[發明專利]垂直地震剖面光纜下井裝置、油氣勘探系統以及下井方法

有效

• 申請號: 202010658501.4
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111880270B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 冉曾令;肖彥波;王熙明;劉杜來;安樹杰;夏淑君;張仁志
• 申請（專利權）人: 中油奧博（成都）科技有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G02B6/50;E21B23/00;E21B49/00;G01V1/44
• 代理公司: 成都正德明志知識產權代理有限公司 51360
• 代理人: 張小娟

本發明公開了一種垂直地震剖面光纜下井裝置、油氣勘探系統以及下井方法，屬于油氣勘探技術領域。一種油氣勘探系統，包括：光纖地震檢波器、可控震源以及垂直地震剖面光纜下井裝置。垂直地震剖面光纜下井裝置，包括：灌滿水的井管、光纜、長條柔性牽引物以及氣管；光纜懸置于井管內；長條柔性牽引物的一端與光纜的底端連接，長條柔性牽引物的另一端與井管的底壁接觸；氣管沿光纜的延伸方向設置在光纜的外側壁，氣管的進氣端與氣泵連通；氣管的側壁間隔設有多個氣囊，氣囊與氣管連通。本發明可以避免光纜過度變形的問題，還能提高分布式光纖地震波傳感系統(DAS)探測到地震信號的質量。

技術領域

本發明涉及油氣勘探技術領域，具體涉及一種垂直地震剖面光纜下井裝置、油氣勘探系統以及下井方法。

背景技術

石油是重要的戰略物資，隨著中國經濟的快速發展，我國對石油的消耗越來越大。增加勘探開發力度，開辟新技術，降低傳統勘探成本，提高石油產量都是對未來能源勘探的重要針對方向。地震方法是地下探索的基石，是國內油氣勘探的主要方法，相比于地表的地震調查，井下VSP實驗可以幫助我們獲取更多巖石特性細節還有地熱儲層內的潛在流體路徑。即利用人工方法向地層發出強大的低頻地震波，地震波遇到不同的地層界面產生反射，通過布設在各個檢測點上的檢波器采集聲波信號，經過信號處理后形成地震資料，再同其他地質資料相結合，能夠對油藏進行詳細描述和監測。

但傳統技術獲取垂直地震剖面(VSP)數據需要將大陣列檢波器下放至井下，記錄由地表可控震源或通過引爆炸藥產生的地震信號。通常地震勘探會使用常規三分量模擬或數字地震檢波器，但常規檢波器級數有限，且間隔較大，通常為10m-20m，設備成本高，工程實施方案復雜，且受制于電子元器件的耐溫耐壓限制，在高溫高壓井中無法施工。此外由于下井過程中采用電纜軟連接，需逐級下放，因此既耗時又費力，工程成本巨大，嚴重限制了VSP勘探開發技術的進一步發展。隨著檢波器瓶頸愈發明顯，替代性高密度采樣設備，高空間采樣密度的光纖DAS采集方式就成為了更高效的方法。

光纖地震檢波器相比電子地震檢波器具有耐腐蝕，耐高溫，抗干擾能力強，可靠性好，工程應用成本低等優點?；诠饫w相位敏感型光時域反射計(Φ-OTDR)技術的分布式地震波傳感系統(DAS)，可以實現對整根光纖的聲波/振動傳感，工程部署快捷，整條光纖都可以監測到動態信號，并且空間采樣率極高。DAS系統作為近年出現的在石油地震勘探領域的重大技術突破，將DAS應用于油氣勘探領域，是實現VSP勘探開發技術升級換代，降低綜合成本的良好開端，對石油勘探和資源開發具有重大的現實意義。

基于DAS的VSP勘探開發技術，通常是利用重錘將通信光纜降到井筒底部，并向井內灌水以保證地震波的傳遞。但在光纜下井的過程中，重錘以及光纜本身的重力會對光纜產生很大的拉力，會導致光纜發生形變，嚴重的情況下會發生光纜斷裂。光纜發生形變會對地震波傳遞造成影響，光纜斷裂可能會造成重錘掉落井底從而帶來安全事故以及打撈重錘帶了的巨大成本損失。

并且光纖VSP勘探開發技術通常利用重錘將通信光纜降到注滿水的井底，井深往往大于1km，利用深井中水對光纜的壓力以保證光纜對地震波信號的傳遞，但地震波從巖層傳遞到水層會發生衰減，同時地震波對井筒的作用會使井筒中的水發生震蕩，因此這種方法不僅會導致探測到的地震波信號質量下降，還會給探測到的地震波信號帶來噪聲。

發明內容

本發明的目的在于提供一種垂直地震剖面光纜下井裝置、油氣勘探系統以及下井方法，以解決現有光纜在下放過程中，光纜會發生形變或斷裂的問題，以及通過光纜探測到的地震波信號質量較差的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種垂直地震剖面光纜下井裝置，包括：灌滿水的井管、光纜、長條柔性牽引物以及氣管；光纜懸置于井管內；長條柔性牽引物的一端與光纜的底端連接，長條柔性牽引物的另一端與井管的底壁接觸；氣管沿光纜的延伸方向設置在光纜的外側壁，氣管的進氣端與氣泵連通；氣管的側壁間隔設有多個氣囊，氣囊與氣管連通。