垂直地震剖面VSP2010-10-12 11:26
VSP(V erticalSeismicProfiling)即垂直地震剖面,是一种地震观测方法。

它与通常地面观测的地震剖面相对应。

垂直地震剖面方法是在地表附近的一些点上激发地震波，在沿井孔不同深度布置的一些多级多分量的检波点上进行观测。

在垂直地震剖面中，因为检波器通过井置于地层内部，所以不仅能接收到自下而上传播的上行纵波和上行转换波，也能接收到自上而下传播的下行纵波及下行转换波，甚至能接收到横波。

这是垂直地震剖面与地面地震剖面相比最重要的一个特点。

这样特殊的观测方式，较地面地震而言，VSP具有以下优势：
1）地震波单程衰减,地震信号频率较高；
2）检波器深度定位,提高了速度分析精度；
3）检波器离目的层更近,保证了振幅信息畸变小；
4）三分量检波器采集，能得到PP、PSV波成像数据体；
5）可以估算各向异性参数。

VSP的观测方式目前主要有零井源距(零偏)、非零井源距(非零偏)、W ALKAW AY、3D-VSP等,呈现点——线——体的发展趋势。

零井源距VSP的主要作用有：求取精确的地层平均速度、层速度等速度资料；以VSP 资料为标尺,综合测井、钻井、录井和地面地震资料，在过本井地震剖面上,准确标定各地震反射层的地质层位；钻井地层预测；识别多次波。

非零井源距VSP及3D-VSP的主要作用有:落实井旁构造细节；利用纵波、转换波VSP-CDP成像剖面对储层进行综合研究；分析研究井旁裂缝发育情况及地震属性分析；通过分析研究VSP资料，对大炮资料的处理、解释起到辅助作用。

再者开发地震可以辅助作小层对比，尤其是油水界面出现矛盾、歼灭等地质现象出现时。

其三、开发地震可以辅助开发井位置的论证，主要结合构造，储层因素。

避免油藏专业依赖地质模型，规则化定井的问题。

3C-VSP 即三分量垂直地震剖面
VSP技术因为其观测方式的不同又分为零偏(zero-VSP)、非零偏(offset-VSP)、多方位(multi-azimuthalVSP)、多偏移距(multi-offsetVSP)、walkaroundVSP、3DVSP等[1]。

而WalkawayVSP技术是VSP技术中观测系统较为先进的一种井中地震测量方式。

WalkawayVSP技术的观测方法是，井下仪器(最好是6级以上)固定于观测井段某一深度，震源以一定的间距向远离井口的方向移动，震源既可以向一边移动，也可以向两边移动[2]。

这种观测系统的优点是：便于利用透射波进行勘探，有可能更好地实现共深度点迭加，可以用较高的精度和分辨率研究复杂构造。

历史回顾
随着最近几年有关垂直地震剖面法文献的增多，地震剖面这一名词已不再使人们感到陌生。

垂直地震剖面实质上是一种井中地震观测法。

这种在井中不同深度记录地震波场的基本思想并不是新的，其历史可以一直追朔到上世纪二十年代。

Fessenden；Mocollum和LaRue(1931)曾介绍用深井检波器探测盐丘的办法。

Slotnick(1936a,b)和Dig(1939)介绍过用井
中检波器测量时一
深曲线和时间一速度关系。

lolly(1953), L evin和Lynn(1958)，以及Lynn (1963)讨论过利
用这种方法观察传入地下的地震脉冲的演化和衰减0 1}Ius grave等(1960)讨论过利用井下观测对盐丘作图。

还有其他一些文章。

但是所有这些井下观测都只限于观测波的初至，它们只是垂直地震剖面发展的初始阶段。

垂直地震剖面(简称V SP)的完整概念和系统的试验研究起源于苏联。

从六十年代到七十年代，苏联在加尔彼林院士的领导和组织下，研制了垂直地震剖面观测的专门的仪器系统，试验了成套的野外工作方法，并发展了解释的理论基础，从而才使垂直地震剖面发展成为一套完整的独立的新的观测方法。

1973年，加尔彼林的专著《垂直地震剖面》就是对这十年试验研究的总结〔5]。

它给垂直地震剖面的发展奠定了基础。

此后，加尔彼林和他的同事们继续这方面的研究，不过其影响不如先前那样重大。

他们的研究集中在垂直地震剖面的三分量观测和波的极化(1978)以及垂直地震剖面的广泛应用方面(1980)。

垂直地震剖面与地表观测剖面相比在基本前提方面有着许多优点。

第一，地表剖面是通过观测波场在地表的分布来研究地质剖面的垂向变化，而垂直地震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。

第二，地表剖面上的观测点离开我们要探测的介质内部有意义的界面往往较远，而垂直剖面的观测点就在界面上或界面邻近。

因而可直接记录与界面有关的单纯波型。

第三，地表剖面的地震记录上主要的干扰波大都来自剖面上部，也很难避开剖面上部的干扰，而}f 直剖面在“安静的”地球内部观测。

因而可避开和减弱剖面上部的干扰，易于识别波的性质。

第四，地表剖面上能观测到的有意义的波其传播方向都是从介质内部指向地表，即都是上行波，垂直地震剖面观测点在介质内部，它既可以观测到自下而上的上行波，也可以观测到自上而下的下行波。

因而可以更有效地利用波的到达方向的特点。

当然还有一些其他特点，例如，便于观测波的质点运动轨迹等。

由于垂直地震剖面法有着这样的许多先天性的优点，加之能源勘探越来越进入复杂领域，因此，这一技术逐渐引起了西方的注意。

从1973年到现在将近十年时间，西方首先组织专人将加尔彼林有关垂直地震剖面的专著及其它文献译为英语，从苏联介绍和引进这一技术。

接着开展试验研究，根据西方的工业基础、科技水平和它们自己的特点，他们不是简单的抄袭，而是在今f,进的演阳寸加以发展和创新。

在资料采集方面，他们暂时避开井下多道仪器的研制，先只采用单道(三分量)的仪器。

为了保证多次激发不同深度记录的地震道保持震源波形一致，便于对比，采用空气枪和可控震源代替炸药震源，单次激发能量太弱则用垂直迭加和多震源组合来补足。

在资料处理方面，他们利用电子计算机，将地面地震资料处理中许多行之有效的处理方法作一些必要的修改和变化后，用于垂直地震剖面。

例如苏联原来采用电子管制作的加权相加器来分离上行波和下行波，现在西方则直接采用方便有效得多的数字速度滤波器来分离上行波和下行波。

如在地面地震资料处理中引入计算机带来的变革一样，计算机数据处理也使垂直地震剖面法面目为之一新。

可以说，垂直地震剖面资料的数字处理是西方比较苏联的一个最主要的发展。

在解释和应用方面，由于资料数字处理能明显提高资料质量和提取更多有用信息，因而垂直地震剖面应用的领域也越来震源越广泛。