[發明專利]一種突出轉換波的VSP觀測系統設計方法

有效

• 申請號: 201310476092.6
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN104570050A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王龍泉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/20
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于石油工業中的地震勘探領域，具體涉及一種突出轉換波的VSP觀測系統設計方法。

背景技術

三維三分量地震勘探，由于它提供了比常規P波勘探更加豐富的信息，近年來一直備受關注。由于P波和PSV波具有不同的傳播規律，怎樣設計出一個兼顧P波和PSV波的觀測系統一直是個不易解決的難題。在三維VSP勘探中，施工量和成本控制是設計觀測系統必須要考慮的因素，通常要求一次性施工完成P波和PSV波(所述轉換波就是指PSV波)的接收采集。常規的VSP觀測系統設計是先按照P波勘探的需求來設計，然后采用補炮的方式對PSV波的能量給予一定補償；或者雖然考慮了PSV波的有效入射角度，但是計算是基于平均速度模型或水平層狀介質模型，對于共轉換點(CCP)而言，其面元屬性(疊加次數)仍然是不均勻的。

圖1為相同接收點和激發點的P波和PSV波射線路徑示意圖，S為炮點，R為接收點，CRP為共反射點，CCP為共轉換點，射線經過CCP點后以橫波速度傳播。S-CRP-R為P波射線路徑，S-CCP-R為PSV波射線路徑。

在遇到復雜介質的情況下，根據波動理論和射線傳播規律，在VSP井中固定接收位置的情況下，要同時達到P波和PSV波的(目的層)面元屬性均勻一致幾乎是不可能的(圖1說明采用相同的觀測系統(P波和PSV波采用相同激發點和接收點)時，P波和PSV波的射線路勁大相徑庭，CRP和CCP完全不在一起)，同一個接收點和CRP(CCP)點所對應的P波激發點和PSV激發點是分散和無序的。所以實際接收到的PSV波往往能量較弱，無法完成轉化波勘探的任務，最后影響PS轉換波的應用效果。

圖2為相同接收點和CRP(CCP)(圖2中把CRP和CCP放在一起，可以直觀的看出：希望PSV波的共轉換點CCP和P波的CRP落在一起的話，各自要求的激發點相去甚遠。要用同一個觀測系統來采集到合格的P波和PSV波是很困難的。)的P波和PSV波射線路徑示意圖，S1、S2為炮點，R1為地面接收點，R2為井中VSP接收點，CRP為共反射點，CCP為共轉換點，S2-CRP-R1和S2-CRP-R2為P波射線路徑，S1-CCP-R1和S1-CCP-R2為PSV波射線路徑。圖1和圖2說明了由于不同的傳播規律，用同一個觀測系統，要同時獲得質量良好的P波和PSV波具有很大困難。

三維三分量地震勘探中使用單一觀測系統帶來的問題：

根據波動理論，P波和PSV轉換波具有不同的傳播特性。由Zoeppritz方程可知：P波和PSV波的反射系數都隨入射角的不同而變化，一般而言，P波的反射系數隨入射角的增大而減小；PSV波的反射系數則在入射角處于某個范圍內時相對較大。在入射角很小時，P波的反射系數很大，而PSV波的反射系數卻接近為零。所以在實際的三維三分量VSP數據采集時，要用同一套觀測系統方案，經過一次放炮來同時完成P波和PSV波的野外數據采集是極其困難的。實際的結果，往往是PSV波的能量比較弱，無法完成勘探任務。在PSV波能量不足的情況下，PSV波勘探可以用來判別巖性變化、油氣運移等優點都無從談起。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種突出轉換波的VSP觀測系統設計方法，是一種三維VSP觀測系統設計方法，使用一次施工完成P波和PSV波的數據采集，并兼顧了P波和PSV轉換波的傳播規律，增強了PSV轉換波的能量，它解決了三維三分量勘探中普遍存在的PSV波能量偏弱、信息不足的問題，為更好的利用PSV波進行流體識別、裂縫判斷等深度資料解釋打下了基礎。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種突出轉換波的VSP觀測系統設計方法，包括：

(1)根據勘探目的層的物性參數，求解Zoeppritz方程，獲得目的層的P波反射系數和PSV波反射系數與入射角的關系；按反射系數的變化規律確定出目的層的P波的有效入射角度θ_P1-θ_P2和PSV波的有效入射角度θ_S1-θ_S2；

(2)按勘探任務和VSP采集設備的情況，確定井中檢波器的擺放深度和間距；

(3)針對每個CCP面元，按任務要求的疊加次數，進行PSV波的接收點-CCP-炮點方向的射線追蹤計算，并統計入射角在PSV波有效入射角度θ_S1-θ_S2內的炮點位置，生成PSV波炮點位置密度圖；