106 垂直剖面法
一、第一节VSP 野外资料采集
（一）垂直剖面法的基本概念
在地表附近一些点激发地震波，沿井孔不同深度布置检波器观测，这种方法称为垂直剖面法（vertical isic profiling ）突部就是一种井中观测方法。cantone
它是地震测井的一个发展，地震测井100-200米。
特点（１）每次按收一个检波器的记录，之后依次向上提检波器，得到多次记录 （２）上行波，下行波时距曲线对称。
优点：（１）通过观测波场在垂直方向的分布来研究地质剖面垂向变化，波的运动学，动力学特征更明显，更直接。
（２）检波器离目的层很近，可记录到较准确的地震子波波形，便于反褶积。 （３）避开地表，低降速带变化的干扰，随机噪声小，易于准确识别各种波 （４）可以接收上行波，下行波，转换波向，地面按收只能利用上行波。
（５）准确地观测质点偏振的方向，这一参数可用来研究波的性质和地层岩性的性质。 发展趋势：地表地震记录联合反Ｘ地下参数，识别岩性，研究波的性质，井间层等方向有很大的作用。
（二）ＶＳＰ震源
１、 选择震源的一般原则
（１）其震源最好与井旁地震剖面震源波形一致。
ＶＳＰ资料的应用之一就是帮助地面地震资料的解释，当两者即用震源一致时，同样的震源子波表现出的反射特征也一样，这就容易实现地表资料和ＶＳＰ资料的统一解释，不一致时，可通过子波互等化反褶积等使两种子波等价
（２）各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性。
目前除苏联使用多道井下仪以外，其它都使用每次激发井下检波器只在一个深度上记录，因此为了以较小的深度间隔在整个井式一段井上进行观测，就需要在地表同一位置激发数十到数百次，这些多次激发，先后在各个深度观测，最后拼成的ＶＳＰ地震记录，只有当震源子波互相一致时才便于对比。
震源 井
Ｈ
107
（３）输出强度适中
在记录地表地震资料时，很多地球物理学家已经发现震源输出越强越好的观点并不正确，ＶＳＰ中更是这样，如图三，表明，垂直地震剖面的下行波通常比上行波强得多，但ＶＳＰ资料的大部分应用都涉及到对Ｘ
上行波的分析和解释，另外，随着
cd是什么意思
震源强度增加，线部交混器响也明 显增强，因而引起下行波的数目增 多和振幅增强，上行波被这些下行 波淹没所带来坏处或许比上行波本 身能量增强的影响更大，因此应选 强度适中的震源为宜。
（４）激发频谱尺可能宽，以便提高分辨率
２、 震源类型
（１）炸药震源
为了改善震源的重复性，苏联方法主要是仔细地选择 激发岩性和合适的炸药量，西方正考虑井源
井深较大１２－１５米，钻到风化层之下，药包高度 h 得３米，井径Ｄ足够大（直径大约１米）炮井内下 套Ｘ和浇灌水泥套Ｘ直径一般为３０英寸（１英寸=
25.4毫米）水泥要返到地面，套管中要灌满水，炸药 量尽可能小一般0.５-1公斤，也可通过试验测之
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（２）人工可控震源(vibrator)
通过相关处理求取反射信息，特点：重复性好，缺点，笨重，体积大。
（３）气枪震源
震源 检波器深度２
检波器深度1 震源 检波器深度２ 检波器深度1 不适当的ＶＳＰ震源 好的ＶＳＰ震源
时间 深度
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主要用于海上，将压缩空气压入气枪，然后突然释放，形成强的冲击波
如图1.8（P11）优点：安全，可靠，成本低，效率高，子波简单
缺点：装备复杂，气泡干扰，能量较小，也可用于陆上P15图1.17江苏高考英语
（４）电火花震源
激发过程（１）由发电机给电容器组充电，在电容器两板之间形成高压，（２）打开阀门高压电通过电缆送到置于井内的电极，（３）两极两端通过水溶液放电，产生高温高压脉冲并转换为弹性波，电极也可以不放在线井中而放于地面倒扣的锅内。
优点：操作简便，效率高，重复性较好，频谱较高。
缺点：能量较弱。
（５）横波ＶＳＰ震源
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横波震源横波地震勘探的关键设备，在ＶＳＰ中有下列几种横波激发方式
（１） 锤击：将一块带齿的垫板牢牢地压在地面上，用一个摆式重锤尽可能地沿水平方向
撞击垫板，产生水平振动，形成横波。
（２） 横波可控震源或纵，横波联合的可控震源，工作时也是将用于产生横波的带齿的垫
板压紧地面，而后像纵波可控震源一样，控制垫板沿水平方向连续振动。
maintained（３） 美国陆军加农炮改装的震源，这种加农炮不发射，炮弹而发射水，利用炮的后座力
产生横波，通过控制每次发射的水量和角度等号数
（４） 电水花，连续振动产生横波等。
二、ＶＳＰ观测方法
在标准的ＶＳＰ测量中，检波器是放到井中不同深度，并推靠到井壁上，接收传到井壁的地震波的，因此，井的状况对于ＶＳＰ收到能否顺利进行，记录质量的好坏，资料是否便于解释都起着决定性的作用。
１、 可在裸眼井，和有套管井中观测。
在裸眼井中观测时，特别要防止遇阻情况，无论是检波器遇阻或是电缆遇阻，往往都是由所谓差压波附现象所引起的如图1.24示。
为了保护井中液柱的压力Ｐ１应大于地层孔隙中流体的压力Ｐ２，当仪器位于井中心不靠井壁时，仪器四周的压力都是Ｐ１，因此提升仪器的力ＦＡ是仪器重量和仪器排开的液体重量二者之差，当仪器不位于中心而靠到井壁上时，将有一个横向力ＦＲ
如何寒暄FR=(P1-P2)A(Ａ是仪器和地层的接触面积)将仪器压向井壁，因而提升仪器力ＦＢ还需克服ＦＲ引起的滑动摩擦力，这种现象叫差压吸附现象。
P2
109 一般先将检波器下到最深处（观测时间小于１５分钟，有的公司规定小于5分钟） ２、观测系统
（１） 零偏移距垂直地震剖面
在井口附近放炮水平距d=0第每次激发只在一个深度点上记录一道，处理时，再拼成多道。 （２）非零偏移距ＶＳＰ离开一段距离观测。
零偏不能勘探偏离井以外的界面和构造变化，而非零偏可勘探从观测井-震源一半距离内的界面范围
（２） 移动震源或多偏移距ＶＳＰ
震源沿过井测线逐渐移动的观测 井位于剖面中心，优点：便于利用 透射波进行勘探，更好实现共深度 点迭加，缺点：施工麻烦，效率低， 处理解释复杂。
（４）斜井ＶＳＰ观测
震源在地面的位置，随井下检波器现在井下位
置的变化而变化，以保证从震源直接传到检波
点的射线路线尽可能是垂直的。
优点：可增加井附近界面的勘探范围，对于井
四、ＶＳＰ观测中的一些干扰波
能内套管振动，地面瑞需波等引起
特点：强度高，振情几乎不衰减，视速度低，质点振动轨迹为椭圆
虚震源 井 A B
110 如图P38图1.50压制方法：
（１）降低液面高度，（２）加大偏移距，（３）在震源和井之间控一条沟或设置障碍物，（４）震源组合。
２、井下仪器与地层来易合不良引起的噪声
仪器推靠不好，沿井壁蠕动引起的噪声，Ｐ42图1.57，示
３、电缆波，因电缆振动引起噪声，有时形成初至波。如图P43图1.58示，消除，将电缆放松。
４、套管波，由于套管和地层胶结不良而引起的，或沿钢管传播的波很难消除。 ５、其它噪声：随机振动，交流电干扰。
三、ＶＳＰ的常规处理
（一） 同深度迭加
对井下同一观测深度，重复激发5-３０次，然后迭加起来形成一道
),(),(1t Zi fj t Zi f J
f ∑
==carry on
目的，（１）增强信号能量（２）压制随机干扰，大约提高J 倍。
影响迭加效果的因素（１）每道子波是否相同，（２）起始时间是否对齐
通常对记录先编辑，剔除干扰大，子波变化大的道新东方上市
（二） 初至拾取，确定ＶＳＰ每一深度的记录道上初至下行波的起始时间。
目的：
（１）建立可靠的时——深关系。
（２）精确计算层速度。
topspeed
（３）对声波测井曲线进行标定。
（４）为排齐，提取子波处理提供基础。
通常的方法：
（１） 取一道较好的记录，与各道做互相关，然后拾取相关峰值。
（２） 在拾取之前进行带通滤波。
产生误差的原因：
（１） 爆炸时刻记录的延时误差，一般在1ms 之内，能常将“检测检波器”不简单地置
于地表，而置于震源下几米处以此为参考点。
（２） 相临界面反射的干涉结果，通常只用下行波（与上行波分离）拾取初基。
（三） 静态时移和排齐
排齐：通过静态时移将记录上的同相轴按时间t0对齐
一类是上行波排齐，另一类是下行波排齐
ＶＳＰ井 震源
