垂直地震剖面的基本概念(共20页)

1、垂直(chuzh)地震剖面法第一(dy)部分1. 垂直(chuzh)地震剖面的基本概念：垂直地震剖面(VSP)是一种地震观测方法，它是与通常地面观测的地震剖面相对应的地面观测的地震剖面是在地表附近的一些点上激发地震波，同时在沿地面测线布置的一些检波点上进行观测；垂直地震剖面也是在地表附近的一些点上激发地震波，但它是在沿井口不同深度布置的一些检波点上进行观测前者检波器放在地表，测线沿地面布置，所以又称水平（或地面）地震剖面；后者检波器放在井中，测线沿井孔垂向布置，所以称为垂直地震剖面在水平地震剖面中，因为检波器置于地面，所以除沿地表传播的直达波和面波外，只能接受到来自地下的上行波；在垂直地震剖面

2、中，因为检波器通过井置于地层内部，所以既能接受到自下而上传播的上行波，也能接受到自上而下传播的下行波，这或许是垂直地震剖面与水平地震剖面相比最重要的一个特点垂直地震剖面实际上也是一种井中观测方法，它是早已广泛使用的地震测井（又称速度检验放炮）方法的变革和发展地震测井和垂直地震剖面的不同在于：前者只利用记录的初至波，后者不仅利用记录上的初至波，也要利用记录上的续至波；前者的观测点距通常较大，后者的观测点距很小；前者只利用震源在井口附近的零偏移距观测系统，后者还利用震源偏离井口的偏移距观测系统和多偏移距观测系统；前者的目的主要是测定波速，后者主要是研究井旁地层剖面及在实际地质介质中研究波的形成和传

3、播的规律除此之外，垂直地震剖面在其发展过程中已经研制了专门的仪器系统，试验了成套的野外工作方法，并发展了解释的理论基础所以它已远远超出地震测井原来的范围，而发展成为一套完整的，独立的，新的观测方法垂直地震剖面有一些明显的优点：地面剖面基本上是通过观测波场在水平方向的分布来研究地质剖面的垂向变化，垂直剖面是通过观测波场在垂直方向的分布来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明显，更直接，更灵敏地表观测离开介质内部有意义的界面较远，与界面有关的波需要经过一段复杂的旅程才到达地表，垂直剖面可以在介质内部紧靠界面附近观测，因而可直接记录到与界面有关的较纯的地震子波的波形地面地震记录上主

4、要的干扰波大都来自剖面上部，由于这些干扰，往往使地面记录上波的识别和对比发生困难垂直地震剖面由于在介质内部点上直接观测，因而有可能避免和减弱上部低降速带的干扰，易于识别波的性质地面观测时，由于剖面上部的影响，地震噪声水平较高，仪器有效灵敏度受到限制，因而很难记录和识别强度低的弱波垂直剖面在介质内部的点上观测，由于地震噪声水平随深度迅速衰减，因而可以大大提高仪器的有效灵敏度，并使弱波的观测成为可能地表观测时，不同界面的波到达地表测线上各点的方向都是来自下方，且彼此差异不大，垂直剖面观测时，不同界面的波到达井内测线上各点的方向可以(ky)是来自上方，也可以是来自下方，而且在界面附近发生突变，所以垂

5、直剖面可以有效地利用波的达到方向这一特点地表观测时，由于低速带和剖面上部的影响，波的质点运动方向发生畸变(jbin)垂直剖面由于能避开剖面上部和低速带的干扰，所以(suy)能够较准确地观测波的质点运动方向，因而可以利用波的空间偏振（或极化）这一特别灵敏的参数来研究波的性质和地层岩性2.VSP震源选择的一般原则：VSP所用的震源最好与VSP井旁地面地震剖面所用的震源一致VSP各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性VSP震源的输出强度应该适中激发频谱应尽可能宽，以便提高分辨率除此之外，激发的干扰波能量应该相对较小或者易于压制，激发的波型应该与勘探的目的相一致等等也都是选择震源时应该考虑的原则

6、3.垂直地震剖面所用的震源有：炸药震源，振动震源，气枪，电火花震源，横波VSP震源4.干扰波分析：VSP使人们发生强烈兴趣的一个优点是它可以避开地面观测时来自地表附近的一些噪声，但是VSP也有它自己的一些噪声，例如电缆波，套管波，井筒波，井下仪器耦合不良的噪声和其它噪声等1).井筒波井筒波是VSP观测中最讨厌的一种相干噪声，多次激发时，自身会重复出现，不能像压制随机相干那样，通过叠加消除，它是沿井柱流体传播的波，也可看成是井柱流体和其周围地层的柱形分界面附近传播的界面波VSP资料采集过程中井筒波的压制和预防，具体来说，可以有下面一些方法：（）增加震源偏移距；（）在震源和井口之间设置障碍物；（）

7、震源组合；（）在安全和实际许可的范围内降低泥浆柱顶面的高度2).井下仪器和地层耦合不良引起的噪声如同地表观测时，因检波器埋置不良将引起地震噪声一样，VSP观测时，如果井下仪器没有推靠到井壁上或者推靠力不够也将引起不同程度的噪声为了避免因井下仪器与地层耦合不好而引起的噪声，首先必须采用有推靠装置的井下仪器，而且推靠力要足够大，在在裸眼井中观测时，应该参考井径曲线，避开井径过大的深度位置，并在预定深度上下移动，选择有可能牢固推靠井下仪器的位置3).电缆波电缆波是一种因电缆振动引起的噪声电缆波的速度与电缆结构有关，对于测井中常用的多芯屏蔽电缆，加尔彼林测得的速度是2500-3500米秒电缆波在记录浅

8、部可以成为初至波，如果将其错误地识别为下行直达波，会使速度分析的结果弄错电缆波也可以是续至波，在VSP记录上它将掩盖正常的地层反射引起电缆振动的原因包括：地表井场附近的机械振动；风摇动井架；地滚波扫过井口等通常防止电缆波干扰的办法是：先把井下检波器组牢固地推靠到井壁上，而后放松电缆观测，一般松缆长2-4米，就能对电缆波的传播产生足够的阻尼；松缆太多，反而会引起电缆缠绕打结，造成遇阻的危险4).套管(to un)波套管波主要是由于套管和地层胶结(jioji)不良而引起的一种干扰靠近地表的井段常常下有多层钢套管(to un)如果每层套管以及套管和井壁之间都胶结很好，仍然可以记录到良好的地震响应苏联

9、对于浅部多层套管引起的鸣震干扰的解决办法是，在VSP观测井附近再钻浅井，下套管，并很好的胶结，以代替原来VSP观测井的浅部进行观测有的井内只有单层套管如果套管和井壁地层之间胶结良好，则VSP观测的效果可与裸眼井等价5).其它噪声交流电感应；柴油机等的振动；随机振动第二部分同深度迭加同深度迭加类似于常规地震勘探中的垂直迭加，即对每一井下观测深度，重复激发5到30次每次独立地记录，而后将这些多次记录的起始时间对齐并相加设记录深度为时第次激发的一道记录为，则迭加后的记录为：式中重复激发的次数同深度迭加的目的：（）增强信息能量；（）压制随机噪声影响同深度迭加效果的因素包括：（）每道子波特性是否相同；（

10、）是否有相干噪声存在；（）起始时间是否对齐初至拾取所谓初至拾取指的是确定VSP每一深度的记录道上初至下行波的起始时间精确拾取的初至时间主要用于：建立可靠的时深关系；以较高的精度计算(j sun)层速度；对声波测井曲线进行(jnxng)标定；为排齐，提取子波波形(b xn)等后面的处理提供可靠的参数初至拾取是一项颇为重要的基础性处理，而处理是否成功关键在于精确法国CGG公司的两位研究人员曾专门讨论VSP初至拾取误差的来源他们认为，误差的第一个来源是确定时间起点（即通常爆炸信号所指示的时刻）不准引起的第二个来源可能是由于相邻界面的反射，而不是由于拾取方法本身为了提高初至拾取的精度，CGG公司曾采用

11、下列方法：选取一道较好的记录，与各道进行互相关，然后再进行拾取；拾取之前，先进行带通滤波除此之外，为了可靠地确定时深关系，计算层速度，并为了更好地与声波测井记录相联系，他们认为，在离开明显界面的某些距离上，选择一些点，对声波测井曲线进行标定是非常必要的静态时移和排齐排齐是VSP资料常规处理中必不可少的处理项目所谓排齐，就是通过时移将记录上的同相轴按时间对齐对于VSP记录，有两类排齐，一类是下行波排齐，一类是上行波排齐，两者是分别进行的对于水平界面下的零偏移距VSP观测，排齐主要通过静态时移实现排齐处理的质量影响后面几项重要的处理，例如，垂直迭加（混波），走廊迭加，上行波和下行波分离，提取子波波

12、形等影响排齐效果的因素包括：初至拾取的精度；实际地层与假设是水平界面零偏移距观测的模型的符合程度；非地表地震深度变化引起的误差是否已作了可靠的炮点静校正；爆炸信号因爆炸延迟和其它随机因素引起的误差是否已作了额外的补偿震源子波整形VSP大多数的处理和解释都以每个深度道有相同震源子波波形的假设为基础例如，多道速度滤波处理模型中，假设前提是相邻记录道的有效波形相同，只是到达时间不同如果震源波形变化，使条件不成立，则速度滤波后的资料质量将会变坏再如，解释时，人们希望根据波形变化，这也以假定波形变化为前提但是，VSP实际观测时，震源子波波形很少一致，即使利用气枪等重复性较好的震源，并尽可能保持恒定的激发

13、条件，仍然很难得到完全一致的激发波形，如果采用炸药，则震源波形变化更大解决这一问题的办法是在震源附近布置震源监控检波器，并利用监控检波器记录的波形，对每道记录作震源子波整形滤波处理过程主要分两步：选择某一监控检波器记录的震源子波为期望输出，其它各深度道监控检波器记录的各个震源子波作为输入，用最小平方方法求出每一道的子波整形的滤波算子；用求出的反褶积算子，对相应深度井下检波器的原始记录作反褶积，求得该深度道经过子波整形的记录5.频谱分析(fnx)和带通滤波带通滤波的目的(md)是压制随机噪声背景和某些相干噪声为了根据有用信号，相干噪声和随机噪声的频率(pnl)选择滤波的通带，先要进行频谱分析如果

14、相干噪声的频带全部或部分在有用信号的频带之外，滤波的效果比较明显如果相干波的频带在有效信号频带之内，设计只让信号频带通过的滤波器，信噪比也会有部分改善6.分离上行波和下行波分离VSP记录的上行波和下行波主要依据两者的视速度不同在VSP中，下行波随着记录深度增加，旅行时增加，视速度为正号；上行波随着记录深度增加，旅行时减少，视速度为负号VSP波场分离的特点主要包括：下行波能量很强，上行波能量很弱为了从方向已充分确定的下行波中，将被掩盖的微弱的上行波恢复出来，要求速度滤波器在非常窄的速度带宽内，具有极为有效的抑制能力；空间采样点受井内条件的限制，点距往往不规则，这个要求规则采样的一些波场分离方法的

15、使用带来困难；实际操作中，希望参加速度滤波的道数尽可能少，这一方面因为道数多时，传播信号的特性容易变化，另一方面因为受成本和施工条件的限制总起来说，已出现的用于分离VSP上行波和下行波场的方法主要有：（）垂直迭加；（）多道速度滤波；（）滤波；（）域滤波；（）中值滤波；（）最佳组合滤波；（）最小二乘滤波7.反褶积反褶积也是VSP资料处理序列中的一项重要处理，其内容主要包括：利用下行波，计算反褶积算子，对下行波列作反褶积；利用下行波提取的算子，对上行波列作反褶积；利用VSP算子提取的反褶积算子，对地表记录作反褶积8.垂直求和或迭加为了进一步增强上行波，衰减下行波，提高信噪比，并为了VSP资料更好地

16、与井旁地面地震剖面对比，常进行垂直求和处理，有几种稍有不同的作法，名称也略有区别1) 局部垂直迭加和时间加权的垂直迭加这种处理类似于地面地震资料处理中的混波，首先将经过上行和下行波场分离及反褶积处理的资料排齐，而后按下面公式进行迭加：式中第个深度点的输出；第个深度点的信号输入；滤波(lb)函数；滤波(lb)（或混波）道数；（）当时，混波的权系数为常数(chngsh)，迭加的输出即输入的平均值和的选择取决于：信噪比的局部变化，上行波的相干程度，频率成分，要求的空间分辨率等因素2)累积求和 这种处理稍有不同，求和按下面公式进行：式中深度点的累积求和输出；深度点的信号输入；用于补偿累积求和中同相轴数

17、目的函数，平衡输出的幅度这种求和方法的优点是：信噪比改善明显，地下深处振幅很小的反射波能得到增强，可以使VSP与井旁地面地震资料更有效地联系缺点是：因为求和跨越的距离太大，不能反映反射波形向上传播过程中的变化分辨率降低(3)垂直求和这种处理的方法是：先排齐上行波，再将所有道的数据按等时间线相加在一起，得到一个输出道，输出资料为单道记录，但是为了便于观察，将该单道输出重复显示若干次，形式上变为多道(4) 限制的垂直求和 限制的垂直求和又称前走廊迭加，走廊迭加和切除迭加9最大相干滤波为什么要设计这种最大相干滤波呢？当放置VSP检波器的井旁过倾角不同的反射界面时，或者当井旁有地层中断等绕射点时，记录

18、的上行波场可能非常复杂，例如某些倾斜层反射波太弱，难以见到，某些绕射波太强，掩盖其它同相轴的特征，另一些绕射波又可能为其它强波所淹没但是这些同相轴之间有一个重要差别，就是他们各自具有不同的视速度因此，为了准确的解释这些同相轴，最好先通过速度滤波将它们分离，而后根据需要，再将各次分离的结果，经过振幅平衡，显示在一张图上这就是最大相干滤波的概念最大相干滤波如何进行呢？其实现的主要步骤为：(1) 分离上行和下行波场，采用滤波(lb)或者中值滤波等任意一种方法；(2) 对于(duy)分离后的上行波场，进行多道速度滤波和扫描，即选择一系列只增强某一速度范围同相轴的图幅设每一窄速度(sd)通带的中心速度为

19、：式中是垂直距离，可以任意选择，但通常选为检波点深度间隔，是时间间隔，按用户要求调整，其变化范围为：这时幅速度滤波的通带，用时深图中的陡度表示，分别为：多道速度滤波的方法有很多种，可以根据情况选用(3) 为了将幅按不同速度分别增强的同相轴的主要特征统一显示在一张图上，先对每幅加不同的固定增益，使它们的最大振幅相同，而后用下列公式将它们合在一起：设（，）表示第幅速度滤波图中深度和时间的样值，则最后按时空坐标系显示的样值为： K1，2，N式中取符号运算sgn表示当是正时取为+1，当是负时取为-1 10传递函数 tullos和Reid讨论过传递函数的概念他们借用通信理论，将波通过地层剖面的透射和反射

20、看成一个输入输出系统，并用下式定义地层剖面的传递函数：式中I(t)输入(shr)；O(t)输出(shch)；N(t)不相关(xinggun)的随机噪声；T(t)地层剖面的传递函数这种传递函数从总体上完全描述了地层剖面的全部声学特性，因为当噪声不存在时，传递函数与线性系统的脉冲响应相同传递函数对地震资料解释意义很大，因为利用它可以避免对波场和地层剖面之间的相互关系作仔细的错综复杂的分析当假设平面纵波法线入射到水平层状介质的地层剖面的条件下，如果输入是进入剖面顶面的入射波列，则有两个传递函数，对应的有两个输出：一个是从地层剖面底面出射的透射波列；另一个是经底界面反射传到地面的上行反射波列传递函数也

21、常通过傅氏变换从时间域等价地转换到频率域中考虑，这时时域中的褶积变为频域中的相乘，并且传递函数的振幅谱有时能更清楚地显示地层剖面的性质11波阻抗测井曲线的估算 利用VSP资料也可估算作为深度函数的地层波阻抗测井曲线，并且因为VSP可以在有意义的反射层序列附近测定反射波场，及较准确地了解震源子波，因而估算阻抗更容易，估算的结果也更精确和可靠根据VSP资料估算波阻抗可以有不同的方法，原理也很简单，实际中遇到的主要困难是测量误差和随机噪声的干扰一种常用的方法是利用经过上行和下行波分离，反褶积，垂直求和，并保持振幅的VSP上行波资料，采用与地表地震资料波阻抗反演相类似的方法，由反射振幅变化估算波阻抗考

22、虑到误差和噪声，人们往往采用迭代的方法，根据最小平方准则，逐步修改估算的波阻抗，使其最佳逼近真实的波阻抗另一种常用的方法是通过前面描述的反射传递函数估算阻抗阻抗测井曲线，其要点是：(1)由VSP资料计算反射传递函数；(2)假设传递函数的主要波峰和波谷对应于波阻抗的变化；(3)确定起始的波阻抗值，根据传递函数的幅值变化计算波阻抗的变化；(4)将每一个波阻抗变化都加到前面的波阻抗值上，得到一条通过传递函数估算的新的波阻抗值曲线 第三部分射线理论是研究地震波的一种古老的而又充满青春活力的工具射线理论有多方面的用处，制作地震射线模型只是其应用的一个方面在各种制作二维VSP模型的方法中，基于射线理论的方

23、法是目前用的最广泛的用射线法制作三维VSP模型也有其独特的优点有两类VSP射线模型，一类是只考虑运动学特征的几何射线追踪模型，一类是还要考虑动力学特征的渐近射线追踪模型前者只确定波的射线路径(ljng)，计算波沿射线传播的时间，后者还要确定波的振幅，波形，质点振动方向等其它动力学特征前者一般用于声学介质，后者还用于弹性介质前者适用的范围小，后者适用的范围大，前者可看成是后者的特例射线法的主要优点是：概念明确，显示(xinsh)直观，运算简便，适应性强其缺陷是：应用有一定限制条件，计算结果在一定程度上是近似的，对应复杂构造进行两点三维射线追踪往往比较(bjio)麻烦射线法原来在天然地震邻域中应用

24、较多，近几年，正大量涌入地震勘探邻域，形成一股加潮另外，射线法和波动方程理论相结合，解决地震学和地震勘探中的各种正，反演问题，也是目前发展的一种趋势射线理论简述）基本方程（）射线级数不均匀完全弹性各向同性介质中弹性波的运动方程可为：式中介质密度；拉梅弹性常数；波函数；-哈密顿算符， 假设远动方程的时间简谐函数解可用的负幂表示为： 式中与无关(wgun)我们(w men)称开展式为射线级数，为相位(xingwi)函数，为射线级数的振幅系数，或简称为射线级数的系数，运动着的等相位面成为波前，与波前正交的轨迹线称为射线，每条射线在其与波前交点上的方向都与该点波前的梯度的方向一致当然，我们假定，否则式

25、将不表示传播着的波和都是坐标的位置函数，如果知道某些初始条件，将代入后，可确定和基本方程组为了求相位函数和振幅系数，首先要导出射线理论的基本方程组假设：及其导数连续；及其导数在短距离内不迅速变化；是解析函数，且，0将代入式得：因为对任何都成立，所以各次幂的系数都为零因此有：（）这是一个递推的偏微分方程组，由此方程组可以求及所有的我们称此方程组为射线理论的基本方程）程函方程和 此两式即程函方程(fngchng)，式描述P波传播(chunb)的运动学特征，是P波的速度(sd)，描述S波传播的运动学特征，是S波速度程函方程是求解波的运动学问题的基本方程，可以确定如象波前，射线，旅行时等波的运动学性质

26、只有在均匀，各向同性，无限介质中，运动方程才能完全分成两种不同（P波和S波）的方程，且两者不互相耦合在不均匀介质中，运动方程不能完全分成两种波的方程，两种波将互相耦合，但是在高频情况下，如果及其导数连续，则不均匀介质中仍可近似认为存在着两组独立的波前，一组是压缩波（P波），按局部速度传播，另一组是切变波（S波），按局部速度传播并且只当级数取零阶近似时，这两种波才不互相耦合 计算旅行时利用程函方程，我们可以计算空间任意点波的旅行时，引入S作为沿射线的弧长因为射线与波前是互相正交的，所以由程函方程可得：或式中沿射线的方向导数；V沿射线的波速度或波速度对沿弧长积分得：如果给定的初值，则由此式可求出弧

27、长为点上的，则式即计算波的旅行时的公式两点射线追踪确定地震波的射线路径为了计算波沿射线的旅行时和波沿射线的振幅变化，首先(shuxin)都必须知道波的传播路径所谓射线追踪狭义来说指的就是根据地震波的传播规律确定地震波在实际地层中传播的射线路径在地震学中，有两类地震射线追踪问题：一类是一点射线追踪，即已知射线初始点位置和初始出射方向求地震波的传播路径(ljng)问题；另一类是两点射线追踪，即已知射线初始点和另一观察点的位置，不知射线初始出射方向，求两点之间的射线路径问题显然，两点问题比一点问题复杂用射线理论制作(zhzu)VSP模型，不论是零偏移距或非零偏移距，因为震源和接收点不是同一点，遇到的

28、都是两点射线追踪问题解两点射线追踪问题，有两种方法：第一种是试射法，即试着给初始出射方向，求射线路径，但此射线一般不能到达预定的接收点，需要根据实际到达点和预定接收点之间的偏差，修改射线初始出射方向，再次追踪射线路径重复这些步骤，直至射线足够接近的达到预定的接收点第二种是弯曲法，即固定初始出射点和预定观测点两端点不动，不断调整两端点之间的射线路径，使其逐步逼近真实的射线路径这两类方法各有特点：弯曲法在大多数比较简单模型情况下，花费的计算时间较少，但是在复杂模型情况下，特别是奇点附近，弯曲法计算时间增加，并且难以区分追踪失败的原因是由于计算方法引起，还是模型本身在此观测点应该接受不到射线试射法在

29、大多数情况下，所花的计算时间较多，但是比较直观，能可靠地确定能接收到射线的区域和不能接收到射线的区域的边界1)试射法从上面的叙述可以看出，试射法主要包括两方面的内容：(1)在已知射线始点位置和射线出射方向的条件下，确定射线路径；(2)给定初始出射方向，逐步修改出射方向，直至射线足够精确地达到预定的接收点前一内容是积分问题，即已知速度分析，利用程函方程，通过对微分方程作数值积分求射线路径的问题后一内容是试射法的核心和难点，它涉及到解两个非线性方程的方程组： 式中初始入射角； 初始方位角；和计算的射线到达点的坐标，它是和的函数； 和希望的射线到达点的坐标1)弯曲法弯曲法依据的基本原理是费马时间稳定

30、原理，即在固定两端点之间，波实际传播的路径，是在真实射线路径附近(fjn)变动的路径中，能使波的旅行时，稳定的路径所谓时间(shjin)稳定就是指时间取极小或极大值在数学(shxu)上，这是用变分法求泛函极值的问题设在不均匀介质中，地震波沿某一空间曲线由A传播到B，空间速度分布为v(x,y,z)，则波从A到B沿曲线的旅行时为：式中是假设的在小范围内变动的某一曲线，d是沿曲线的弧长显然，T依赖于，不同的对应于不同的T，即：因此，是定义在地震波传播路径曲线函数类上的一个泛函根据费马原理，波的传播路径就是使泛函取极值的传播路径，泛函求极值问题在数学上称为变分问题设空间曲线写成以为参数的参数方程形式：

31、 则可写成为： 根据欧拉定理，若泛函极值曲线存在，她必满足欧拉方程： （，）或者 欧拉方程的解就是待求的极值曲线这里的欧拉方程是非线性方程，一般来说，不能求精确解，通常也要用迭代方法求近似解3VSP模型的制作）计算过程（）模型参数化界面形态常以一系列离散点的坐标给出，允许界面弯曲和不连续，用三次(sn c)样条函数对界面的连续段拟合，不连续点应作适当处理速度变化可以直接用坐标的函数形式(xngsh)给出，也可以先给出一系列点上的离散速度值，再用样条函数逼近；（）射线(shxin)码cerveny等曾用射线码表示希望研究的波的射线并约定：射线码的数字表示射线所在的层号，层自上而下编号；射线码的符

32、号指示波的类型，正号表示P波，负号表示S波整个射线从震源到接收点列一简表或数字序列，表示射线顺序经过的层和在各层中波的类型例如(1，1，1，2，2，1)指示第一层内有多次波的射线路径再如(1，2，-2，1)指示第二界面发生P波到S波的波型转换；（）两点射线追踪用试射法或弯曲法：试射法：在参数连续变化的一层内部，按已知的初值条件，用龙格库塔方法作数值积分，计算该内层的射线路径；在参数不连续的界面上，利用斯奈尔定律建立新的初值条件；根据新的初值条件，再计算下一层内的射线路径，这样一层一层地追踪，直至射线按射线码指示的经历过程最后与井相交，完成一条试射射线的追踪根据射线实际出发点和预定接收点位置之差

33、，修改源点处的初始出射角，再追踪下一条试射路径这样重复迭代，直到试射射线的出射点在预定接收点的精度范围之内 弯曲法：弯曲法的几种方法前面已经介绍，这里不再重复要说明的是，在多层介质情况下，每一层都要给出一组按变分原理导出的微分方程，在不同层的分界面上还要遵循由斯奈尔定律给出的反射，折射或转换条件；（）计算波沿射线的旅行时在两点射线追踪的同时，沿射线路径积分，可算出旅行时；（）计算射线振幅在多层介质情况下，考虑到界面的反射，透射和转换，可写出零阶振幅系数的表达式：式中某个常数，由震源处的初始条件确定； 反射或透射系数； 雅可比式，用前节所述的方法或者某种近似方法确定；（）形成地震记录每一接收点所

34、有到达的波按旅行时间先后构成振幅序列；震源子波与此振幅时间序列相褶积得出该接收点的一道地震记录；不同深度的地震记录道按深度顺序排列起来，就是所要制作的VSP合成地震记录第四部分(b fen)VSP资料之所以有可能(knng)用于研究井孔附近的地层构造细节，除VSP资料比地面地震资料可能有较高的信噪比外，主要是因为VSP资料比地面地震资料有更高的垂直和水平分辨率所谓地震勘探分辨率即地震勘探的极限分辨能力，包括垂直分辨率和水平分辨率两方面所谓垂直分辨率，即地震记录沿垂直方向可能分辨的两地层界面之间的最小厚度，或最薄地层的厚度所谓水平分辨率，即地震记录沿水平方向可能分辨的两地质地(zhd)之间的最小

35、宽度实际地震记录的分辨能力，因为多种因素的影响，通常小于此分辨率分辨率是地震记录可能达到的最大的分辨能力分辨率越高，对地层构造的勘探就可能越详细垂直地震剖面之所以能比地面地震观测更详细地研究井孔附近的构造细节，主要就是垂直地震剖面比地面地震观测有更高的分辨率垂直分辨率确定地震记录垂直分辨率的方法(1) 按地震波垂直通过地层的双层时间确定这是反射波法地面地震勘探中对地震记录垂直分辨率的时间确定准测设地震子波的延续时间为，地震波垂直通过水平层状地层的双层时间为，当时，来自该层顶，底两界面的反射可以完全分开我们可用: 表示垂向分辨率，式中为地层厚度，为该层层速度地震子波的延续时间与地震波的频率及地震

36、子波延续时间内应包含的相位数有关设地震子波的延续时间等于个视周期，即则地震记录的垂向分辨率可表示为：式中层厚，表示分辨率； 视波长按地层顶底界面两反射地震子波的叠合波形和相对振幅确定总起来说，地震记录的垂直分辨率取决于地震脉冲的延续时间地震波波长和地震波的波形其中最主要的是地震波波长要提高分辨率就必须减小地震波波长，但地震波长等于波速除以频率，因此提高地震波的频率和降低地震波的速度都可以减小波长其中，地震波的频率又与地震波的激发频谱，介质对高频能量的吸收，以及地震波在其中传播的岩性等有关地震波的速度又与地层岩性和波的类型有关VSP比地面地震剖面垂向分辨高的原因:疏松的表层对地震波的高频能量吸收

37、最快，地面地震剖面接受的地震波两次通过表层，而VSP接受的地震波典型地只有一次通过表层，因此VSP的地震波可以有较高的频率VSP接受的地震子波其波形通常比地面地震记录简单VSP有可能比地面(dmin)地震剖面更有效地利用反褶积方法压缩地震子波形2. 水平(shupng)分辨率地震(dzhn)记录水平分辨率也有不同的确定方法按一级菲涅尔带确定水平分辨率，这是最常用的确定水平分辨率的方法垂直地震剖面的之所以比地面地震观测有更高的水平分辨率，原因之一就是前者的菲涅尔带小于后者相应的菲涅尔带(1)按迭合波形确定水平分辨率公式和都基于一级菲涅尔带中心和边缘到观测点的传播路径之差等于，并依次规定地震记录的

38、水平分辨率但是根据两子波迭合波形的畸变和时间滞后往往也能规定更实际的水平分辨率地震记录的实际分辨能力还与信噪比，空间和时间的采样率，地震资料经过的处理等因素有关随着信噪比降低，实际分辨能力降低随着采样间隔增大，一方面勘探的精细程度降低，一方面还可能出现假频干扰反褶积处理可以改善垂直分辨力，偏移处理可以改善水平分辨力衰减岩层的衰减早就受到地球物理学家的重视，因为不同岩性的地层又不同的衰减特性，并且不同岩层之间衰减特性的差异比他们之间速度的差异更明显，通常达1-2个数量级但是直到现在，岩层的衰减特性仍未被广泛使用，因为衰减通常是一个难以测量的很小的量，同时，衰减测量还受到多种干扰因素的影响VSP因

39、为在井下不同深度直接观测震源子波的变化，因而被认为是能够提供唯一有价值的地震波衰减资料的来源根据实际地层中的衰减测量，有可能直接解释地层岩性特征，除此之外，还可利用测定结果对地震波振幅损失进行补偿，为地面地震资料的精细处理准备条件1)视衰减和衰减 影响地震波振幅的因素很多，包括几何扩散，透射损失，层间多次反射，散射效应，波型转换，震源和接收器的方向特性，检波器与井壁的耦合情况以及岩层的非弹性损耗等粗略地，人们把几何扩散以外的所有因素引起的地震波能量减小称为视衰减，而把仅由岩层非弹性损耗引起的能量减小称为衰减2)测量衰减的谱比值方法 用VSP资料测量衰减的方法很多，例如谱比值法，脉冲宽度法，脉冲

40、振幅法，脉冲功率法等，最常用的是谱比值法 kan等曾对这种谱比值法做过具体的描述假定地层横向均匀，且垂直地震剖面的偏移距可忽略不计，则直达波波至的频率响应可写为：式中频率(pnl)；检波器推靠深度(shnd)，表示(biosh)几何扩散；野外远震源的谱；描述层间多次反射，传输损失的因子； 衰减系数，描述岩层内部损耗在估算衰减之前，先要对VSP资料作球面扩散校正，消除因子的影响并用监控检波器监测的信号校正各个深度观测时震源信号的变化，使与无关，变为S(f)对式两边取常用对数并乘以化为分贝数，得： 是岩层的品质因数设在足够大的深度间隔上，随增加线性地减小，随的变化可忽略不计，再设两深度的值之差是频

41、率的线性函数，则由 对的线性回归直线的斜率可求出与频率无关的：4.层速度1) 层速度是研究地层岩性的一个重要参数 常规地震勘探中，层速度和反射系数一样，也是岩性勘探的一个重要参数反射系数包含有层速度信息，反射系数与岩性相联系间接地也反映两相邻岩层的层速度差与岩性的关系但是层速度本身也可单独地，直接地用于研究地层岩性 层速度除与地层岩性有关外，还与地层的空隙度有关，根据时间平均方程式：式中饱含流体的岩石速度； 孔隙(kngx)度，即空隙体积与岩石总体积的百分比；，和分别是空隙(kngx)中流体的速度和岩石基质的速度；在，已知的条件下，可以由层速度直接(zhji)计算孔隙度这是很有意义的，因为孔隙

42、度是评价储集层油气特征的重要参数VSP资料提取层速度的技术利用VSP资料提取层速度被认为是能精确可靠地提取层速度的有效途径当前有下面一些技术(1) 单一震源位于地表，检波器位于井内不同深度，观测震源到不同深度检波器的地震波旅行时之差，计算层速度(2) 地面布置不同偏移距的多个震源，检波器固定于井内某个深度，根据记录的多个震源的时差曲线，计算均方根速度和层速度(3) 单个震源置于井中，地面布置检波器排列，根据时差曲线计算层速度(4) 布置多个震源，利用类似层析成像的解析方法计算层速度利用旅行时反演的方法计算层速度由旅行时求层速度的公式(1)假设地层水平，并且从震源到检波器地震波传播的射线路径是垂直的，这时可直接由旅