井驱动的ZVSP、WVSP、3D VSP及井地联合地震处理研究
( 2018-05-27 阅读次 作者:)

VSP技术通过垂直方向的检波器分布研究地质剖面的垂向变化,因此波的运动学和动力学特征更加明显、直观;垂直地震剖面VSP数据具有较高的信噪比,较宽的信号频率范围,能够准确地观测波的质点运动方向,研究波的性质和地层岩性。但由于其观测系统的特殊性,也有着一些不足和劣势,如3D VSP观测系统属性不均匀性问题、VSP地震数据成像孔径有限性等等问题。这些不足使得VSP信息解释面临着储层信息的保真和成像精度等等问题。

  地面地震的观测系统属性更均匀、观测方式更灵活,成像孔径大,成像结果的宏观构造和沉积相求解能力更强,宏观断裂系统和储层的求解能力更具有优势。因此,为充分发挥VSP在速度场、储层参数和精细储层描述方面的优势,同时为弥补VSP的不足,采用全方位观测地面地震在宏观地质构造、沉积相和储层信息求解方面优势,基于井地联合地震勘探将可以实现宏观与微观解释信息的结合,从而可以获得更准确的储层和油气信息。
  研究依托数据是大庆徐家围子徐深21-1井3D VSP和地面宽方位井地联采的零偏数据、walkaway VSP数据、3D VSP数据和全方面地面地震数据。

井地联合地震勘探的技术结合关键点

1.零井源距VSP上行波统计反褶积

  零偏ZVSP数据中存在的井壁耦合、层间多次波和单道干扰等因素严重影响VSP下行波反褶积的处理效果,影响ZVSP走廊叠加数据与地面地震成像数据间的闭合,导致ZVSP在标定和地质解释中的作用。

  研究提出上行波统计反褶积方法,完全利用反射的上行波计算反褶积算子,实现上行波统计反褶积,这种类似地面地震的统计反褶积方法能够克服上述各种下行波反褶积方法中的问题,实现相对理想的反褶积效果。

  对比图1中上行波反褶积结果(b)和下行波反褶积结果(a),下行波反褶积中在1.1秒、1.4、1.7和2.4秒处的多周期谐振现象经上行波反褶积处理后基本消除,说明上行波统计反褶积方法可以减小VSP采集中的井壁耦合、层间多次波和其它高频干扰影响,提高反褶积算子的精度,改善VSP与地面地震数据的闭合度。

  上行波反褶积的处理参数为11道统计及10毫秒预测步长,说明采用多道和大时窗的上行波统计反褶积计算具有更稳定的反褶积算子与更好的反褶积结果,VSP与地面地震数据的闭合也是最好的。

 

(a)下行波反褶积             (b)上行波反褶积
图1 不同反褶积方法的VSP嵌入地面地震成像对比

2.基于上行波统计反褶积的处理流程

  研究提出了基于上行波统计反褶积的处理流程(如图2所示)。与常规VSP处理流程相比较,二者最大的不同是利用上行波直接提取子波替代依靠下行波提取子波,然后进行反褶积处理;新的处理流程在理论和处理流程方面与地面地震处理更为相近,更容易控制ZVSP和地面地震数据的处理效果,提高井地标定,提高地质解释效果,能够在井地联合地震勘探中发挥更重要作用。

  当VSP采集数据具有较高信噪比时,基于下行波反褶积将能获得更精确的反射系数信息和高分辨率结果。而对于具有较强井壁耦合和层间多次波,以及高频干扰的VSP采集数据,则采用上行波统计反褶积将可以获得更稳定的反褶积结果,同时获得更好的VSP与地面地震数据间的闭合度。因此,零井源距VSP上行波统计反褶积方法将成为重要的VSP数据提高分辨率处理方法之一。

3. ZVSP与WVSP、3D VSP处理研究与效果分析

  由于ZVSP、WVSP和3D VSP数据都是在同一个井中进行采集的,根据ZVSP的井旁速度信息可以迅速建立2D和3D的速度场。ZVSP处理已经获得的各种参数使得WVSP和3D VSP数据的处理变得相对简单。图3给出了实际WVSP和3D VSP数据的处理流程,及其与ZVSP处理之间的关系,ZVSP处理的补偿参数和反褶积参数对二者的相应处理有重要的借鉴价值,ZVSP的速度信息对以VSP-CDP转换和偏移速度的选择也非常重要。同时,WVSP和3D VSP数据的处理也采用了球面发散、反Q和上行波统计反褶积方法。

4.井地联合地震处理研究

  WVSP的最终处理成像数据(BGP井中地震研究中心提供)与地面地震数据的嵌入剖面如图4所示,分别显示了四方向两条线即东西方向、西北东南方向的嵌入结果。各个方向的WVSP数据与地面地震数据均获得了较好的闭合,具有较好的振幅和波形的一致性,说明本次研究的WVSP处理流程和方法是正确和有效的。

 

(a)东西方向                (b) 西北-东南方向
图4 WVSP和地面地震嵌入剖面监控结果

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