第四节 垂直地震剖面法

1、第四节 垂直地震剖面法 垂直地震剖面法垂直地震剖面法，又称，又称VSP法法。它是。它是一种地面接收，井中观测波场的方法，对一种地面接收，井中观测波场的方法，对观测资料进行相应的处理之后，可得到沿观测资料进行相应的处理之后，可得到沿钻孔的垂直地震剖面。钻孔的垂直地震剖面。 垂直地震剖面法垂直地震剖面法由于是在钻孔中接受，由于是在钻孔中接受，减少了表层干扰和吸收，可获得较高的频减少了表层干扰和吸收，可获得较高的频段信息，有较高的信噪比和分辨率，加之段信息，有较高的信噪比和分辨率，加之可与钻孔资料对比，解释精度较高。可与钻孔资料对比，解释精度较高。VSP的测量方法与的测量方法与PS测井相似，亦是在测

2、井相似，亦是在井口附近地表地表设置震源，在钻孔内设置井口附近地表地表设置震源，在钻孔内设置检波器，接受人工地震波记录。不同的是，检波器，接受人工地震波记录。不同的是，PS测井仅利用初至波走时，求钻孔近旁的地测井仅利用初至波走时，求钻孔近旁的地层速度构造，层速度构造，VSP法则是在利用初至波的同法则是在利用初至波的同时，还利用续至波，不仅得到钻孔近旁的速时，还利用续至波，不仅得到钻孔近旁的速度构造还能得到钻孔所在位置的合成反射波度构造还能得到钻孔所在位置的合成反射波记录。因为这个合成反射波形与钻孔的地质记录。因为这个合成反射波形与钻孔的地质界面深度可以有较好的对应，所以它是反射界面深度可以有较好

3、的对应，所以它是反射时间剖面进行地质解释的重要数据时间剖面进行地质解释的重要数据。 图图3. .4. .1是是VSP法野外观测系统示意图，法野外观测系统示意图，震源设在地表，对于零偏移的震源设在地表，对于零偏移的VSP，震源设，震源设在井口附近。检波器采用机械贴壁或充气橡在井口附近。检波器采用机械贴壁或充气橡皮囊装置可固定在钻空中的任意位置，测量皮囊装置可固定在钻空中的任意位置，测量时自下而上，在各个测点依次记录下行直达时自下而上，在各个测点依次记录下行直达波和上行直达波。对于理想的震源子波并且波和上行直达波。对于理想的震源子波并且没有噪声干扰时，直达波和反射波是很容易没有噪声干扰时，直达波和

4、反射波是很容易辨认的，如图辨认的，如图3. .4. .1中所示的理论中所示的理论VSP记录。记录。 图图3. .4. .1 VSP观测系统及偏移观测系统及偏移VSP理论模型记录示意图理论模型记录示意图AB VSP测量时所用的井中检波器与测量时所用的井中检波器与PS测测井的井中三分量检波器相同，但对数据收井的井中三分量检波器相同，但对数据收录系统和回放系统的要求较录系统和回放系统的要求较PS测井要求高，测井要求高，应能真实地记录和回放初至以后的续至波应能真实地记录和回放初至以后的续至波波形。在与地面地震勘探联合使用时，为波形。在与地面地震勘探联合使用时，为了便于资料对比，收录系统最好与地面地了便

5、于资料对比，收录系统最好与地面地震勘探所使用的收录系统尽可能一致。震勘探所使用的收录系统尽可能一致。 对震源的要求也较对震源的要求也较PS测井高，理想的测井高，理想的 测井条件是激发一次，同时在井中所有测点测井条件是激发一次，同时在井中所有测点进行记录。进行记录。VSP一般使用锤击，电火花或震一般使用锤击，电火花或震源枪进行激发。激发点位于钻孔上方时，称源枪进行激发。激发点位于钻孔上方时，称为为零偏移零偏移VSP；激发点距井口有一定距离时，；激发点距井口有一定距离时，称之为称之为偏移偏移VSP。 零偏移零偏移VSP和和偏移偏移VSP之间的主要区别之间的主要区别在于在于零偏移零偏移VSP的波射线

6、近于垂直地入射到的波射线近于垂直地入射到各速度界面，用以查明地基垂直方向的变化，各速度界面，用以查明地基垂直方向的变化，而而偏移偏移VSP的波射线往往和速度界面不垂直，的波射线往往和速度界面不垂直， 可用于观测钻孔中的反射波，对钻孔附近的可用于观测钻孔中的反射波，对钻孔附近的构造进行高精度的反射波勘测。如图构造进行高精度的反射波勘测。如图3. .4. .1给出了给出了偏移偏移VSP的理论模型计算的直达波、的理论模型计算的直达波、折射波和反射波分布的相互关系。折射波和反射波分布的相互关系。 图图3. .4. .1 VSP观测系统及偏移观测系统及偏移VSP理论模型记录示意图理论模型记录示意图AB

7、B图画出了直达波和一次反射波的射图画出了直达波和一次反射波的射线路径，从图可以看出自震源出发向下传线路径，从图可以看出自震源出发向下传播的波，一部分向下直接传播到井口各接播的波，一部分向下直接传播到井口各接收点，形成收点，形成直达初至波，直达初至波，因为波是自震源因为波是自震源向下传到检波器的，故又称为向下传到检波器的，故又称为下行波，下行波，另另有一部分经反射界面一次反射后向上传播，有一部分经反射界面一次反射后向上传播，依次到达井口各观测点，称为依次到达井口各观测点，称为一次反射波一次反射波。根据波传播的特征，根据波传播的特征，直达波又称为下行直直达波又称为下行直达波达波，反射波又称为上行反

8、射波。反射波又称为上行反射波。 A图为时深曲线，图为时深曲线，直达波和反射波的直达波和反射波的同相轴具有斜率相同，视速度符号相反同相轴具有斜率相同，视速度符号相反的的特点，当检波器安置在界面深度处，二是特点，当检波器安置在界面深度处，二是波所用的时间相等，有一个交点，该点对波所用的时间相等，有一个交点，该点对应的深度就为产生的一次反射波的界面深应的深度就为产生的一次反射波的界面深度。据此，用度。据此，用VSP资料可直接求取反射界资料可直接求取反射界面的深度。面的深度。 在多层介质中，除了一次波，还可能在多层介质中，除了一次波，还可能有多次波，但是有多次波，但是多次波不和直达波相交多次波不和直达波相交，这一点是用来区别一次波和多次波的区别，这一点是用来区别一次波和多次波的区别，对我们有用的主要是对我们有用的主要是直达波（一次下行波）直达波（一次下行波）和和反射波（一次上行波）反射波（一次上行波）。 关于垂直地震剖面法的资料处理过程关于垂直地震剖面法的资料处理过程的解释，和一般反射波法大体上相类似，的解释，和一般反射波法大体上相