘探为主来发现油气田的市场越来越小，而井中地震在油藏精细刻画和剩余油开发中有独特优势。油气勘探开发面临的地质问题越来越复杂，勘探发现难度也越来越大，新增储量品质在不断降低，储量动用率也在降低。油气藏地质成果的精度已成为制约油气生产的最主要因素。VSP测井技术是实现老油田综合治理、深度挖潜和提高油气产量、支持油气勘探与生产获得最佳经济效益的有效途径。
二、VSP技术的概述
VSP就是在地面激发地震信号在井中不同深度上用检波器接收并记录下地震信号的技术。进行VSP观测，要有以下基本条件：（1）井孔；（2）震源；（3）井下检波器；（4）记录仪器系统。除了用于改善地面记录剖面的解释外，还可用于测定平均速度、反褶积因子、反射系数、衰减系数等物理参数，还可以识别多次波、改善信噪比、提高地震分辨率，从而用于提取岩性信息和研究井孔周围细微的地质结构。
VSP技术最早是从零井源距技术基础上发展起来的，至今已经发展到多种VSP方法，其中主要包括零井源距VSP技术、Offset VSP技术（即：非零井源距VSP技术）、Walkaway VSP技术和3D VSP技术等。和地面地震相比，由于VSP观测将检波器置于井中接收，避免了地表低降速带对地震波的吸收衰减作用，因此高频成份更加丰富，可以得到比地面地震具有更高分辨率的观测结果。
VSP测井技术可以直接建立地震地质对应关系，是复杂小断块油田油气挖潜的有效手段之一；具有较高的分辨率，可以分辨出8～10m的薄储层，降低了勘探开发风险。
三、VSP资料的采集
采集试验前进行油区踏勘，对地形地物进行详细的调查，对油区的交通、水源及可能出现的与施工有关的问题进行详细分析，并编写踏勘报告。根据实际地面考察情况分析所设计观测系统的可行性，必要时对观测系统进行修改；然后根据所收集到的本井的有关资料编写施工设计书。按照施工设计书的要求对大井和各炮点的高程、坐标及方位进行实地测量，选择适当的点进行微测井作业，以便更好地分析表层低、降速带的速度、厚度。根据低、降速带的厚度变化，选择激发井深。考虑到爆炸半径，一般在风化层以下2-3m激发，药量根据实际试验确定，原则是既要保证反射波有足够的能量，又不能使下行波的能量过强而掩盖上行波。最后按试验确定的最佳采集因素进行资料采集试验。
胜利油田井中采集设备用的是OYO公司的16级检波器和CGG公司的8级检波器共24级检波器；大庆油田的VSP井下采集设备是引进法国CGG公司的12级井下检波器。
四、VSP资料的处理
野外采集的VSP资料和常规地面地震资料一样，必须经过处理，才能作出有用解释。原始VSP资料之所以必须经过处理，是因为原始资料中既包含有用信息，也包含各种随机和相干噪声，而有用信息往往被噪声掩盖。
VSP资料处理大致可以分为三类。第一类是预处理，包括解编、相关、编辑、增益恢复等等；第二类是常规处理，包括同深度叠加、初至拾取、静态时移和排齐、震源子波整形、带通滤波、振幅处理、上下行波场分离、反褶积、垂直叠加（走廊叠加）等等；第三类是特殊处理，包括偏移VSP资料处理、斜井VSP、移动震源VSP、三分量VSP资料处理等等。VSP资料处理流程一般是根据观测系统、记录条件、激发因素、处理目标以及地质任务，并在试验的基础上确定处理内容和安排处理顺序。在VSP处理中，选择适当处理目标，形成合适处理流程，对于提高资料处理效果极为重要。针对实际资料情况，选取必要处理目标，避免不必要的处理；能够一次处理好的，不必作重复处理；对于同一处理项目有多种方法实现的，选择效果好、速度快的方法；注意各处理项目运用前提条件，先后次序不能随意颠倒。
五、VSP资料的解释应用
首先用声波时差数据制作合成记录，然后针对声波时差受泥浆浸入、井径坍塌等因素的影响而造成速度存在误差的情况用VSP速度进行较正，得到较为准确的时深关系。利用校正后的合成记录对过井测线进行层位标定，确定各反射层在地震剖面上的准确位置。VSP资料提取的速度参数对合成记录进行校正，将校正结果用于地震地质层位标定、储层标定，可更好地提高标定精度；依据所测井录井和测井成果报告信息，利用VSP获取的速度参数对一定厚度的砂体顶底界面进行深度时间转换。
应用VSP技术方法在胜利油田第32井进行VSP资料采集试验，取得信噪比较高的原始资料，同时对所取得的资料进行了处理试验，得到分辨率高于地面三维地震的反射波成果资料。通过与地面地震剖面对比分析表明，VSP成果剖面精细可靠，细节特征明显，可用于井旁精细构造描述和储层分析，具有良好的推广应用前景。
四、结论
本文对VSP技术进行了系统的研究，对原始资料采集方法、资料处理方法、成果应用方法进行了较为详细的论述，对VSP技术的研究及应用有一定的指导意义。VSP技术提供了地下地层结构同地面测量参数之间最直接的对应关系，可以为地面地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型，可以可靠地识别地震反射层的地质层位，改善地面地震资料的解释效果，甚至可以利用VSP资料研究岩性和储层物性，因此VSP技术是一种很有前途的地震观测技术。随着油田对开发地震技术的日益需要及井中采集设备的快速发展，目前已经由一维（零井源距VSP）发展到二维（Offset VSP），正在向三维（3D VSP）方向发展，在今后寻找新资源和对老油田进行深入解剖中将有重要的应用前景。
参考文献
[1] 贺洪举，VSP在高分辨率处理中的应用，天然气工业，1996年，第16卷第6期，P23-26.
[2] 刘荣等，VSP近波场采集方法研究，天然气工业，2001年11月，第21卷增刊，P83-84.
关键词：油气勘探 VSP技术 采集 处理
一、前言
在油气勘探新区寻找资源和对老油田进行深入解剖，离不开一项重要技术，那就是VSP技术。VSP测井技术（vetical seismic profile）就是垂直地震剖面，即把震源放在井中，检波器放地面，或者把震源放地面，接收器放井中进行的地球物理勘探技术。在垂直地震剖面中，因为检波器置于地层内部，所以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及下行转换波，甚至能接收到横波。这是垂直地震剖面与地面地震剖面相比最重要的一个特点。
VSP测井技术是近几年发展比较迅速的一门学科，在提取地层地质参数、地层速度、地震子波等地震参数方面很有作用，具有精度高的优点。目前大部分油气田已进入开发的中晚期，以地面勘探为主来发现油气田的市场越来越小，而井中地震在油藏精细刻画和剩余油开发中有独特优势。油气勘探开发面临的地质问题越来越复杂，勘探发现难度也越来越大，新增储量品质在不断降低，储量动用率也在降低。油气藏地质成果的精度已成为制约油气生产的最主要因素。VSP测井技术是实现老油田综合治理、深度挖潜和提高油气产量、支持油气勘探与生产获得最佳经济效益的有效途径。
二、VSP技术的概述
VSP就是在地面激发地震信号在井中不同深度上用检波器接收并记录下地震信号的技术。进行VSP观测，要有以下基本条件：（1）井孔；（2）震源；（3）井下检波器；（4）记录仪器系统。除了用于改善地面记录剖面的解释外，还可用于测定平均速度、反褶积因子、反射系数、衰减系数等物理参数，还可以识别多次波、改善信噪比、提高地震分辨率，从而用于提取岩性信息和研究井孔周围细微的地质结构。
VSP技术最早是从零井源距技术基础上发展起来的，至今已经发展到多种VSP方法，其中主要包括零井源距VSP技术、Offset VSP技术（即：非零井源距VSP技术）、Walkaway VSP技术和3D VSP技术等。和地面地震相比，由于VSP观测将检波器置于井中接收，避免了地表低降速带对地震波的吸收衰减作用，因此高频成份更加丰富，可以得到比地面地震具有更高分辨率的观测结果。
VSP测井技术可以直接建立地震地质对应关系，是复杂小断块油田油气挖潜的有效手段之一；具有较高的分辨率，可以分辨出8～10m的薄储层，降低了勘探开发风险。
三、VSP资料的采集
采集试验前进行油区踏勘，对地形地物进行详细的调查，对油区的交通、水源及可能出现的与施工有关的问题进行详细分析，并编写踏勘报告。根据实际地面考察情况分析所设计观测系统的可行性，必要时对观测系统进行修改；然后根据所收集到的本井的有关资料编写施工设计书。按照施工设计书的要求对大井和各炮点的高程、坐标及方位进行实地测量，选择适当的点进行微测井作业，以便更好地分析表层低、降速带的速度、厚度。根据低、降速带的厚度变化，选择激发井深。考虑到爆炸半径，一般在风化层以下2-3m激发，药量根据实际试验确定，原则是既要保证反射波有足够的能量，又不能使下行波的能量过强而掩盖上行波。最后按试验确定的最佳采集因素进行资料采集试验。
胜利油田井中采集设备用的是OYO公司的16级检波器和CGG公司的8级检波器共24级检波器；大庆油田的VSP井下采集设备是引进法国CGG公司的12级井下检波器。
四、VSP资料的处理
野外采集的VSP资料和常规地面地震资料一样，必须经过处理，才能作出有用解释。原始VSP资料之所以必须经过处理，是因为原始资料中既包含有用信息，也包含各种随机和相干噪声，而有用信息往往被噪声掩盖。
VSP资料处理大致可以分为三类。第一类是预处理，包括解编、相关、编辑、增益恢复等等；第二类是常规处理，包括同深度叠加、初至拾取、静态时移和排齐、震源子波整形、带通滤波、振幅处理、上下行波场分离、反褶积、垂直叠加（走廊叠加）等等；第三类是特殊处理，包括偏移VSP资料处理、斜井VSP、移动震源VSP、三分量VSP资料处理等等。VSP资料处理流程一般是根据观测系统、记录条件、激发因素、处理目标以及地质任务，并在试验的基础上确定处理内容和安排处理顺序。在VSP处理中，选择适当处理目标，形成合适处理流程，对于提高资料处理效果极为重要。针对实际资料情况，选取必要处理目标，避免不必要的处理；能够一次处理好的，不必作重复处理；对于同一处理项目有多种方法实现的，选择效果好、速度快的方法；注意各处理项目运用前提条件，先后次序不能随意颠倒。
五、VSP资料的解释应用
首先用声波时差数据制作合成记录，然后针对声波时差受泥浆浸入、井径坍塌等因素的影响而造成速度存在误差的情况用VSP速度进行较正，得到较为准确的时深关系。利用校正后的合成记录对过井测线进行层位标定，确定各反射层在地震剖面上的准确位置。VSP资料提取的速度参数对合成记录进行校正，将校正结果用于地震地质层位标定、储层标定，可更好地提高标定精度；依据所测井录井和测井成果报告信息，利用VSP获取的速度参数对一定厚度的砂体顶底界面进行深度时间转换。
应用VSP技术方法在胜利油田第32井进行VSP资料采集试验，取得信噪比较高的原始资料，同时对所取得的资料进行了处理试验，得到分辨率高于地面三维地震的反射波成果资料。通过与地面地震剖面对比分析表明，VSP成果剖面精细可靠，细节特征明显，可用于井旁精细构造描述和储层分析，具有良好的推广应用前景。
四、结论
本文对VSP技术进行了系统的研究，对原始资料采集方法、资料处理方法、成果应用方法进行了较为详细的论述，对VSP技术的研究及应用有一定的指导意义。VSP技术提供了地下地层结构同地面测量参数之间最直接的对应关系，可以为地面地震资料处理解释提供精确的时深转换及速度模型，可以可靠地识别地震反射层的地质层位，改善地面地震资料的解释效果，甚至可以利用VSP资料研究岩性和储层物性，因此VSP技术是一种很有前途的地震观测技术。随着油田对开发地震技术的日益需要及井中采集设备的快速发展，目前已经由一维（零井源距VSP）发展到二维（Offset VSP），正在向三维（3D VSP）方向发展，在今后寻找新资源和对老油田进行深入解剖中将有重要的应用前景。
参考文献
[1] 贺洪举，VSP在高分辨率处理中的应用，天然气工业，1996年，第16卷第6期，P23-26.
[2] 刘荣等，VSP近波场采集方法研究，天然气工业，2001年11月，第21卷增刊，P83-84.