[科普中国]-垂直地震剖面测井

地震震源在地面，在井中不同深度处接收地震波的声波测井方法，简称VSP。

测井简介测井概述根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法，可以详细研究钻孔地质剖面、探测有用矿产、详细提供计算储量所必需的数据，如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率等，以及研究钻孔技术情况等任务。此外，井中磁测、井中激发激化、井中无线电波透视和重力测井等方法还可以发现和研究钻孔附近的盲矿体。测井方法在石油、煤、金属与非金属矿产及水文地质、工程地质的钻孔中，都得到广泛的应用。特别在油气田、煤田及水文地质勘探工作中，已成为不可缺少的勘探方法之一。

应用测井方法可以减少钻井取心工作量，提高勘探速度，降低勘探成本。在油田有时把测井称为矿场地球物理勘探、油矿地球物理或地球物理测井。

测井作为勘探与开发油气田的重要方法技术，至今已近80年的历史。随着科技进步和测井技术本身的发展，它在油气勘探、开发和生产的全过程中发挥着更大的作用，为油气工业带来更高的经济效益。近十几年来的测井技术，特别是20世纪90年代后，取得了重大进展。按照传统的观点，测井技术在油气勘探与开发中，仅仅对油气层做些储层储集性能和含油气性能(孔隙度、渗透率、含油气饱和度和油水的可动性)定量或半定量的评价工作，这已远远跟不上油气工业迅猛发展的需要。而当今测井工作中评价油气藏的理论、方法技术有了长足的发展，解决地质问题的领域也在逐步扩大。

测井方法的分类测井方法众多，电、声、放射性是三种基本方法，特殊方法有电缆地层测试、地层倾角测井、成像测井、核磁共振测井等，其他测井方式还有随钻测井。各种测井方法基本上是间接地、有条件地反映岩层地质特性的某一侧面。要全面认识地下地质面貌，发现和评价油气层，需要综合使用多种测井方法，并重视钻井、录井第一性资料。

1. 地球物理测井

通常指地球物理测井。把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数。通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。

2. 勘探测井

对石油工业来说，在勘探期间寻找新油田的测井称勘探测井，内容有：①地层倾角测井（了解地下构造及沉积构造）；②饱和度测井（识别岩性、油、气、水储集层）；③电缆式地层测试（对油、气、水储集层进行测试）。

3. 开发测井

在开采过程中的测井称开发测井。主要测定井下油、气、水层的岩石物理性质，监测各油层的工作情况，检查开发井的技术状况等，是开发井采取作业措施和进行油田开发调整的重要依据。内容有饱和度测井、生产测井、工程测井。

4. 声波测井

声波在不同介质中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性也不相同。声波测井就是利用岩石的这些声学性质来研究钻井的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法。

测井技术的运用主要运用总结

1)利用地球物理测井信息进行地层层序划分和标定。

2)利用测井资料进行油气藏精细地质构造以及断层研究。

3)以构造地质学基本理论为指导，通过构造应力分析，充分利用测井信息进行裂缝型储集带定量研究，认识裂缝发育分布规律。

4)地球物理测井沉积学的研究，综合其他地质资料，进行沉积微相的分析，确立沉积环境和古水流方向。1

释义地震震源在地面，在井中不同深度处接收地震波的声波测井方法，简称VSP。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。

主要波形从波的类型来分

1、直达初至波

2、一次反射波：反射纵波和转换波（非零偏移距）

3、多次反射波

从波传播到接收点的方向来分

1、下行波：来自接收点上方的下行波（直达波和下行多次波）

2、上行波：来自接收点下方的上行波（一次反射波和上行多次波）2

原理在观测井A中放置接收地震波的检波器（相当于声波接收探头）G，G在井内不同深度处接收到从地面震源S处发出的地震波，S与A井口的距离L及检波器G的深度D已知，测量地震波初至波的走时t，即可计算出从震源S处到井内深度为D处的地层地震波速度ν；ν就是从地表到深度为D处的上覆地层的地震波的平均速度；测量的是从震源S处向井下深度为D处传播的“下行波”。在检波器处还测量到从震源S发出的、经地下反射界面R反射而折回井内的“上行波”，根据上行波的走时和上覆地层的平均速度即可计算出反射界面R的深度。

在测量上行波时，从界面R处反射的地震波直接进入井下的检波器，与检波器在地面设置的反射波地震勘探相比，上行波可以少进入一次表层，因而提高了测量的信噪比。3

特点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。

测量方式观测方式主要有零井源距(零偏)、非零井源距(非零偏)、WALKAWAY、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。

应用垂直地震剖面测井则直接测量在地面激发的频率为100～1000Hz的地震波，其径向探测深度远大于声波测井的径向探测深度；纵向采样间隔（检波器间的距离）为5～50m，其纵向分辨率不如声波测井的高，但划分的地层剖面更接近于地震测量的结果。

垂直地震剖面测井资料可以用于计算上覆地层的地震波平均速度，反射层深度；研究井附近地层岩性和构造的变化。垂直地震剖面测井方法能把声波测井与地面地震资料综合起来进行地质解释。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学