VSP系統(tǒng)介紹以及簡(jiǎn)單作業(yè)流程

VSP系統(tǒng)介紹以及簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)稱控制面板、(VSP-P)地面控制供電面板，簡(jiǎn)稱電源面板、(VSP-I)地面連接盒，簡(jiǎn)稱連接盒和兩臺(tái)筆記本組成。

電源面板與控制面板通過(guò)一條多芯纜線連接?？刂泼姘逋ㄟ^(guò)標(biāo)準(zhǔn)的USB連接線連接到一臺(tái)裝有WAVECONTROLTOOLSPILOT軟件的筆記本，該筆記本通過(guò)網(wǎng)線和另外一臺(tái)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(cè)井電纜通過(guò)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(dòng)調(diào)節(jié)供電電壓，還包括過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、超溫保護(hù)電路。3、連接盒：提供控制面板到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的相關(guān)接口，連接震源點(diǎn)火控制信號(hào)、深度信號(hào)等。性能指標(biāo)1、工作溫度：-5°C-50°C2、供電電壓：120V-264V直流自動(dòng)選擇3、供電頻率：47-63Hz4、重量：26Kg不帶運(yùn)輸箱45Kg帶運(yùn)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(cè)張力壓縮單元處張力變化，以便確定儀器下放上提過(guò)程中是否遇阻遇卡。耐壓值為150Mpa，最高工作溫度為175°C,測(cè)量范圍為0～5T。2、伽馬（VSP-GR)：匹配常規(guī)測(cè)井伽馬曲線，進(jìn)行準(zhǔn)確的深度校正。耐壓值150Mpa，最高工作溫度175°C，長(zhǎng)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(zhǎng)度409mm，質(zhì)量6kg，外徑79mm。4、傳輸（VSP-HT)：一方面，它通過(guò)正交頻分復(fù)用的數(shù)字傳輸方式與地面進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。另一方面，又與井下采集單元通過(guò)CR4遙測(cè)傳輸。上行傳輸速率高，可達(dá)4Mbps,支持最大電纜長(zhǎng)度7000米。耐壓值150Mpa，最高工作溫度175°C，長(zhǎng)度747mm，質(zhì)量9.5kg，外徑79mm。5、級(jí)間電纜（VSP-IC)：井下各級(jí)采集單元級(jí)間連接，同軸屏蔽電纜，長(zhǎng)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(jí)，三分量數(shù)字化固定式檢波器，帶自動(dòng)可收回推靠臂，重量輕。7.加重桿（VSP-WU)：監(jiān)測(cè)儀器底部運(yùn)動(dòng)情況，在儀器下放時(shí)遇阻報(bào)警。同時(shí)可以掛接兩根滾輪加重桿，共重100kg，使儀器串易于下放。長(zhǎng)3130mm，重116.5kg，外徑80mm。震源系統(tǒng)

震源系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)接盒、無(wú)線連接系統(tǒng)(HOTLINK)、氣槍控制器（HOTSHOT）、氣槍、水聽(tīng)器、空氣壓縮機(jī)和一臺(tái)筆記本電腦。零偏作業(yè)時(shí)只需一臺(tái)筆記本電腦、轉(zhuǎn)接盒、HOTSHOT、氣槍、空氣壓縮機(jī)和水聽(tīng)器，無(wú)線連接系統(tǒng)主要是用于復(fù)雜作業(yè)通訊，控制兩個(gè)以上的氣槍控制器進(jìn)行無(wú)線通訊和同步，或者遠(yuǎn)程控制氣槍點(diǎn)火。震源系統(tǒng)

1、

氣槍控制器（HOTSHOT）：包含電子點(diǎn)火線圈和氣槍同步裝置，由電腦控制氣槍點(diǎn)火和槍陣同步。每個(gè)氣槍控制器最多控制4支氣槍,最多4個(gè)控制器通過(guò)級(jí)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(jī)，地面激發(fā)地震波。采用新型氣槍，能量強(qiáng)度大，頻譜寬廣，高頻信號(hào)突出，有效抑制氣泡效應(yīng)，衰減采集信號(hào)中的多次波能量，數(shù)據(jù)質(zhì)量高，可多個(gè)氣槍同時(shí)使用。容積：250立方英寸，工作壓力：1000—3000PSI。

3、水聽(tīng)器：與氣槍放在一起，當(dāng)做一個(gè)觸發(fā)開(kāi)關(guān)來(lái)使用，當(dāng)水聽(tīng)器接收到氣槍發(fā)出的聲波時(shí)，井下儀器開(kāi)始采集并記錄信息，以此來(lái)保證記錄的同步性。系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)1、采集單元單級(jí)輕，儀器與地層耦合好，能采集到信噪比高的有用信號(hào)。井下儀器推靠臂在掉電后，能靠?jī)x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(hào)數(shù)字化，最大傳輸速率可達(dá)4Mbps，數(shù)字化儀器對(duì)于井場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境的抗干擾能力強(qiáng)，大大提高了采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。3、最多32級(jí)采集單元組成采集陣列，大大提高VSP作業(yè)時(shí)效性，節(jié)約平臺(tái)費(fèi)用，使3D-VSP等復(fù)雜作業(yè)的時(shí)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(shí)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(bào)警保護(hù)，頂部接張力短節(jié)，遇阻遇卡報(bào)警；尾部接帶監(jiān)測(cè)傳感器的滾輪加重桿，監(jiān)測(cè)儀器底部運(yùn)動(dòng)變化，觸底報(bào)警。6、軟件易于操作，便于資料采集，現(xiàn)場(chǎng)解釋處理能力強(qiáng)大，能在現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(huì)發(fā)生反射、投射和折射，可沿測(cè)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(shí)，其傳播路徑、振動(dòng)強(qiáng)度及波形將隨所通過(guò)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(shí)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(jì)裂縫質(zhì)量與密度評(píng)估二次回采監(jiān)測(cè)（可使用永久檢波器置于井中）油藏壽命監(jiān)測(cè)識(shí)別圈閉油藏當(dāng)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(cè)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(cè)點(diǎn)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(lái)確定，一般在1000-6000米之間Walkaway-VSP:沿不同偏移距布置多個(gè)震源，震源不是固定在一個(gè)點(diǎn)，而是沿一條線移動(dòng)，或沿一個(gè)圓周移動(dòng)3D-VSP:在地面井的周圍按一定的規(guī)則布置炮點(diǎn)，進(jìn)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(jí)檢波器

3、壓裂微地震：震源是壓裂、流體流動(dòng)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(jiǎn)單作業(yè)流程-針對(duì)零偏作業(yè)VSP作業(yè)要做好以下幾個(gè)方面：1、基地準(zhǔn)備2、設(shè)備檢查3、井場(chǎng)到位4、井場(chǎng)設(shè)備檢查5、作業(yè)實(shí)施6、作業(yè)完成1、基地準(zhǔn)備

VSP零偏作業(yè)由一名VSP帶隊(duì)工程師、一名VSP輔助工程師，在測(cè)井小隊(duì)人員的支持配合下，共同完成。VSP帶隊(duì)工程師在接到作業(yè)任務(wù)后，根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)書(shū)，了解VSP作業(yè)要求，進(jìn)行質(zhì)量策劃，編寫(xiě)《作業(yè)質(zhì)量計(jì)劃書(shū)》。認(rèn)真準(zhǔn)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(duì)所有儀器進(jìn)行檢查。自檢檢查：?jiǎn)?dòng)地面系統(tǒng)，建立通訊后，對(duì)地面系統(tǒng)和井下設(shè)備進(jìn)行自檢。地面自檢必須全部通過(guò)。井下自檢時(shí)，由于環(huán)境嘈雜，脈沖測(cè)試可能會(huì)出現(xiàn)幾級(jí)井下儀器脈沖測(cè)試不能通過(guò)，可以認(rèn)為沒(méi)有問(wèn)題。測(cè)試完成后，系統(tǒng)自動(dòng)生成PDF文件，記錄測(cè)試結(jié)果。

儀器檢查：檢查儀器推靠臂開(kāi)收情況，各級(jí)檢波器對(duì)各種震動(dòng)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(cè)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(tīng)器檢查：檢查氣槍點(diǎn)火響應(yīng)，輕輕拍打水聽(tīng)器，查看水聽(tīng)器信號(hào)。嚴(yán)禁在空氣中激發(fā)氣槍。3、井場(chǎng)就位

考慮檢查儀器需要的場(chǎng)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(shí)將壓縮機(jī)、工具箱等在周圍擺放好。配合平臺(tái)電工，給VSP工房接電，用萬(wàn)用表測(cè)量確認(rèn)接地良好。VSP工房接好電之后，立即打開(kāi)干燥機(jī)給工房除濕。如果有其他配合要求，可以和平臺(tái)溝通協(xié)調(diào)。4、井場(chǎng)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(duì)設(shè)備進(jìn)行井場(chǎng)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?dāng)嚯姇r(shí)推靠臂能否自動(dòng)收回。給壓縮機(jī)充氣，確保壓縮機(jī)正常工作,將壓縮機(jī)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(guò)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(biāo)記，作為氣槍入水深度標(biāo)準(zhǔn)，水聽(tīng)器綁定在離氣槍1米處。用吊車將氣槍放入海水中，打開(kāi)高壓氣瓶給氣槍供氣到工作壓力。整個(gè)VSP作業(yè)中，氣槍位置保持固定，并在WAVECONTROL中填寫(xiě)其坐標(biāo)位置。用氣槍控制器激發(fā)氣槍，檢查檢波器和水聽(tīng)器信號(hào)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(shí)施VSP作業(yè)前，召開(kāi)作業(yè)安全會(huì)議，填寫(xiě)《作業(yè)前安全會(huì)記錄》，做好作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)分析。根據(jù)甲方要求，參考井徑數(shù)據(jù)，計(jì)算出VSP測(cè)量點(diǎn)采集深度表。井口連接儀器，按照檢查氣槍時(shí)的安全操作步驟，將氣槍吊入海水中就位。儀器串在井口時(shí)，給儀器供電，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試正常后，在第一級(jí)采集單元對(duì)零點(diǎn)對(duì)零，設(shè)置好各級(jí)采集單元、GR和CCL等儀器的參考延遲點(diǎn)，儀器開(kāi)始下放。儀器下放時(shí)，每500米左右作一次采集并記錄一組重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)直至井底。工程師負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，控制資料質(zhì)量。輔助工程師在旁邊負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)井下儀器的推靠臂并指揮絞車手操作，每半小時(shí)檢查一次氣槍工作壓力及壓縮機(jī)工作情況，并進(jìn)行巡視檢查。儀器到達(dá)指定測(cè)試點(diǎn)后，等待通訊、SHUNT電流穩(wěn)定后給儀器開(kāi)腿，注意開(kāi)腿時(shí)間和電流變化。開(kāi)完腿后，通知絞車手放松2－3米電纜。點(diǎn)擊TOOLSREADY按鈕，在WAVECONTROL軟件中輸入采集點(diǎn)深度，激發(fā)氣槍，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。VSP工程師根據(jù)采集數(shù)據(jù)，判斷信號(hào)好壞。氣槍激發(fā)后，等待一定時(shí)間，確保氣槍恢復(fù)到工作壓力再進(jìn)行下一次激發(fā)。每個(gè)深度點(diǎn)采集5炮有效數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加。完成一個(gè)深度點(diǎn)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(jìn)行下一個(gè)深度采集點(diǎn)。

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

VSP一般為上提測(cè)井，在井底附近上測(cè)時(shí)，記錄兩次GR校深。第一次上測(cè)記錄GR曲線后，根據(jù)VSP記錄GR曲線和測(cè)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(cè)GR曲線，使VSP記錄GR曲線與常規(guī)GR曲線深度吻合。上測(cè)過(guò)程中，每500米校深一次。

從井底開(kāi)始，按采集深度表開(kāi)始上測(cè)。在垮塌井段，由于推靠臂耦合不好，采集點(diǎn)噪聲過(guò)大，可以上下移動(dòng)儀器串，在附