地球物理解释基础

地球物理解释基础第一页，共八十六页，2022年，8月28日第14章解释与盐构造有关的圈闭

许多重要油田和盐圈闭联系在一起——著名的墨西哥湾、美国几个洲、加拿大、北海、北非、德国、里海地区都存在盐圈闭。塔里木盆地的克拉2气田也和盐圈闭有关盐与众不同

——有较低的密度和较高的地震速度

“漂浮”状侵入到沉积物之下——侵入体产生各种盐体形状，盐体侧翼成倾斜状；盐侵入体之上形成断层圈闭；岩盖上呈垂直盐株状；古老的盐丘有厚层堆积物（石膏、碳酸盐岩）盐丘的地震勘探成像问题是关键——盐丘的3D形状，通常需要3D偏移。盐通常具有比围岩要高很多的P-波速度，围绕盐和周围沉积之间横向速度差大成为成像主要问题速度横向变化、三维形状的盐丘和陡倾角足以值得应用三维叠前深度偏移

第二页，共八十六页，2022年，8月28日

Subslatimagingviatarget-oriented3Dprestackdepthmigration

ByD.Ratcliff,C.A.Jacewitz,andS.H.Gray

通过针对目标的3D叠前深度偏移盐丘成像

(墨西哥湾Vermilion构造的盐丘)第三页，共八十六页，2022年，8月28日

(引自Ratcliff等人，1994)

盐丘数据的叠前深度偏移剖面,112次覆盖第四页，共八十六页，2022年，8月28日

3D叠前深度偏移的必要性

（a）2D叠后时间偏移反映出一个不完整和畸变的TOS成像（箭头）（b）3D叠后时间偏移，3D偏移消除了畸变,盐顶清晰的成像

(引自Ratcliff等人，1994)2D、3D叠后时间偏移的比较第五页，共八十六页，2022年，8月28日（a）2D叠前时间偏移显示了不正确的盐底(BOS)位置，并缺少盐的反射（b）2D叠前深度偏移剖面，盐的成像有相当改进

(引自Ratcliff等人，1994)

2D叠前时间偏移与2D叠前深度偏移的比较第六页，共八十六页，2022年，8月28日

用3D叠后偏移建立3D速度场

（a）3D沉积层速度场横剖面，横向速度变化很小（b）3D叠后深度偏移第一次迭代盐的成像（TOS以上正确像）（c）用TOS修正的3D速度场（d）3D叠后深度偏移第二次迭代（BOS以上正确成像）（e）用BOS修正的3D速度场（f）3D叠后深度偏移第三次迭代（盐下叠加后还保留的同相轴的正确成像）第七页，共八十六页，2022年，8月28日建立3D速度模型沉积岩速度场井的控制3DDMO速度场

3DMBS（叠前偏移）速度分析

3D叠后深度偏移3D盐和沉积层速度场3D叠后深度偏移GOCAD3D速度包应用井的信息、3DDMO（倾角动校正）速度信息、2D叠前偏移速度分析信息和3D叠后深度偏移，来建立3D沉积层速度场用3D叠后深度偏移，应用3D设计软件来建立盐和沉积层的3D速度场第八页，共八十六页，2022年，8月28日3D叠前深度偏移流程图

（在建立了3D速度场后应用）

野外数据↓重采样和编辑↓球面扩散校正↓切除↓反褶积↓滤波↓数据与导航数据合并↓

3D共炮检距选排↓

3D共炮检距偏移↓输出纵、横测线子集第九页，共八十六页，2022年，8月28日覆盖次数对比3D叠前深度偏移（a）单次覆盖（1325m）（b）9次覆盖（1275-1400m）（c）47次覆盖（900-2100m）（d）112次覆盖（引自Ratcliff

等人,1994)

第十页，共八十六页，2022年，8月28日炮检距对比

3D叠前偏移，用以下列炮检距:（a）炮检距值范围1300-2000m，（b）炮检距值范围375-2000m。包含了近炮检距，改进了TOS的成像（引自Ratcliff等人,1994)第十一页，共八十六页，2022年，8月28日TOS面AVO合成记录

TOS交界面上的AVO合成记录。TOS的响应是来自所有炮检距；向右随炮检距增加振幅减小（引自Ratcliff等人,1994)（盐顶的反射能量大部分来自近炮检距）第十二页，共八十六页，2022年，8月28日炮检距比较

3D叠前深度偏移,50次覆盖,,比较炮检距范围对盐成像的影响

炮检距：(a)375-1600m和(b)375-3000m(来自Ratcliff等人,1994)第十三页，共八十六页，2022年，8月28日2D、3D叠前深度偏移比较2D叠前深度偏移，显示了剖面平面外的TOS，BOS不好3D叠前深度偏移TOS和BOS都能正确成像钻井穿过清晰成像的盐背斜

第十四页，共八十六页，2022年，8月28日第15章地震模拟地震模型和地震模拟的概念（Seismic

Model

、Seismic

Modeling）SeismicModel是名词，SeismicModeling是动名词模拟——是去建立模型或模型响应的方式方法和过程模型—“：它可以推演出能与观测结果比较效果的一种概念，用于更好地理解观测结果。分为概念模型、物理模型或数学模型。”

(Sheriff,1991)

地震模型能以一维（1D）、二维（2D）或三维（3D）形式变化。这些模型与实际情形的精确度取决与地质环境的吻合程度地震模拟试图模拟地下的岩石性质和波在地下传播时地震波的传播响应地震-模拟方法除维数外还包括不同的方法地震模拟也可分为正演模拟和反演模拟模型的选择是在成本和模型的有效性之间取得平衡第十五页，共八十六页，2022年，8月28日

模拟方法模拟类型数学模型一般性费用法线入射反射系数1D反射系数值由下式给出

ρ2ν2—ρ1ν1R=———————ρ2ν2+ρ1ν1

对水平层和垂直旅行的波是有效的。保留了多次波对计算反射率很便宜，如果有多次波稍微贵一些振幅随炮检距（或入射角）变化

“1.5D”地下模型是1D加非零（2D），用Zoeppritz方程严格地讲，对水平层是有效的，一般不包括多次波AVO模型比法线入射反射率花费多的多，但比波动方程求解便宜射线追踪按照Snell定理2D、3D求解。包括通过渐近线射线追踪的振幅当非均质体的尺度与Fresnel带相比很大时，一般是可以应用的。通常忽略了绕射

多数情况下中等花费。通常计算射线路径很便宜，但计算振幅要增加费用波动方程有限差分（FD）或有限元（FE）求解1D、2D、3D数字表达为

12u▽2u=————ν2t2FD一般是矩形网格FE更是一般用的，用网格算法费用——一般性的价格物理模拟1D,2D,3D需要将物理模型材料校正为成比例的模型这种模型用物理材料提供建立模型本身是昂贵的，但模拟的运行通常比数值模拟要便宜第十六页，共八十六页，2022年，8月28日地震模拟的用途

设计激发-接收的观测系统偏离盐丘两种炮检距的VSP反射模型（引自Whitmore和Lines,1986)

第十七页，共八十六页，2022年，8月28日地震模拟的用途解释工作结果预测（用正演模拟和反演模拟）加强解释基础工作（合成记录）数据处理大量应用反演（反褶积、静校正和速度估算是1D

模型，层析成像速度分析方法，是通过2D或3D模型，地震偏移，可以认为它是一种构造反演）测试地震处理算法的正确性噪音影响测试第十八页，共八十六页，2022年，8月28日零偏移距波场映射（引自Whitmore和Lines,1986)

波动方程全解可以逼真地得到所有的波至，包括直达波、折射波、反射波和绕射波，所有的一次波和多次波第十九页，共八十六页，2022年，8月28日第16章地震反演

正演模拟和反演的关系

正演模拟——用一个数学关系式，对给出的一组模型参数合成地下响应。

反演或“反演模拟”

——与正演模拟“相反”的过程。对一个给出的数据集，寻求定义一个与观测数据相符的地质模型

从数学上讲，反问题由于比方程式更多未知数的存在，能够引起不确定性，产生多解，所以反演的多解性是固有的

第二十页，共八十六页，2022年，8月28日反演的多解性（非唯一性、不确定性）（a）褶积模型的基本的数学多解性道

（b）模型1：震源子波（左）和脉冲响应(右)（c）模型2：虚反射震源子波（左）和脉冲响应(右）噪音会引起大的变化或估算模型参数的不稳定，破坏解答的正确性第二十一页，共八十六页，2022年，8月28日1D模型的地震反演

地震数据处理大部分的是基于近似水平层状地层——1D模型的假设，包括动校正、水平叠加等

包括有密度、速度和厚度特征的一系列水平层的1D地质模型第二十二页，共八十六页，2022年，8月28日反演技术地震反演技主要分四类：(1)、基于地震数据的声波阻抗反演(2)、基于模型的测井属性反演(3)、基于地质统计的随机模拟与随机反演(4)、叠前地震反演

第二十三页，共八十六页，2022年，8月28日常用的反演——地震波阻抗估算算法：递归反演（早期的地震反演算法）可以从反射系数和上面层的阻抗推断下面地层的阻抗。这个反演常常叫作Seislog反演

也可用密度和速度之间的Gardner关系式

将密度替换为速度，反演结果就变成速度函数——合成声波测井曲线

声波测井曲线与合成声波测井曲线之间的主要差别，是地震数据中缺少低频带宽（典型的是0-5Hz）

另一个主要问题是缺少高频成分，这是因为地震数据也缺少高频（有代表性的是100Hz至Nyquist频率）

通常是用现有的声波测井信息或用估算的层速度来重新获得低频

第二十四页，共八十六页，2022年，8月28日声波测井曲线可表示成速度函数(0-5Hz)和精细的速度函数(6-250Hz)之和

(引自Lidseth,1979)第二十五页，共八十六页，2022年，8月28日从声波曲线上去除高频成分导致降低分辨率的例子

(引自Lidseth,1979)第二十六页，共八十六页，2022年，8月28日第17章地震旅行时层析成像层析成像(tomography)——“tomo”是希腊字，切片的意思，层析成像的意思是一个物体的切片图像医疗诊断的CT技术——原理是通过沿各个方向穿过人体的X射线，测量X射线的强度，确定人体不同部位的吸收性质地震旅行时层析成像——是一种利用大量炮点和检波点综合观测结果求取速度与反射系数分布的方法层析成像技术有两个假定前提条件

—假定物性是位置的连续函数

—假定介质可离散化成有限数量均匀的面元在地震旅行时层析成像中,地下介质被分解为面元层析的目标是求解每个面元的速度第二十七页，共八十六页，2022年，8月28日从炮点到接收点的射线路径是由位于不同面元中的射线段组成，根据各个面元射线段的长度和各个小面元的速度来计算旅行时由初始模型计算波至时间与观测值进行对比（正演），根据两者的时间差对模型进行修改，模型正演、测量时间差、修改模型这一迭代过程一直到时差小于给定值（最小平方差）第二十八页，共八十六页，2022年，8月28日层析成像技术层析的目标是求解每个面元的速度层析成像方法的第一步是从未叠加的地震资料上或直接从野外观测值拾取旅行时建立初始模型作射线追踪，由初始模型计算的波至时间与观测值进行比较根据模型值与观测值之差对模型进行修改拾取旅行时-建立模型-模型正演-测量时间差-修改模型——这一迭代过程一直进行到时差最小（最小平方差）此时的速度就是要求取的速度，这个过程也是一个反演过程层析成像技术中既有正演也有反演第二十九页，共八十六页，2022年，8月28日地震旅行时层析成像的应用

—利用直达波和折射波的信息确定近地表速度结构，深度建立速度模型

—叠前深度偏移建立速度场

—井间勘测，用地震旅行时井间层析成像估算井与井之间的地层的速度结构

—垂直地震剖面法（VSP），地面到井中的层析成像

—天然地震学中也用广泛的应用

第三十页，共八十六页，2022年，8月28日第18章

3D反射地震解释过程建立3D空间概念的重要性第三十一页，共八十六页，2022年，8月28日两个绕射点的绕射双曲线(引自Wu等人,1996)，(a)和(b)分别代表y=400m平面和y=800m平面第三十二页，共八十六页，2022年，8月28日对两个点绕射模型2D偏移（上面）和3D偏移（下面）的对比

(引自Wu等人，1996)第三十三页，共八十六页，2022年，8月28日未偏移、2D偏移、和3D偏移剖面的比较说明需要3D成像(引自Brown,1991)第三十四页，共八十六页，2022年，8月28日第19章介绍AVO方法什么是AVO?——研究CMP道集内相对振幅，称作振幅随炮检距变化的分析（AVO）。研究相对振幅随反射角的变化，这种方法称作振幅随入射角变化的分析（AVA）AVO分析能解决什么地质问题

—碎屑岩气藏直接烃类指示

—在碳酸盐油藏中可能识别孔隙发育带

随炮检距变化的反射系数

——AVO的计算第三十五页，共八十六页，2022年，8月28日AVO、岩石物性和孔隙流体弹性模量与岩石性质的相关性优于速度和岩石性质的相关性弹性模量与地震-波速度有关，由以下方程式表达式中的弹性模量：k是体积模量、λ是拉每常数（表示不可压缩性），μ是剪切模量（表示刚性），和ρ是密度泊松比是随P-波和S-波速度比函数变化而变化的一个重要的岩性参数

第三十六页，共八十六页，2022年，8月28日泊松比-σ第三十七页，共八十六页，2022年，8月28日碎屑岩的AVO原理

当P-波以非法线入射到达岩石界面时，入射P-波能量的一小部份转换为S-波的能量。P-波和S-波速度的差别将会因含气砂岩/页岩接触和含气砂岩/含水砂岩接触引起不同的反射响应泊松比是随P-波和S-波速度比函数变化而变化的一个重要的岩性参数AVO依赖于炮检距的作用，它是一个附加的岩石物性的函数

在碳酸盐油藏中，没有证实AVO本身可识别孔隙流体，但可能识别孔隙发育带。充满气的多孔石灰岩相与含水的石灰岩相相比可能具有较低的Vp/Vs值

对碳酸盐油藏AVO的应用不能凭直觉进行的，其准确性取决于优质的井控制和该地区计算的S-波速度。第三十八页，共八十六页，2022年，8月28日P-波和S-波对孔隙流体有不同的敏感度

少量的气体注入碎屑沉积岩孔隙空间中，岩石的P-波速度将剧烈减小S-波速度可以随气体进入孔隙空间而略有增加

(a)多孔固体注入少量气P-波速度迅速减小。S-波速度随含气饱和度增加呈线性增加关系。（b）泊松比随含气饱和度增加呈现减小的效应(Allen和Peddy,1993)第三十九页，共八十六页，2022年，8月28日

非法线入射时界面上波的分离P波倾斜入射交界面上波型转换——入射的P-波遇到两种介质的交界面时，分离成4个分量：反射P-波、反射S-波、透射P-波和透射S-波

分界面上入射角、反射角和透射角符合Snell定理的关系

反射和透射系数随入射角变化（随炮检距)是AVO分析的基础

第四十页，共八十六页，2022年，8月28日AVO和Zoeplpritz方程AVO分析一般考虑若干形式的Zoeppritz方程

对一个入射到交界面的平面波，

Zoeppritz方程描述反射和透射的P-波和S-波许多研究推导出一些近似的Zoeppritz方程

Aki

和Richard(1980)；Shuey(1985)；Hilterman(1990)；Smith和Gidlow(1987)；Fatti等人(1994)简化了反射系数和入射角之间的关系式Shuey(1985)近似关系式是常用的

式中R0是法线入射P-波反射系数，或“截距”，G是“梯度”项。梯度的定义是入射角的函数，CDP道集上在每个时间样点振幅的变化率。梯度包含了全部的AVO效应

第四十一页，共八十六页，2022年，8月28日部分其它Zoeplpritz方程Hilterman(1989)提出了Shuey(1985)关系式的近似方程式式中NI=法线入射反射系数，Δσ=上下介质间的泊松比之差，θ=入射角P-波和S-波的通用关系式用P-波和S-波反射系数表示的流体因子

第四十二页，共八十六页，2022年，8月28日AVO分析的陷阱产生的因素客观条件人为因素地质因素1、地表不一致性2、环境噪声3、震源噪声4、球面扩散5、非弹性衰减及子波弥散6、多次波7、各向异性1、增益控制2、检波器组合3、最大炮检距太小4、记录道的不一致性5、设备产生的高低频干扰6、处理程序或参数不当7、模型参数不准1、地层倾斜或弯曲2、浅层气3、火成岩屏蔽4、盐丘遮挡5、岩性组合尽管如此，AVO在检测气藏，碳酸盐岩勘探中还是值得应用的技术第四十三页，共八十六页，2022年，8月28日第20章油藏表征在21世纪，全世界多于95%的石油将来自现有的油田通过有效的油藏表征增加产量是可能的油藏表征描述油藏和含有烃类的岩石特性油藏表征是多学科领域的，油藏表征依赖于油藏工程、地质和地球物理技术。综合研究来自这些领域有关油藏的各个方面的信息油藏表征项目组的构成需要工程师、地质家和地球物理家的相互协作

油藏表征的基本目标

——烃类的存在

——储层的孔隙度

——储层的渗透率

第四十四页，共八十六页，2022年，8月28日岩石物理什么是岩石物理学——“用岩石、测井资料研究岩石物理性质它们的相互关系的科学”。(RobertE.Sherff,《应用地球物理百科辞典》孔隙度、渗透率、密度、地层的有效压力及地震波速度等岩石特性和它们之间的关系——是我们在储层地球物理领域关注的孔隙度是一个关键因素——它将决定油藏在岩石中的补给。地震速度和孔隙度有关。通过应用穿过岩石骨架和充满流体孔隙的地震旅行时间平均值，Wyllie时间-平均方程使速度与孔隙度联系起来。Wyllie方程式对砂岩相当有效最重要的物性参数渗透率，它与孔隙的连通性有关，渗透率与孔隙度通常有粗略的比例关系，有时可根据地震振幅和速度推断另外，裂缝和裂缝的方向性影响渗透率。第四十五页，共八十六页，2022年，8月28日Wyllie时间-平均方程(《地震振幅解释》）——速度-孔隙度转换方程V=整个岩石的速度，Vma=基质的速度，Vfl=孔隙流体的速度φ=孔隙度

Δt

表示相应的旅行时间全部传播时间是分别通过多孔隙物质和基质时间之和第四十六页，共八十六页，2022年，8月28日综合的油藏表征——刻度问题油藏采样数据类型的比较地面观测的波长是很粗的、井间数据的分辨率按数量级远超过地面地震数据、测井曲线和岩芯是高-频的采样，但井与井之间的采样是低频的

所有的油藏信息都是有用的。我们需要综合所有的资料来描述油藏数据类型油藏体调查的波长

地面3D地震数据整个油藏数据体

10-100m(

取决于速度和频率)井中地震数据井和震源之间的范围（体积）VSP5-50m

井间地震1-10m井的数据井筒附近的岩体10cm—1m第四十七页，共八十六页，2022年，8月28日地面地震数据和井间成像（速度和反射系数）、井间速度、声波测井、测井和岩芯的波长刻度比较(引自Harris等人,1995)

第四十八页，共八十六页，2022年，8月28日井间反射与地面地震成像的比较

(a)与地面地震反射测线对应的井间反射成像

b）西德克萨斯北Cowden油田的地面地震剖面，阴影区标出对应的井间勘测范围(引自Lines等人,1995)

第四十九页，共八十六页，2022年，8月28日第21章时间-推移地震时间-推移地震（有时称作4D地震）最主要最普遍的应用就是向重-油油藏注蒸气的监测

当含油砂岩受热，温度从250C

上升至1400C时，P-波速度明显降低（大约30%）。地震响应发生引人注目的变化

地震速度图。通过画白圆圈的几口井注入蒸汽导致地震速度减小(引自Lines等人,1990)。速度单位是km/s，注蒸汽前速度为2.40km/s第五十页，共八十六页，2022年，8月28日蒸汽带的地震监测——一个实例加拿大Saskatchewan省的PikesPeak重-油油田。用蒸汽-驱提高采收率生产了4200万桶原油。由于油藏内注入高温高压蒸汽，油的黏度降低，流（动）度增加。即可从临近的井筒也可以在用于循环注汽的同一口井中生产原油早白垩世Waseca组是产油层，产油深度约450m。是一个填满河口底部切割河谷的均匀砂岩组、砂泥岩组互层和一个页岩组盖层1991年勘测使用可控震源14-110Hz扫描，2000年勘测使用14-150Hz带宽扫描（三分量、四分量）。要求第二次勘测处理用14-110Hz的高截频滤波针对地震探测蒸汽前缘试验了5种技术：

——监测勘测与基础勘测反射系数的差异

——监测勘测与基础勘测声阻抗估算的差异

——监测勘测与基础勘测P-波旅行时时间间隔的比较

——从多分量数据中估算Vp/Vs的变化

——Q值（衰减系数的倒数）随温度的变化

第五十一页，共八十六页，2022年，8月28日P-波反射系数剖面对比

1991测线

H2000测线

第五十二页，共八十六页，2022年，8月28日地震反射系数-差异剖面在圆圈内见到一个大的差异。这个范围处在注汽/生产井位置，我们感兴趣的地段。差异是与注蒸汽有关联时间下凹的结果

(引自Watson等人,2002)

反射系数差异是子波处理后获得的。对2000测线应用子波整形让它与1991测线匹配第五十三页，共八十六页，2022年，8月28日声阻抗差异剖面圆形标出了阻抗减小最明显的范围。在Waseca-Sparky层之间差异最大。在注汽井/生产井区域没有出现较低的阻抗

(引自Watson等人,2002)第五十四页，共八十六页，2022年，8月28日P-波旅行时比

Waseca层H2000/H1991线P-波旅行时比(引自Watson等人,2002)

第五十五页，共八十六页，2022年，8月28日岩芯样品，温度对纵波和横波速度的影响（来源：岩芯实验室）注气后纵波比横波速度下降更快，所以Vp/Vs比下降更快Mannville-LowerMannville层的Vp/Vs比绘图(引自Watson等人,2002)

第五十六页，共八十六页，2022年，8月28日结论时移地震是油藏表征的主要工具之一时移地震主要的目标是显示由于油藏物理变化引起的地震响应差异通过这些地震响应差异圈定油藏的动态范围主要用于是蒸汽带的绘图也许在CO2

和注水监测中还可应用

第五十七页，共八十六页，2022年，8月28日第22章多分量地震弹性波理论对地下特性更完全的描述需要考虑P-波和S-波

P-波是纵向可压缩波，质点位移与波的传播是同一方向

S-波是横波，因为质点的位移是垂直波的运动方向多分量地震采用垂直的、径向的和横向的三分量接收装置

为什么应用S-波？

——碎屑岩中要有效地区分砂岩和页岩，需要Vp/Vs比

——可以用S-波调查裂缝的方位和方向描述横波在遇到垂直裂缝时分裂成快、慢波方式(引自Sheriff,1991)

快横波具有与裂缝平行的位移，慢波具有与裂缝垂直的位移。裂缝的密度和方向将决定S-波的方位以及快慢波之间的旅行时差。所以，这个方法能帮助刻画储层中的裂缝和描述裂缝的渗透性。第五十八页，共八十六页，2022年，8月28日转换-波勘探

横波方式的主要障碍是使用横-波震源的价格和对地面的破坏。因此，大部分的应用是使用转换波震源多分量记录

P-S转换波的描述（引自Stewart等人，2002）

第五十九页，共八十六页，2022年，8月28日转换-波

的用途：用于岩性识别或流体检测；消除气-云的勘探

Tommeliten油田海-底记录P-波叠加（上）和P-S波叠加（下）的比较(引自Granli等人,1999)

第六十页，共八十六页，2022年，8月28日第23章垂直地震剖面法什么是垂直地震剖面法(VSP)?——垂直地震剖面法(VSP)是在地面激发，测量不同深度推靠在钻井井壁的检波器记录的地震信号”

VSP的用途——提供地震与井中之间的连接；形成详细的速度剖面；预测钻头下面地层深度；精确地估算各向异性参数VSP的类型：常规VSP放炮分成两类：

——零井源距VSP：包括：零井源距VSP--相距很近的接收点并记录全部波场

激发点位于井口的校验炮--接受点稀梳地布置在井中并且仅使用初至

——非零井源距VSP：激发点距离井在有效间隔内，包括：多井源距的

VSP。多方位VSP。3DVSP既是多井源距的也是多方位的非常规的逆VSP是通过地面接收井中激发获得的

第六十一页，共八十六页，2022年，8月28日VSP示意图（a）零井源距、近井源距或校验炮，（b）非零井源距

第六十二页，共八十六页，2022年，8月28日逆VSP采样射线路径示意图（a）2D勘测，（b）3D勘测

第六十三页，共八十六页，2022年，8月28日井间勘测使用两口井，在一口井中接收，而在另一口井中激发。能量直接通过地下传播，用获得的地下速度剖面转换为初至波旅行时井间勘测示意图

第六十四页，共八十六页，2022年，8月28日VSP

采集和处理三分量检波器

。许多检波器放置在一个单独的“用具”内（例如有5个检波器的5-级用具）。在用具内检波器间距可以变化检波器间距和级数将根据勘测如何实施决定。已开发了80级，长度3048m和400级，长度7630m

的用具

当VSP勘测要求VSP用具内检波器间距相等时，在井中VSP用具每次上提一个用具长度。(a)和(b)图解说明了连续的两炮，每炮用具提升一个用具长度。当VSP用具内检波器间距大于VSP勘测要求，用具在井中交叉接收点位置提升，(c)和(d)图解说明了对需要的连续两炮用具在井中交叉提升

第六十五页，共八十六页，2022年，8月28日VSP

采集和处理VSP震源：VSP地面震源和地面地震勘测震源是一样的——重垂、重垂震源、弹性-波发生器（EWG）、炸药和可控震源。震源的类型由勘测施工决定；井下震源包括压电震源、可控震源和气枪，要没有破坏性。压电震源和气枪震源都有套管波噪音问题VSP处理：了解给出的显示很重要

原始VSP炮记录，标出了上行波和下行波能量

VSP资料沿x-轴代表检波点深度，沿z-轴代表旅行时第六十六页，共八十六页，2022年，8月28日

零-井源距处理的第一步是将波场分离成上行波和下行波（a）全波场记录，分成（b）下行波能量和(c)上行波能量。(c)上面的箭头指出了某些主要的阻抗界面(引自Hinds和Kuzmiski,2000)

初至曲线（或一次下行波能量）给出了井中详细的垂直-速度剖面

上行一次波能量给出了主要阻抗界面的深度。位于阻抗边界的检波点同时记录了下行波能量的初至和上行波能量

波场分离后很容易从一次波能量中识别多次波。初至能量仅仅是下行波一次波能量。所有的其它下行波场是多次波第六十七页，共八十六页，2022年，8月28日整个记录减去直达波时间会把下行波拉直，可用于估算反褶积算子来提高VSP成像质量下行波场(b)

–TT显示——下行波拉直

(引自Hinds

和Kuzmiki,2000)

第六十八页，共八十六页，2022年，8月28日

整个记录加直达波时间会把上行波拉直，突出上行波上行波场(b)

+TT显示——校直上行波。箭头指出转换前、后的两个层(引自Hinds和Kuzmiki,2000)。多次波不与初至能量交叉，很容易将多次波与一次波区分

第六十九页，共八十六页，2022年，8月28日走廊切除、走廊叠加

(a)应用反褶积的+TT显示(b)走廊切除(c)内部走廊叠加(d)外部走廊叠加

(引自Hinds和

Kuzmiki,2000)

第七十页，共八十六页，2022年，8月28日第24章地球物理数据的综合反演

综合反演——两种或更多类型独立观测值的同时反演单一类型数据的反演往往是不确定性(多解),通过综合（联合）反演不同类型地球物理观测资料，可以减少不确定性

“综合反演”的目的是要获得与所有可利用的地面和井中地球物理数据一致的模型综合反演包括联合反演和连续反演联合反演——两个独立的反演过程，仅限于两种类型独立观测值的同时反演连续反演——联合反演和连续反演步骤的差别在于它们对观测资料处置不同。联合反演加权观测的数据集，并把它们放置到一个数据矢量中，然而连续反演单独对待观测的数据集第七十一页，共八十六页，2022年，8月28日地震和重力数据联合反演

联合反演流程图用地震和重力数据迭代模拟联合反演的一般方法S=地震数据，MS=地震模型数据，G=

重力数据，MG=

重力模型数据，ρi=

地层i的密度，Vi=

地层i的速度，di(x)=地层i的厚度(引自Lines等人.,1988)

第七十二页，共八十六页，2022年，8月28日顺序反演的实际数据

用实际数据的例子来说明连续反演，包括以下数据集：地震CDP叠加剖面井中声波测井数据垂直地震剖面(VSPs)井中重力仪(BHGM)数据地面布伽重力图所有的数据反演之中，通常连续反演是首选

第七十三页，共八十六页，2022年，8月28日地震数据集应用连续-反演

使用可获得的地震和声波数据估算的速度-深度模型连续-反演问题步骤1——地震旅行时数据的反演第七十四页，共八十六页，2022年，8月28日地震旅行时反演流程图(引自Lines等人,1988)

第七十五页，共八十六页，2022年，8月28日用地震旅行时反演获得的初始地震模型。速度单位是m/s。井的位置在2700-m处(引自Lines等人,1988)

第七十六页，共八十六页，2022年，8月28日连续反演类的重力反演流程图(引自Lines等人,1988)

第七十七页，共八十六页，2022年，8月28日结论完全自动的综合反演将是很困难，在所有的数据反演之中，通常连续反演是首选

反演过程中数据集之间的联结是由层的几何形态产生的重力数据能够使我们估算那些层的边界，它不如地震数据确定的好。然而，地震数据确定模型的层速度，地面和井中重力数据集确定层的密度重力数据模型拟合中，约束的