第四節(jié)垂直地震剖面法

垂直地震剖面法，又稱VSP法。它是一種地面接收，井中觀測波場的方法，對觀測資料進(jìn)行相應(yīng)的處理之后，可得到沿鉆孔的垂直地震剖面。

垂直地震剖面法由于是在鉆孔中接受，減少了表層干擾和吸收，可獲得較高的頻段信息，有較高的信噪比和分辨率，加之可與鉆孔資料對比，解釋精度較高。

VSP的測量方法與PS測井相似，亦是在井口附近地表地表設(shè)置震源，在鉆孔內(nèi)設(shè)置檢波器，接受人工地震波記錄。不同的是，PS測井僅利用初至波走時(shí)，求鉆孔近旁的地層速度構(gòu)造，VSP法則是在利用初至波的同時(shí)，還利用續(xù)至波，不僅得到鉆孔近旁的速度構(gòu)造還能得到鉆孔所在位置的合成反射波記錄。因?yàn)檫@個(gè)合成反射波形與鉆孔的地質(zhì)界面深度可以有較好的對應(yīng)，所以它是反射時(shí)間剖面進(jìn)行地質(zhì)解釋的重要數(shù)據(jù)。

圖3.4.1是VSP法野外觀測系統(tǒng)示意圖，震源設(shè)在地表，對于零偏移的VSP，震源設(shè)在井口附近。檢波器采用機(jī)械貼壁或充氣橡皮囊裝置可固定在鉆空中的任意位置，測量時(shí)自下而上，在各個(gè)測點(diǎn)依次記錄下行直達(dá)波和上行直達(dá)波。對于理想的震源子波并且沒有噪聲干擾時(shí)，直達(dá)波和反射波是很容易辨認(rèn)的，如圖3.4.1中所示的理論VSP記錄。

圖3.4.1VSP觀測系統(tǒng)及偏移VSP理論模型記錄示意圖AB

VSP測量時(shí)所用的井中檢波器與PS測井的井中三分量檢波器相同，但對數(shù)據(jù)收錄系統(tǒng)和回放系統(tǒng)的要求較PS測井要求高，應(yīng)能真實(shí)地記錄和回放初至以后的續(xù)至波波形。在與地面地震勘探聯(lián)合使用時(shí)，為了便于資料對比，收錄系統(tǒng)最好與地面地震勘探所使用的收錄系統(tǒng)盡可能一致。對震源的要求也較PS測井高，理想的測井條件是激發(fā)一次，同時(shí)在井中所有測點(diǎn)進(jìn)行記錄。VSP一般使用錘擊，電火花或震源槍進(jìn)行激發(fā)。激發(fā)點(diǎn)位于鉆孔上方時(shí)，稱為零偏移VSP；激發(fā)點(diǎn)距井口有一定距離時(shí)，稱之為偏移VSP。

零偏移VSP和偏移VSP之間的主要區(qū)別在于零偏移VSP的波射線近于垂直地入射到各速度界面，用以查明地基垂直方向的變化，而偏移VSP的波射線往往和速度界面不垂直，

可用于觀測鉆孔中的反射波，對鉆孔附近的構(gòu)造進(jìn)行高精度的反射波勘測。如圖3.4.1給出了偏移VSP的理論模型計(jì)算的直達(dá)波、折射波和反射波分布的相互關(guān)系。

圖3.4.1VSP觀測系統(tǒng)及偏移VSP理論模型記錄示意圖ABB圖畫出了直達(dá)波和一次反射波的射線路徑，從圖可以看出自震源出發(fā)向下傳播的波，一部分向下直接傳播到井口各接收點(diǎn)，形成直達(dá)初至波，因?yàn)椴ㄊ亲哉鹪聪蛳聜鞯綑z波器的，故又稱為下行波，另有一部分經(jīng)反射界面一次反射后向上傳播，依次到達(dá)井口各觀測點(diǎn)，稱為一次反射波。根據(jù)波傳播的特征，直達(dá)波又稱為下行直達(dá)波，反射波又稱為上行反射波。

A圖為時(shí)深曲線，直達(dá)波和反射波的同相軸具有斜率相同，視速度符號相反的特點(diǎn)，當(dāng)檢波器安置在界面深度處，二是波所用的時(shí)間相等，有一個(gè)交點(diǎn)，該點(diǎn)對應(yīng)的深度就為產(chǎn)生的一次反射波的界面深度。據(jù)此，用VSP資料可直接求取反射界面的深度。

在多層介質(zhì)中，除了一次波，還可能有多次波，但是多次波不和直達(dá)波相交，這一點(diǎn)是用來區(qū)別一次波和多次波的區(qū)別，對我們有用的主要是直達(dá)波（一次下行波）和反射波（一次上行波）。關(guān)于垂直地震剖面法的資料處理過程的解釋，和一般反射波法大體上相類似，