摘要：为满足实际生产对VSP资料的更高要求，除了加快采集设备和处理软件的更新外，激发方式也是一个不容忽视的重要问题。在川渝地区，长期以来都采用“水炮”作为震源来采集VSP资料，并且认为“水炮”激发方便、资料一致性较好，是VSP资料采集的理想震源，但是在川中、川中-川南过渡带上用水炮采集的VSP资料往往出现主频低、频带窄、波组不齐全的问题，在很大程度上影响了VSP技术的应用效果和推广。以BQ205井VSP测井为例，对“井炮”和“水炮”激发采集的VSP资料从子波一致性、能量的稳定性、分辨率的高低等方面进行了对比分析，认为在低降速带较厚的地区，“井炮”激发采集的VSP资料比“水炮”激发的子波一致性要好、能量的稳定性更优、抗低频的能力更强、分辨率更高。这一结论对四川盆地VSP资料采集及其推广应用具有指导意义。
关键词：四川盆地；井炮激发；水炮激发；子波；能量；稳定性；分辨率；选择
0 引言
随着VSP技术应用范围的进一步扩大，对VSP自身的要求也越来越高。提高VSP资料的采集质量是VSP技术的基础，除了加快采集设备的更新外，还要加强野外采集技术的研究[1～5]。在使用单级检波器采集VSP资料的时代，四川盆地主要采用“水炮”作为激发方式，当时得出的初步结论为：水炮的子波一致性较好，能量稳定[6～8]，但是在川中、川南过渡带地区采用水炮所采集得VSP资料显示其主频比过井地震资料低，能量不稳定。在引进了多级井下采集设备的形势下，为了进一步改进激发方式，提高VSP野外采集质量，在BQ205井做了“井炮”(单井多次激发)、“水炮”激发效果的对比实验。
1 震点布设情况
零井源距震点V0水布设在离该井为82.82m的水田中，采用挖坑(水坑的大小为3m×3m×1m)引水在水中放炮的方法(水炮激发)采集资料，激发药量为1kg；另外在零井源距震点V0水水中激发炮点附近布设一个井中激发震点V0井，即钻5口炮井，炮井井深大于等于15m，5口炮井相对BQ205井呈弧形分布，激发岩性为侏罗系致密砂岩，激发药量为1kg；沿平行邻井地震测线(二维86-D540测线)方向布设了一个水中激发非零井源距震点V1水，采用挖坑引水在水中放炮的方法采集资料，激发药量为1.5kg；另外在非零井源距震点V1水中激发炮点的附近，沿井源连线方向钻5口炮井，布设一个井中激发非零井源距震点V1井，5口炮井编号，炮井井深大于等于15m，井炮激发岩性为泥岩，激发药量为1.5kg。
2 子波一致性比较
2.1 监视记录波形特征比较
一口井的VSP资料采集工作很少能在一个震源点上完成，即使在一个震源点上完成，由于炮井在使用过程中井内激发环境的变化，采集到的子波波形会有些变化。图1是井炮、水炮激发的原始子波监视记录。井炮激发在3口井中完成，1～6炮在第1口井中激发，7～9炮在第2口井中激发，10～11炮在第3口井中激发。可以看出，水炮每次激发的子波明显不一样，而井炮激发的前9炮的子波基本一致，这说明该井炮比水炮激发的一致性好。
2.2 监视记录初至一致性比较
初至时间是VSP资料所包含的一个重要参数，它是从VSP资料中提取地层速度信息以及VSP波场分离的前提。从理论上讲，震源子波的初至时间是严格一致的。而实际上并非如此，炸药震源的时间不一致现象更为明显。其原因主要是炮井位置的改变、激发深度的变化、井中激发环境的变化等。对本次试验的水炮、井炮激发来说也不例外。每炮间初至的变化幅度越小则说明震源的一致性越好。图2为水炮、井炮子波监视记录的初至比较图。从图中可以看出，井炮变化幅度在0.2ms左右，而水炮的变化幅度在1ms左右，这说明井炮的初至一致性比水炮的一致性好。
3 原始资料比较
3.1 零井源距VSP原始资料对比
图3为井炮、水炮激发的零井源距原始Z分量比较图，从图中可以看到以下特征：①两个Z分量记录初至都起跳干脆，时序规则，符合正常变化规律；②两个Z分量波组特征明显，波场信息丰富，清晰可见多套上行波和下行波；③记录上都出现了井筒波、高频干扰等；④从粉红色箭头内的上行纵波可以看出，在水炮记录上表现为上行纵波能量随着偏移距的增大而逐渐减弱，到最后完全淹没在噪声中，而在井炮记录上表现为能量随着偏移距的增大基本不变，这说明井炮能量的稳定性比水炮的好；⑤浅绿色椭圆内的波组能量在水炮记录剖面上表现为随着深度的加深而逐渐减弱，到最后完全淹没在噪声中，而在井炮记录剖面上表现为随着深度的加深也有减弱的趋势，但比水炮减弱的速度慢得多，在1000ms处还能清楚地看到上行纵波的能量；⑥水炮Z分量原始资料的主频在48Hz左右，优势频带为30～80Hz，井炮Z分量原始资料的主频在51Hz左右，优势频带为30～100Hz。由于此井水炮震点处的浅层堆积物少，1m以下就为致密砂岩，因此二者的主频都较高，完全超过了地面地震资料的主频；⑦井炮激发抗井筒波的能力比水炮激发强。
3.2 非零井源距VSP原始资料对比
图4为井炮、水炮激发的非零井源距原始Z分量比较图，从图中可以看到以下特征：①两个Z分量记录初至都起跳干脆，时序规则，符合正常变化规律；②两个Z分量波组特征明显，波场信息丰富，清晰可见多套上行波和下行波；③记录上都没出现了井筒波、高频干扰等；④从淡蓝色椭圆内的上行纵波可以看出，在井炮记录上表现为能量不随偏移距的增大而减弱，连续性好，而在水炮激发记录上表现得模糊不清，横向分辨率明显比井炮的分辨率差；⑤在绿色椭圆内都出现了两同相轴交叉的现象，但是井炮上的同相轴交叉现象比水炮上的清楚，这说明井炮对此构造的分辨能力比水炮的高；⑥从淡红色椭圆内的波场特征可以看出，水炮的低频成分比井炮的要严重，严重影响了上行纵波的特征，这也说明井炮抗低频成分的能力较水炮强；⑦井炮、水炮激发的非零井源距原始Z分量的主频和优势频带都较宽，只是水炮资料在10～20Hz间的能量比井炮强。
4 处理结果比较
对井炮、水炮激发采集的非零井源距VSP资料采用相同的处理步骤和处理参数进行了处理，最终得到了两者的时间偏移剖面。将两者的时间偏移剖面、走廊叠加剖面和合成记录进行综合比较(图5)，从图中可以看出，三者的一致性很好，但是井炮VSP资料偏移剖面的能量比水炮的能量要稳定，波组特征更清楚。比较明显的差别有两处，红色椭圆内的分辨率井炮比水炮的高。粉红色椭圆内的尖灭点成像井炮比水炮清楚，且波组更逼真。总的来说井炮激发比水炮激发VSP资料的能量稳定、分辨率高，波组特征清楚。
5 结论
一般情况下，使用多级检波器采集VSP数据时，“井炮”激发的能量比“水炮”强、一致性比“水炮”好，主频比“水炮”高、抗低频的能力较“水炮”强，变“水炮”为“井炮”是提高原始资料品质的一种有效途径。
参考文献
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[8] 曹统仁.VSP平均速度的应用[J].西南石油学院学报，1999，21(2)：46-48.
(本文作者：范晓南1 曹立斌2 钟萍2 文向东2 1.成都理工大学研究生院；2.川庆钻探工程公司地球物理勘探公司)
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