VSP系統(tǒng)介紹以及簡單作業(yè)流程

VSP系統(tǒng)介紹以及簡單作業(yè)流程李亞凱

2014-8-20內(nèi)容提要

一.系統(tǒng)介紹二.主要應(yīng)用三.簡單作業(yè)流程一、VSP系統(tǒng)介紹

公司生產(chǎn)的VSP系統(tǒng)是全智能化、數(shù)字化、模塊化的高性能的VSP系統(tǒng)。主要由地面系統(tǒng)、井下儀器以及震源系統(tǒng)三部分組成。井下儀器與地面系統(tǒng)地面系統(tǒng)

VSP地面系統(tǒng)主要由（VSP-C)地面控制接口面板，簡稱控制面板、(VSP-P)地面控制供電面板，簡稱電源面板、(VSP-I)地面連接盒，簡稱連接盒和兩臺筆記本組成。

電源面板與控制面板通過一條多芯纜線連接?？刂泼姘逋ㄟ^標準的USB連接線連接到一臺裝有WAVECONTROLTOOLSPILOT軟件的筆記本，該筆記本通過網(wǎng)線和另外一臺安裝WAVECONTROL軟件的筆記本連接，由此組成VSP的地面系統(tǒng)。

1、控制面板：井下儀器和地面系統(tǒng)的接口，測井電纜通過絞車直接連接到控制面板。

2、電源面板：根據(jù)井下儀器數(shù)量自動調(diào)節(jié)供電電壓，還包括過壓保護、過流保護、超溫保護電路。3、連接盒：提供控制面板到現(xiàn)場作業(yè)的相關(guān)接口，連接震源點火控制信號、深度信號等。性能指標1、工作溫度：-5°C-50°C2、供電電壓：120V-264V直流自動選擇3、供電頻率：47-63Hz4、重量：26Kg不帶運輸箱45Kg帶運輸箱地面照片井下儀器1、張力（VSP-TC):在整套儀器的最上方，監(jiān)測張力壓縮單元處張力變化，以便確定儀器下放上提過程中是否遇阻遇卡。耐壓值為150Mpa，最高工作溫度為175°C,測量范圍為0～5T。2、伽馬（VSP-GR)：匹配常規(guī)測井伽馬曲線，進行準確的深度校正。耐壓值150Mpa，最高工作溫度175°C，長度792mm，質(zhì)量14kg，外徑83.4mm，光電倍增管工作電壓1500VDC，最大電壓1800VDC。

3、磁定位（VSP-CCL)：用于套管中校深。耐壓值150Mpa，最高工作溫度175°C，長度409mm，質(zhì)量6kg，外徑79mm。4、傳輸（VSP-HT)：一方面，它通過正交頻分復(fù)用的數(shù)字傳輸方式與地面進行高速數(shù)據(jù)傳輸。另一方面，又與井下采集單元通過CR4遙測傳輸。上行傳輸速率高，可達4Mbps,支持最大電纜長度7000米。耐壓值150Mpa，最高工作溫度175°C，長度747mm，質(zhì)量9.5kg，外徑79mm。5、級間電纜（VSP-IC)：井下各級采集單元級間連接，同軸屏蔽電纜，長度可以定制，為5米、10米、15米、20米、25米、30米。6、采集單元(VSP-AT)：由SU(地震單元）和DU（數(shù)字化轉(zhuǎn)換器單元）組成，支持最多32級，三分量數(shù)字化固定式檢波器，帶自動可收回推靠臂，重量輕。7.加重桿（VSP-WU)：監(jiān)測儀器底部運動情況，在儀器下放時遇阻報警。同時可以掛接兩根滾輪加重桿，共重100kg，使儀器串易于下放。長3130mm，重116.5kg，外徑80mm。震源系統(tǒng)

震源系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)接盒、無線連接系統(tǒng)(HOTLINK)、氣槍控制器（HOTSHOT）、氣槍、水聽器、空氣壓縮機和一臺筆記本電腦。零偏作業(yè)時只需一臺筆記本電腦、轉(zhuǎn)接盒、HOTSHOT、氣槍、空氣壓縮機和水聽器，無線連接系統(tǒng)主要是用于復(fù)雜作業(yè)通訊，控制兩個以上的氣槍控制器進行無線通訊和同步，或者遠程控制氣槍點火。震源系統(tǒng)

1、

氣槍控制器（HOTSHOT）：包含電子點火線圈和氣槍同步裝置，由電腦控制氣槍點火和槍陣同步。每個氣槍控制器最多控制4支氣槍,最多4個控制器通過級聯(lián)方式控制16支氣槍。

2、氣槍：配合氣槍控制器和空氣壓縮機，地面激發(fā)地震波。采用新型氣槍，能量強度大，頻譜寬廣，高頻信號突出，有效抑制氣泡效應(yīng)，衰減采集信號中的多次波能量，數(shù)據(jù)質(zhì)量高，可多個氣槍同時使用。容積：250立方英寸，工作壓力：1000—3000PSI。

3、水聽器：與氣槍放在一起，當做一個觸發(fā)開關(guān)來使用，當水聽器接收到氣槍發(fā)出的聲波時，井下儀器開始采集并記錄信息，以此來保證記錄的同步性。系統(tǒng)優(yōu)點1、采集單元單級輕，儀器與地層耦合好，能采集到信噪比高的有用信號。井下儀器推靠臂在掉電后，能靠儀器內(nèi)部彈簧收回推靠臂，保證井下儀器安全。

2、井下儀器信號數(shù)字化，最大傳輸速率可達4Mbps，數(shù)字化儀器對于井場復(fù)雜環(huán)境的抗干擾能力強，大大提高了采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。3、最多32級采集單元組成采集陣列，大大提高VSP作業(yè)時效性，節(jié)約平臺費用，使3D-VSP等復(fù)雜作業(yè)的時效性更加容易被接受，采樣率可調(diào)，垂直分辨率提高。4、井下儀器接GR、CCL短節(jié)，可用于裸眼井和套管井的精確校深，提供更加可靠的時深關(guān)系、層速度，以便和地面地震資料匹配，也為后續(xù)的資料處理提供了保障。5、儀器串多重報警保護，頂部接張力短節(jié)，遇阻遇卡報警；尾部接帶監(jiān)測傳感器的滾輪加重桿，監(jiān)測儀器底部運動變化，觸底報警。6、軟件易于操作，便于資料采集，現(xiàn)場解釋處理能力強大，能在現(xiàn)場給甲方提供更多直觀有效的解釋成果。二、主要應(yīng)用

VSP(垂直地震剖面)的基本方法是采用炸藥或非炸藥震源，在地表某測線上或淺井中激發(fā)地震波，地震波向下傳播遇到彈性不同的分界面，會發(fā)生反射、投射和折射，可沿測線的不同位置安裝檢波器記錄這些地震波。由于地震波在介質(zhì)中傳播時，其傳播路徑、振動強度及波形將隨所通過的結(jié)構(gòu)和彈性介質(zhì)的不同而變化，根據(jù)所接收到的地震波的旅行時間與速度資料，就可解釋地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，而根據(jù)波的振幅、頻率、速度等參數(shù)，則有可能推斷地層或巖石的性質(zhì)。應(yīng)用類型1、勘探應(yīng)用2、鉆井應(yīng)用3、油藏與生產(chǎn)工程應(yīng)用油藏與生產(chǎn)工程應(yīng)用生產(chǎn)井軌跡設(shè)計裂縫質(zhì)量與密度評估二次回采監(jiān)測（可使用永久檢波器置于井中）油藏壽命監(jiān)測識別圈閉油藏當前應(yīng)用的具體類型1.垂直地震剖面（VSP)

2.井間地震

3.壓裂微地震1、垂直地震剖面(VSP）

目前,垂直地震剖面觀測方法主要包括零井源距(零偏)，非零井源距(非零偏)、Walkaway-VSP、3D-VSP。

零井源距:氣槍到井口的距離不能大于最大觀測點深度的1/20，一般小于200米。非零井源距：根據(jù)地質(zhì)任務(wù)和模型建立的結(jié)果來確定，一般在1000-6000米之間Walkaway-VSP:沿不同偏移距布置多個震源，震源不是固定在一個點，而是沿一條線移動，或沿一個圓周移動3D-VSP:在地面井的周圍按一定的規(guī)則布置炮點，進行接收。2、井間地震：震源與檢波器分別置于相鄰兩井內(nèi)的一種VSP作業(yè)方式，適用于井間距最小為幾百米,最大為一公里多。接收儀器井中震源井中震源控制儀器多級檢波器

3、壓裂微地震：震源是壓裂、流體流動引起的微地震，用于更好地指示裂縫、孔洞發(fā)育帶。

由斷層應(yīng)力引起的微震源接收儀器三、簡單作業(yè)流程-針對零偏作業(yè)VSP作業(yè)要做好以下幾個方面：1、基地準備2、設(shè)備檢查3、井場到位4、井場設(shè)備檢查5、作業(yè)實施6、作業(yè)完成1、基地準備

VSP零偏作業(yè)由一名VSP帶隊工程師、一名VSP輔助工程師，在測井小隊人員的支持配合下，共同完成。VSP帶隊工程師在接到作業(yè)任務(wù)后，根據(jù)地質(zhì)設(shè)計書，了解VSP作業(yè)要求，進行質(zhì)量策劃，編寫《作業(yè)質(zhì)量計劃書》。認真準備和檢查作業(yè)所需工具和設(shè)備，確保所有工具和設(shè)備處于良好狀態(tài)，滿足作業(yè)要求，按單子領(lǐng)取作業(yè)必須配件和消耗品。2、設(shè)備檢查

通斷檢查：按照通斷絕緣表對所有儀器進行檢查。自檢檢查：啟動地面系統(tǒng)，建立通訊后，對地面系統(tǒng)和井下設(shè)備進行自檢。地面自檢必須全部通過。井下自檢時，由于環(huán)境嘈雜，脈沖測試可能會出現(xiàn)幾級井下儀器脈沖測試不能通過，可以認為沒有問題。測試完成后，系統(tǒng)自動生成PDF文件，記錄測試結(jié)果。

儀器檢查：檢查儀器推靠臂開收情況，各級檢波器對各種震動響應(yīng)情況，加重桿響應(yīng)情況，檢查CCL、GR以及張力儀器，讀取傳輸和采集單元溫度值。深度測試：根據(jù)不同編碼器，設(shè)置每米脈沖數(shù)。正反轉(zhuǎn)絞車深度輪，觀察絞車系統(tǒng)與采集軟件的深度讀數(shù)、絞車速度等讀數(shù)是否一致。

氣槍水聽器檢查：檢查氣槍點火響應(yīng)，輕輕拍打水聽器，查看水聽器信號。嚴禁在空氣中激發(fā)氣槍。3、井場就位

考慮檢查儀器需要的場地，工房到絞車托撬的距離，接電等因素，為VSP工房選取合適的位置，同時將壓縮機、工具箱等在周圍擺放好。配合平臺電工，給VSP工房接電，用萬用表測量確認接地良好。VSP工房接好電之后，立即打開干燥機給工房除濕。如果有其他配合要求，可以和平臺溝通協(xié)調(diào)。4、井場設(shè)備檢查設(shè)備就位后，按照第2條設(shè)備檢查內(nèi)容對設(shè)備進行井場檢查。根據(jù)井眼尺寸，為采集單元更換尺寸合適的推靠臂，檢查儀器串斷電時推靠臂能否自動收回。給壓縮機充氣，確保壓縮機正常工作,將壓縮機氣瓶壓力打到2800PSI-3000PSI。

氣槍檢查：連接氣槍，高壓氣管線如經(jīng)過人行通道，需要用角鐵覆蓋好，并拉好警示帶。用鋼絲繩將氣槍水平懸掛，在離氣槍5米處做標記，作為氣槍入水深度標準，水聽器綁定在離氣槍1米處。用吊車將氣槍放入海水中，打開高壓氣瓶給氣槍供氣到工作壓力。整個VSP作業(yè)中，氣槍位置保持固定，并在WAVECONTROL中填寫其坐標位置。用氣槍控制器激發(fā)氣槍，檢查檢波器和水聽器信號是否正常。將氣槍吊出水面，把氣槍內(nèi)高壓氣釋放干凈，然后將氣槍吊回甲板上。5、作業(yè)實施VSP作業(yè)前，召開作業(yè)安全會議，填寫《作業(yè)前安全會記錄》，做好作業(yè)安全風險分析。根據(jù)甲方要求，參考井徑數(shù)據(jù)，計算出VSP測量點采集深度表。井口連接儀器，按照檢查氣槍時的安全操作步驟，將氣槍吊入海水中就位。儀器串在井口時，給儀器供電，對系統(tǒng)進行測試。

測試正常后，在第一級采集單元對零點對零，設(shè)置好各級采集單元、GR和CCL等儀器的參考延遲點，儀器開始下放。儀器下放時，每500米左右作一次采集并記錄一組重復(fù)觀測點的數(shù)據(jù)直至井底。工程師負責數(shù)據(jù)采集，控制資料質(zhì)量。輔助工程師在旁邊負責開關(guān)井下儀器的推靠臂并指揮絞車手操作，每半小時檢查一次氣槍工作壓力及壓縮機工作情況，并進行巡視檢查。儀器到達指定測試點后，等待通訊、SHUNT電流穩(wěn)定后給儀器開腿，注意開腿時間和電流變化。開完腿后，通知絞車手放松2－3米電纜。點擊TOOLSREADY按鈕，在WAVECONTROL軟件中輸入采集點深度，激發(fā)氣槍，進行數(shù)據(jù)采集。VSP工程師根據(jù)采集數(shù)據(jù)，判斷信號好壞。氣槍激發(fā)后，等待一定時間，確保氣槍恢復(fù)到工作壓力再進行下一次激發(fā)。每個深度點采集5炮有效數(shù)據(jù)進行疊加。完成一個深度點的采集后，通知絞車手，上提電纜，電纜提升高度略小于放松的2－3米，收回儀器推靠臂。通知絞車手進行下一個深度采集點。

各采集單元間為電纜軟連接，下放速度不能過快，套管井段，不要超過40米/分，裸眼段不要超過30米/分。儀器串靠近井底時，提醒絞車手放慢絞車速度，同時注意加重桿傳感器的報警，防止儀器串下放過多，造成電纜在井底打扭。

VSP一般為上提測井，在井底附近上測時，記錄兩次GR校深。第一次上測記錄GR曲線后，根據(jù)VSP記錄GR曲線和測井GR曲線深度差，修改電纜絞車面板深度以及WAVECONTROL_TOOL_SPILOT深度。將深度校正完以后，再次上測GR曲線，使VSP記錄GR曲線與常規(guī)GR曲線深度吻合。上測過程中，每500米校深一次。

從井底開始，按采集深度表開始上測。在垮塌井段，由于推靠臂耦合不好，采集點噪聲過大，可以上下移動儀器串，在附