床內(nèi)源垂直地震剖面獲取的制作方法
【專利說明】床內(nèi)源垂直地震剖面獲取
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2012年9月17日提交的美國申請N0.13/621623的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此引入作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及地球物理勘探，特別是涉及井中地震勘探法。
【背景技術(shù)】
[0004]在礦物和石油勘探領(lǐng)域，幾十年來，地球物理方法對于測繪地下、提高尋找碳?xì)浠衔锏哪芰?、以及減少勘探、鉆井和生產(chǎn)活動中的成本是十分必要的。在這個意義上，反射震測法是在石油勘探中用于測繪盆地結(jié)構(gòu)和潛在油氣藏而使用最廣泛的地球物理方法，因為該方法具有記錄來自地下的不同地層的信息的能力。由于與不同地層相關(guān)的聲信號在不同時間到達(dá)，反射地震技術(shù)能夠產(chǎn)生帶有大量細(xì)節(jié)的巨大沉積包(sedimentarypackage)的分層測繪圖(一維、二維和三維)。除了結(jié)構(gòu)測繪之外，對地震屬性(振幅、反射系數(shù)、頻率、阻抗、速度等)的研宄對于更好地理解物理性質(zhì)和表征中大規(guī)模油氣藏是有用的。
[0005]應(yīng)用于石油工業(yè)的主要反射地震法為地面地震技術(shù)和井中地震技術(shù)(垂直地震剖面獲取，Vertical Seismic Profiling)。在地面地震技術(shù)中，信號在地表或近地表產(chǎn)生，并由也放置在地表或靠近海平面的接收器記錄。反過來，在垂直地震剖面獲取(VSP)中，震源通常位于地表或近地表，接收器被耦合在鉆井壁上。
[0006]反射地震法基于地下地震波或振動的傳播和當(dāng)該波到達(dá)隔開不同物理性質(zhì)的地層的界面之后反射的信號記錄。當(dāng)該波穿過地球內(nèi)部傳播時，部分能量在該波到達(dá)隔開不同密度和彈性系數(shù)的地層的界面時被反射，其余部分繼續(xù)傳播，到達(dá)新的界面并產(chǎn)生新的反射，直到所有能量被消散為止。地震信號通常在地表或近地表產(chǎn)生，并由也放置在地表或海平面(地表地震)附近的接收器或放置在井(VSP技術(shù))中的接收器記錄。
[0007]當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诘叵聜鞑r，地震波經(jīng)受幾種類型的信號衰減。這些信號衰減包括:(I)由于隨著行進距離增加時的球狀發(fā)散的衰減；(2)由于能量反射和折射的衰減；(3)由于皺褶或不規(guī)則界面的衍射的衰減；以及(4)以地球作為低通濾波器的高頻衰減。在這個意義上，基于在源和井內(nèi)接收器之間的波行進距離縮短的事實(而不需要到地表的往返)，和常規(guī)地表地震法相比，VSP允許記錄較高頻具有更少衰減的更強信號。VSP中記錄的更好質(zhì)量數(shù)據(jù)通常展現(xiàn)出更高的分辨率，并允許產(chǎn)生更精確的地震屬性數(shù)據(jù)。此外，由于接收器被放置于震源下方的地下，該方法有助于記錄下行和上行事件(然而，地表地震法只能記錄上行事件)，也有助于精確估計短間隔中的床內(nèi)速度以及信號到達(dá)時間與位于地下的事件(這里接收器在深度上的位置已知)之間的直接關(guān)聯(lián)。然而，當(dāng)關(guān)注的目標(biāo)區(qū)位于很深的由其界面聲阻抗很高的地層(例如，鹽層和碳酸鹽層，玄武巖巖床等)疊加而成的地帶時，前述的VSP技術(shù)也有不足，因為大多數(shù)地震信號被地下的高反射界面(例如，海底，鹽層頂部，鹽層底部，碳酸鹽平臺，玄武巖巖床等)所衰減或分散。
[0008]從而，礦物和碳?xì)浠衔锟碧焦I(yè)將會重視一種技術(shù)，該技術(shù)為位于由高反射界面疊加的厚沉積層下方的目標(biāo)的地震成像提供更高分辨率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)實施例，一種獲得垂直地震剖面(VSP)的系統(tǒng)，包括:震源，被放置在第一鉆井內(nèi)并位于大于界面的識別深度的第一深度，該震源被配置為發(fā)射地震波；以及一個或多個接收器，被放置在包括關(guān)注的目標(biāo)區(qū)的第二鉆井內(nèi)，該一個或多個接收器被配置為接收地震波的直接分量和反射分量。
[0010]根據(jù)另一個實施例，一種獲得垂直地震剖面(VSP)的方法，包括:在第一鉆井內(nèi)的大于反射界面的識別深度的第一深度放置震源，該震源被配置為發(fā)射地震波；以及在包括關(guān)注的目標(biāo)區(qū)的第二鉆井內(nèi)放置一個或多個接收器，該一個或多個接收器被配置為接收地震波的直接分量和反射分量。
[0011]根據(jù)另一個實施例，一種設(shè)置垂直地震剖面(VSP)系統(tǒng)的方法，包括:識別關(guān)注區(qū)域中的反射界面的反射界面深度；將震源放置在第一深度處，該第一深度在關(guān)注區(qū)域中的第一鉆井內(nèi)的反射界面深度的下方；以及在關(guān)注區(qū)域中的第二鉆井內(nèi)放置兩個或更多個接收器，該接收器被夾持在第二鉆井壁上的選定位置處，從而監(jiān)測目標(biāo)區(qū)以獲得地震剖面。
【附圖說明】
[0012]以下描述不應(yīng)認(rèn)為是以任何方式限定。參考附圖，相似的元件編號相似:
[0013]圖1為示出根據(jù)一個實施例的陸上垂直地震剖面(VSP)獲取系統(tǒng)的截面框圖；
[0014]圖2為示出根據(jù)一個實施例的海上垂直地震剖面(VSP)獲取系統(tǒng)的截面框圖；
[0015]圖3示出根據(jù)包括垂直第一鉆井的實施例的VSP系統(tǒng)；
[0016]圖4示出根據(jù)包括水平第一鉆井的實施例的VSP系統(tǒng)；以及
[0017]圖5為示出基于實施例的在獲得目標(biāo)區(qū)的地震剖面中涉及的處理的圖。
【具體實施方式】
[0018]這里通過參考附圖示例地且非限制性地描述所公開的設(shè)備和方法的一個或多個實施例。
[0019]圖1為根據(jù)實施例的陸上垂直地震剖面(VSP)獲取系統(tǒng)100的截面圖。所示例的VSP系統(tǒng)100包括一個發(fā)射地震波120的井中震源110。然而，在可選實施例中，可以將兩個或多個震源110彼此接近地放置。震源110可以是能夠在鉆井130內(nèi)點燃的炸藥、氣槍、煙火或某種其它已知地震信號120的源。震源110示出為位于穿透包括關(guān)注目標(biāo)區(qū)180的地層140的第一鉆井130內(nèi)。震源110被放置在高反射界面150下方，如圖1所示。圖1還示出了相對規(guī)則的反射界面155。如有必要，第一鉆井130可以包括特殊套管，以支持震源110執(zhí)行的重復(fù)發(fā)射。示例VSP系統(tǒng)100還示出為在第二鉆井170內(nèi)包括四個接收器160 (或接收機)，所述第二鉆井170與包括震源110的第一鉆井130不同。鉆井130和170中任意一個或者兩個都可以為傾斜或水平的。在該情況下，在接收信號的后續(xù)處理中必須測量并考慮鉆井(130，170)的軌線和角度。
[0020]如圖所示，接收器160被放置在比震源110所放置的深度更深的深度處。這允許接收器160接收下行地震信號和來自震源110發(fā)射的地震波120的上行一次反射信號。在可選實施例中，如果特殊情況研宄需要，接收器160可以被放置在震源110上方。接收器160被夾持在鉆井170壁上的預(yù)選定位置處(見示例夾持機械裝置161)，以監(jiān)測目標(biāo)區(qū)180。夾持可以提高記錄信號的質(zhì)量。接收器160或接收器160的陣列在使用期間被夾持在鉆井170上，但可以根據(jù)需要解耦并移到其它測量位置上。當(dāng)接收器160大體上彼此等距時，接收到的信號能夠被有規(guī)律地采樣。除了其它部分外，每個接收器160還可以包括:單個地聲測聽器，三組件地聲測聽器，垂直地聲測聽器，水下測音器，定向測量系統(tǒng)，地聲測聽器一井壁耦合測量機械裝置，井下數(shù)字化系統(tǒng)，以及與其它接收器160的連接。此外，每個接收器160包括的夾持機械裝置161例如為可伸縮的鎖臂，推靠器，固定弓形彈簧，液壓活塞，或任何其它可以用來把接收器160夾持到鉆井170壁上的裝置。震源110和接收器160可以分別由運輸器190傳輸通過第一鉆井130和第二鉆井170。
[0021]在各個實施例中，運輸器190可以為鉆柱(用于隨鉆地震應(yīng)用)或鉆機195支撐的鎧裝纜線。震源I1和接收器160可以例如通過遙測技術(shù)與一個或多個采集單元197進行通訊。震源110和接收器160不需要共享同一個或多個采集單元1