井间地震技术的发展及应用现状

【摘要】井间地震技术从理论到设备装备经过二十多年的发展，已经到了工业化生产阶段，目前在映射成图后偏移等技术方面已经取得突破，同时野外数据采集实现了“连续移动震源”方式，并成功研制出大功率宽频带（0～2000）Hz震源。这些技术的实现使得井间地震技术的空间分辨率达到2～5m，层析速度精度误差小于5%，标志着井间地震技术已日渐趋于成熟。本文阐述了井间地震技术的发展历程和数据的采集及处理，最后就井间地震技术在确定浅层精细构造和活断层及其上断点确定中的应用重点进行阐述。

【关键词】井间地震；发展；应用

井间地震技术的基本理论最初来源于CT成像理论，应用到地下地层时，由于波场中各种波的存在，提出了井间反射成像理论。目前，井间地震理论包括井间速度层析和井间反射成像理论，其中一口井为震源井，另外井则为接收井，记录井下地震波场信息。当油田进入中、后期开发时会面对众多问题，如油藏监测及精细描述；高分辨率地震成像问题及如何提高油田采收率、搞清剩余油分布状况及提高油田地质研究水平。井间地震技术因其具有众多优点，其信噪比可以提高多个数量级，接受地震信号的频率、分辨率与常规地震勘探相比，明显高于后者；能观测到上行和下行的反射波，同时还可以记录隐含地质信息的各种有效波。井间地震技术的上述优点，为解决上述问题，提供方法和思路。井间地震技术的应用有利于提高油田采收率、油田精细地质研究、油藏监测水平、油藏管理。

1井间地震技术的发展

层析成像技术是井间地震技术发展的基础，而层析成像技术理论的数学奠基者为20世纪初期奥地利数学家J.Randon。随后，层析成像逐渐在医学、物理学、天文学的目标图像重建领域得到广泛应用。G.McMacan在上世纪80年代初期提出了井间地震波层析成像方法和概念，奠定了井间地震技术理论基础，在当时引起了人们的极大关注和兴趣。斯坦福大学（StanfordUniversity）相关研究人员在上世纪80年后期，根据地面地震反射法和垂直地震剖面法，建立了井间高分辨反射波成像方法，促进井间地震技术发展。著名地球物理学家石油大学教授吴律在上世纪90年代首先在我国引进井间地震理论与技术。

井间地震技术目前应用最为广泛的是油气田勘探开发领域。国外研究表明地震纵波速度和温度成一定的负相关，利用井间地震技术对浅层蒸气驱油藏进行描述；利用井间地震资料、层析速度的槽波、井间地震技术的高分辨率、层析速度反射成像等使深部的薄储集层成像、检测裂隙及识别尖灭带，研究储集层的连通性。最近几年来，井间地震技术在地质灾害和地层浅部结构应用中得到重视。目前，井间地震在工程勘察中的应用仅限于确定部分地质灾害调查和地层的各向异性特征。如Han-mingGu等对石灰岩中溶洞的形态特征的确定，都应用了井间地震技术；国内众多学者应用了井间地震技术对桥墩基础处断裂的情况进行确认。

2井间地震数据的采集和处理

2.1采集设备的选择

井中震源设备多种多样，在适应能力、激发特性等特征上各有不同，但都遵循井下作业要求，具体包括电火花、控频扫描振动、径向辐射脉冲等。井中震源设备选择的原则：适应井下的特殊环境；高、低频均不可少；高可靠性，保障井间距足够大。

检波器目前主要有推靠式三分量多级检波器和基于流体耦合的多级水听器拖缆两种。推靠式三分量多级检波器记录效率不及水听器拖缆，但资料用途广泛。基于流体耦合的多级水听器缺乏推靠式传感器那种矢量波场的测量能力，但具优点为频率响应高和布置简单。在具体应用检波器时应综合考虑多种因素。目前常用的记录仪器有124道和48道。

2.2数据的采集方法

目前常用的数据采集方法主要有共炮点数据采集、共接收点数据采集、反向移动单道数据采集、炮点—接收点平行同步移动观测、多井井间观测方式、单井井中地震观测方式六种。每种方法的机理各有差异，分别有不同的适应情况。如共炮点数据采集适合于单炮激发多道接收的观测；共接收点数据采集有利于获取道集一致性较好的记录。

2.3数据处理方法

井间地震有反射波成像和层析反演成像两种成像方法。反射波成像处理方法类似VSP数据处理，成像主要有波动方程偏移和CDPMAP方法两种。波动方程偏移采用波动方程方法，CDPMAP方法采用射线追踪与层状介质构造模型方法。

3井间地震技术具体的应用

3.1确定浅层精细构造

3.2在活断层及其上断点确定中的应用

浅层高分辨地震勘探可以提供断层活动、几何形态、位置、宽度等信息。但由于第四纪断层错距较小，尤其在埋深小于30m的浅层，容易受震源附近的干扰波影响，所以浅层高分辨地震勘探不宜使用。但井间地震可以克服以上存在的问题井间地震波的分辨率高、波长短、频率高，所以能分辨较小的断点，同时能避开地面的强烈干扰源。图4井间地震剖面中发现多条小断裂，反映的断层分辨率高，单位精细。但在图5地面地震剖面同一区域，反射波组明显中断。通过图4、5对比可知，井间地震勘探具有极高的分辨能力，远高于常规三维地震。