随钻地震技术综述

随钻地震(SWD)技术是一种利用钻井过程中钻头破岩时的振动作为震源．用地面检波器排列接收信号进行地震测量的井中地震技术。它与逆垂直地震剖面(VSP)技术有着相似的观测方式，司样可以提供井旁逆VSP剖面。该技术与钻井作业同时进行，不需要安装井下仪器，不中断钻井过程．实时地采集地震信息。通过现场数据处理，可以确定钻头在地面地震时间剖面上的实时位置．并可以实时地预测钻头前方的地层压力情况，协助钻井安全决策和优化套管设计。其独特的观测方式和应用潜力在开发地震巾有着再要的意义。文章对随钻地震技术的基本原理、实际应用和进展情况作了综述性的介绍。     

随钻VSP测量中地震波场的数值模拟

随钻VSP技术是油气勘探新区获得突破,老区深入挖潜的关键技术。在不干扰正常钻井的前提下,井下VSP测量工具可接收地面震源激发的地震波信息。为了研究随钻VSP测量中的地震波场,介绍了随钻VSP测量系统组成及各部分功能,分析了其技术特点。利用格子法对一个理论地质体模型进行数值模拟,分别获得地表地震数据和VSP数据。对地表地震数据采用时间偏移算法进行处理,获得时间域地表地震剖面;对VSP数据进行处理获得校验炮时间,根据校验炮时间数据可在地震剖面上有效确定钻头位置。研究结果可为下一步研究相关算法提供重要依据。     

随钻地震SWD监测技术

随钻地震（SWD）监测是应用于钻井作业期间的一项全新井眼地震技术，该技术已逐渐应用于全球各地。该文对随钻地震原理、牙轮钻头产生地震信号机理、常规垂直地震剖面（VSP）和钻头VSP的特性差异及领先于随钻地震监测领域的Tomex系统给予简要的介绍，同时对随钻地震技术的特点及应用前景等进行了探讨。随钻地震监测技术的应用增加了新的随钻录井手段，为综合评价油气层、指导安全优化钻井增加了新的信息。     

随钻地震技术及其新进展

根据采集方式的不同,随钻地震技术可分为钻头随钻地震和随钻VSP。钻头随钻地震采用钻头破岩时的振动作为震源,能量较弱,信噪比低,在深井、高斜度井、水平井、大位移井、使用PDC钻头、钻遇软岩层等情况下震源信号不佳,近年来应用逐渐减少。而在钻头上方安装水力脉冲冲击器使井底产生脉冲冲击和瞬时负压的方式,可增加震源信号的强度,提高随钻地震信号的信噪比。随钻VSP采用海面气枪震源或地面可控震源、炸药激发,井下地震检波器接收,泥浆脉冲遥测系统实时传输校验炮、初至波数据,实时更新随钻速度、压力模型,提高成像精度。与常规电缆VSP相比,随钻VSP在钻井过程的自然间隙,例如连接钻杆的过程中进行采集,不干扰钻井过程,避免电缆VSP在水平井、高斜度井等的操作风险,降低钻井成本。目前,随钻VSP技术日趋成熟,可实现钻头前准确的速度预测、地层压力预测和精细构造成像,从而预见性地指导钻井过程。针对新探区、钻前地层压力预测风险较大的地区、非常规油气藏、常规电缆VSP部署风险大的地区、复杂油气藏等在高精度构造成像、准确地层压力预测等方面的需求,开展随钻VSP技术应用研究具有现实意义,可降低钻井风险和成本,提高油气勘探开发效益。     

随钻地震SWD监测技术

随钻地震(SWD)监测是应用于钻井作业期间的一项全新井眼地震技术,该技术已逐渐应用于全球各地。该文对随钻地震原理、牙轮钻头产生地震信号机理、常规垂直地震剖面(VSP)和钻头VSP的特性差异及领先于随钻地震监测领域的Tomex系统给予简要的介绍,同时对随钻地震技术的特点及应用前景等进行了探讨。随钻地震监测技术的应用增加了新的随钻录井手段,为综合评价油气层、指导安全优化钻井增加了新的信息。     

随钻地震预测地层压力及判断油气水层

本文通过随钻地震与垂直地震剖面——Vertical Seismic Profiling(简称VSP)的对比,得出随钻地震具有不干扰钻井作业、有利于获取油气藏原始数据、可连续24小时监测、能提供钻头工况、降低钻井风险、提供定向井地质导向数据等诸多优点。运用随钻地震资料通过Fillippone公式及其修正公式可进行地层压力预测,进一步根据压力—深度交会法能进行油气水层的区分,然后讨论如何使随钻地震达到三高一准(高信噪比、高保真度、高分辨率和准确成像),并得出随钻地震资料处理的精度足够高的话,不但可以取代RFT测井资料,而且有可能提供地下圈闭或构造的地层压力和油气水的空间分布规律,使油气的勘探与开发更加科学、合理。     

随钻VSP模拟试验

随钻VSP是制用钻井过程中旋转钻头与地层摩擦产生的振动作为井下震源,进行VSP资料采集的一项新技术。为了应用和推广这一新技术,我们做了随钻VSP模拟试验,即地表浅层炮井随钻地震速度测量。文中介绍了随钻VSP模拟试验的方法、仪器设备及其功能和试验的效果。     

随钻地震技术研究进展

在钻井作业中利用地震波传感器对常规地震震源(如气枪、可控震源或炸药震源)或非常规震源(钻头振动)产生的地震波信号进行记录并获取VSP或逆VSP数据的技术被称为随钻地震技术。对该领域国内外研究进展进行了回顾,并对钻头随钻地震、扫频脉冲震击器随钻地震、随钻VSP等3种典型技术的原理、系统组成、功能、商业化应用及其优缺点进行了具体介绍和对比。通过分析,为国内随钻地震的下一步研究发展方向提出了建议。     

一种新的井中地震勘探技术

随钻地震技术是一种新的井中地震技术。它以钻井期间钻头产生的振动作为井下震源,在钻柱顶部和地面上分别记录钻头信号和地震波,通过互相关和钻头反褶积等数据处理方法,可以计算出钻头信号的传播时间、衰减与钻头信号不相干的噪声,得到有关井下的地层信息。该方法不需要井下仪器,不干扰钻井工作,实时获取的随钻地震资料可以用于地质导向钻井。在江汉油田范3井2250 m井深处先导试验中,取得了较好的效果。     

随钻垂直地震剖面测量装置

为了对钻头前方地层地质进行预测,及时发现钻头前方地层岩性、裂缝和地层压力异常等情况,以指导钻进过程,避免钻井事故,研究了随钻地震勘探开发技术。该技术中的随钻垂直地震测量系统由地面检波器阵列、随钻垂直地震剖面测量装置和地面人工震源构成。介绍了随钻垂直地震剖面测量装置的原理、结构与电路系统。将随钻垂直地震剖面测量装置在华北油田石探1井进行试验,2支仪器各下1趟钻,入井2次,连续工作109 h,从井深900~1 400 m进行随钻地震信号测量,试验中该装置工作正常,测量数据完整。起钻后高速回放数据,并进行互相关信号处理后发现,该装置记录的地震信号符合地震波特征,能够反映该井段的地质结构。     

随钻地震技术的理论及工程应用

随钻地震是地震技术和钻井技术的结合.随钻地震的主要功能有:指示正钻钻头的工作位置;识别地层、岩性、断层、裂缝带;可以预测钻头前方的地层和地层孔隙异常压力等.它的主要用途为:在探井中可以及时发现油气层,提高探井成功率;为井身轨迹提供地质导向依据,使井身轨迹准确“入窗上靶”.随钻地震获取的信息是油藏未被污染的原始参数,这对制定保护油气层和油藏描述等工作具有重要价值.随钻地震不需要专门的井下仪器,只需在钻杆的顶部安装传感器和在井场附近的地表埋置常规检波器,就可进行随钻测量和现场实时处理,在井场就可以得到钻井决策的地震资料.随钻地震技术可以降低钻井成本,提高勘探开发综合经济效益.     

随钻地震资料反演预测超高压层段

文中研究了随钻地震（Seismic While Drilling，简称SWD）数据与垂直地震剖面（VSP）数据的关系，给出了适用于SWD的波动理论模型。利用直达波和反射波的褶积关系，得到了一种可用于钻头前方预测的波阻抗反演方法，它适用于任意相位子波并具有抗多次波能力。理论模型与实际资料试算表明，本文给出的反演方法具有很高的实用价值，适用于SWD数据，能够较好地预测钻头前方目的层的位置以及危险超高压层的深度和压力，从而提高钻井的目的性、安全性和准确性。     

地震干涉处理方法在随钻地震资料处理中的应用

本文在简明阐述地震干涉理论及相关算法的基础上,结合随钻地震数据处理的特点,开展了地震干涉处理和偏移成像方法的研究。通过对胜利油田Fan158井随钻地震数据进行频率波数域滤波、干涉和垂直叠加处理,从强噪声背景下提取了钻头激发的有效信号,并对该数据进行了Kirchhoff和自相关偏移成像处理。再结合工区地面地震资料,对剖面的波组特征进行了分析,结果表明,应用反褶积干涉处理和自相关偏移成像均取得较好效果。     

随钻地震波场空间传播特征研究及应用

随钻地震是上世纪90年代初发展起来的新技术,是以钻井过程中钻头的振动作为震源进行地震测量,可实时预测钻头前方地层构造的细节,减少钻探风险。本文从理论和实际资料的处理分析着手,系统研究了随钻地震中的直达波、反射波和其他几种主要干扰波波场的空间传播特性;根据各种波场在不同三维空间传播特性的差异,讨论了干扰波的分离和衰减方法;对实际随钻地震资料进行了去噪处理,取得了较理想的效果。本文的研究成果对随钻地震勘探具有一定的指导意义。     

利用地震资料预测地层岩石抗钻特性参数

地震资料中蕴含着大量的地层信息,通过对其进行分析和处理,可以提取出整个地层剖面上岩石的岩性、相关岩石力学特性以及对钻井工程有用的信息。与其他地层信息资料相比,地震资料除了具有信息含量丰富、连续及成本较低等特点外,在未钻井的探区,地震资料是唯一可反映地下地层信息的数据资料。根据塔里木油田英买力地区的地层特点,利用VSP地震资料及数学上的最小二乘曲面拟合原理,建立了VSP系统校正模型,进而根据室内岩心测试结果和层速度时差校正值,通过相关性回归分析,建立了针对该区块的钻井地层抗钻特性参数评价模型。该模型能更准确地预测地层抗钻特性参数,其预测效果基本达到声波时差测井预测效果,并给出了相应的抗钻特性参数预测曲线。     

垂直地震剖面的采集、处理与应用

在进行 VSP 测量时,为了减少电缆波、保证激发的重复性,我们采用电火花震源在井中潜水面以下5米处以不同的能量激发,井下检波器要保持和井壁紧密接触,深度间隔为20-50米之间,电缆要处于松弛状态。资料处理的关键在于根据地震测井资料建立的速度模型,求出校正量。然后利用 VSP 测量的各道时间减去其对应的校正量,得到一条类似于地面地震观测中的自激自收时间剖面。最后通过二维滤波处理,消除了低视速度的电缆波和套管波。应用 VSP 资料可以测定地震波频率随深度变化的曲线,进而求得吸收系数,它还可用于烃类检测,了解井孔附近的地质构造和岩性特征。     

MD复杂山地低信噪比地震资料处理技术

MD地区地表地形起伏大,地下构造复杂,高陡构造发育地段地震资料信噪比低,速度难以准确求取,因此,偏移成像剖面上构造形态的可靠性低.分析了影响构造落实的处理难点,提出了包括多线联合层析静校正、叠前强干扰波压制、波组一致性处理等基础处理技术;采用IMO速度分析、加密速度分析、速度扫描与速度谱相结合的速度分析建立偏移速度场,用VSP实测速度进行标定的井控叠前时间偏移等方法,提高复杂构造的叠前偏移成像的可靠性.应用该套处理技术对MD地区的实际资料进行了处理,剖面质量得到了明显提高.     

利用VSP资料标定层位

VSP(垂直地震剖面)资料是连结钻井资料和地面地震剖面的天然桥梁,合成记录只能做参考。了解VSP资料和地面地震剖面在记录方式、基准面选择、低降速带校正方法以及资料处理过程是用好VSP资料、做好层位标定的前提。