趙 霏,吳 鵬,王 渝,陳沅忠,3,安樹(shù)杰,3,余 剛,3,桑運(yùn)云,張振權(quán)

(1.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司,北京100016;2.中油奧博(成都)科技有限公司,四川成都611730;3.電子科技大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,四川成都611731;4.中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司研究院,河北涿州072750)

自20世紀(jì)70年代石英光纖研制出來(lái)后[1],光纖通信與光纖傳感技術(shù)開(kāi)始被廣泛研究。1982年,HARTOG[2]提出了分布式光纖溫度傳感技術(shù),標(biāo)志著光纖傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了由準(zhǔn)分布式到分布式的轉(zhuǎn)變。分布式光纖傳感技術(shù)通過(guò)解調(diào)外部擾動(dòng)對(duì)光纖中的傳播光的特性(振幅、散射、相位、波長(zhǎng)等)變化實(shí)現(xiàn)對(duì)外界物理量的測(cè)量,因其在工程上具有輕便、抗電磁干擾、耐溫耐壓、能夠適應(yīng)極端復(fù)雜條件的特點(diǎn),在應(yīng)用上能夠測(cè)量電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、水聲、壓力、振動(dòng)、位移、速度、流量等多種物理量,因而迅速成為國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)對(duì)象。

分布式光纖傳感技術(shù)主要包括分布式光纖聲波傳感(DAS)、分布式光纖溫度傳感(DTS)、分布式光纖應(yīng)變傳感(DSS),在油氣領(lǐng)域的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代,前期主要集中在生產(chǎn)開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)方面,殼牌公司最早使用DTS對(duì)井下溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量[3],MOLENAAR等[4]和BORODIN等[5]利用DAS監(jiān)測(cè)水力壓裂過(guò)程中的泵噪反演裂縫位置及寬度,同時(shí)也用于固完井質(zhì)量評(píng)價(jià),PERKINS等[6]利用DAS的低頻信息及微地震事件評(píng)估水力壓裂的影響范圍,LUO等[7]提取了水力壓裂過(guò)程中DAS微地震記錄的導(dǎo)波反演頁(yè)巖的速度和厚度等,ZHANG等[8]、GHOSH等[9]和李海濤等[10]建立了基于DTS反演模型,解釋壓裂水平井的產(chǎn)出剖面。

DAS技術(shù)在油氣勘探方面的應(yīng)用起步稍晚,近年來(lái)也取得了快速發(fā)展。MESTAYER等[11]、MATEEVA等[12]將DAS技術(shù)應(yīng)用于井中地震勘探,指出DAS相對(duì)于常規(guī)檢波器,具備一次布設(shè)全井段接收、高密度、耐高溫耐壓等優(yōu)勢(shì)。HULL等[13]、YU等[14]、ELLMAUTHALER等[15]和WILSON等[16]利用永置式光纖獲取高一致性資料,進(jìn)一步推動(dòng)DAS-VSP成像由二維到三維,由一次成像到多期次時(shí)移成像,并在水力壓裂效果監(jiān)測(cè)和碳封存監(jiān)測(cè)方面取得了明顯的效果。DOU等[17]、宋政宏等[18]和曹衛(wèi)平等[19]將DAS光纖橫向布設(shè)在淺地表,通過(guò)面波頻散曲線(xiàn)反演獲得了淺層速度結(jié)構(gòu)。DAS在油氣勘探方面的快速應(yīng)用,進(jìn)一步加深了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)DAS采集過(guò)程及數(shù)據(jù)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí),與常規(guī)井中檢波器不同,光纖除了在井中采集接收以外,在光纜內(nèi)部及地面還有部分冗余長(zhǎng)度,為保證DAS數(shù)據(jù)在深度的準(zhǔn)確性,WILLIS等[20]利用檢波器數(shù)據(jù)校正DAS深度,MADSEN等[21]利用井中工具深度標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)校正DAS數(shù)據(jù)深度。KUVSHINOV等[22]提出DAS本身為一個(gè)單分量傳感器,對(duì)軸向應(yīng)變最敏感,垂向應(yīng)變最微弱,WILLS等[23]和WU等[24]指出DAS縱橫波隨地震波入射角的響應(yīng)分別為cos2θ和sin2θ。EAID等[25]、馬國(guó)旗等[26]數(shù)值模擬了DAS-VSP的采集記錄,并分析了標(biāo)距(GL)、脈沖寬度、震源強(qiáng)度等因素對(duì)DAS采集質(zhì)量的影響;MIZUNO等[27]、ALFATAIERGE等[28]討論了DAS解調(diào)標(biāo)距與速度、信噪比的關(guān)系,一定范圍內(nèi)標(biāo)距越大速度誤差越小,信噪比越高。WILLIS等[29]認(rèn)為采用單模光纖采集獲取的VSP資料品質(zhì)更高。李彥鵬等[30]全面對(duì)比了不同激發(fā)源獲得的DAS與檢波器資料在頻率、振幅、子波、走廊等方面的差異。針對(duì)套管內(nèi)DAS-VSP特有的耦合干擾,CONSTANTINOU等[31]利用分布式應(yīng)變和溫度傳感實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纜的松弛度,獲取最佳的光纜采集狀態(tài),從采集源頭上減少了耦合干擾;CHEN等[32]提出基于稀疏理論的DCT與小波字典耦合干擾壓制方法,WILLIS等[33]利用預(yù)測(cè)反褶積方法進(jìn)行耦合干擾壓制,提高了DAS采集資料的信噪比。

DAS-VSP野外采集是在地面進(jìn)行三維地震數(shù)據(jù)采集時(shí),井中布設(shè)光纜同步接收,用于后續(xù)提取井周?chē)貙訁?shù)驅(qū)動(dòng)地面地震資料處理。本文給出了DAS-VSP在無(wú)檢波器做深度標(biāo)定的條件下標(biāo)定光纜深度的方案,提出了對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間方向求導(dǎo)與反演耦合干擾減去法的方法,提升了DAS資料信噪比,將提取的全井段高密度的各向異性參數(shù)用于地面地震井控各向異性疊前深度偏移,有效提高了成像精度與分辨率。

1 分布式光纖聲波傳感技術(shù)原理

1.1 基于Ф-OTDR的分布式聲波傳感技術(shù)

分布式光纖傳感技術(shù)是通過(guò)將光纖作為感應(yīng)介質(zhì)及傳輸介質(zhì)對(duì)幾十千米以?xún)?nèi)的聲波、溫度、應(yīng)變進(jìn)行高密度連續(xù)分布式測(cè)量,基于聲波的分布式光纖傳感測(cè)量是目前井中地震勘探的主要采集方式。光纖材料的本質(zhì)是二氧化硅,在其由熔融態(tài)凝固為固態(tài)的過(guò)程中,光纖內(nèi)部會(huì)存在密度不均情況,理論上可將這些區(qū)域視為波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于光波長(zhǎng)的粒子,此時(shí)光束接觸到這些粒子時(shí)將向各個(gè)方向產(chǎn)生瑞利散射,瑞利散射是一種彈性散射,波長(zhǎng)與入射光保持一致,其光強(qiáng)與入射光波長(zhǎng)的四次方成反比,具體關(guān)系式為:

(1)

式中:IRBS為瑞利散射光強(qiáng);λ為入射光波長(zhǎng)。瑞利散射光強(qiáng)還與散射光和入射光的夾角θ有關(guān):

(2)

圖1 瑞利散射光強(qiáng)隨散射角度變化

將發(fā)生全反射的后向散射光稱(chēng)為背向瑞利散射,可用作光纖傳感系統(tǒng)的信號(hào)光(圖2)。

圖2 光纖傳感瑞利散射產(chǎn)生機(jī)理

基于帶相位信息的光時(shí)域反射的分布式光纖傳感技術(shù)(Ф-OTDR)是解調(diào)背向瑞利散射光的相位變化實(shí)現(xiàn)對(duì)外界信息的測(cè)量,其優(yōu)勢(shì)是無(wú)需直接接觸被觀測(cè)對(duì)象,而通過(guò)介質(zhì)傳播的振動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)其感知,此外靈敏度高、響應(yīng)迅速,與井中地震勘探特點(diǎn)高度符合。Ф-OTDR利用相位變化解調(diào)信息的方式有兩種:一是分布式振動(dòng)傳感DVS(distributed vibrate sensing),解調(diào)散射信號(hào)的強(qiáng)度變化反映外界信息變化,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,能夠?qū)ν獠繒r(shí)間進(jìn)行定性測(cè)量,但由于背向瑞利散射光是由多個(gè)散射信號(hào)疊加而成,外界擾動(dòng)與最終的散射信號(hào)強(qiáng)度無(wú)線(xiàn)性關(guān)系,無(wú)法進(jìn)行定量測(cè)量;二是分布式聲波傳感DAS(distributed acoustic sensing),解調(diào)散射信號(hào)的相位變化對(duì)外界擾動(dòng)信息進(jìn)行測(cè)量,理論上這種相位變化與外界擾動(dòng)呈線(xiàn)性關(guān)系,即DAS能夠定量測(cè)量外界擾動(dòng)信息。

1.2 Ф-OTDR關(guān)鍵性能指標(biāo)

1.2.1 傳感距離

光纖傳感距離是整條光纖能夠解調(diào)外界擾動(dòng)信息的最遠(yuǎn)距離,由于光纖聲波傳感通過(guò)背向散射光的互相干涉疊加的強(qiáng)度/相位差異從而解調(diào)外界擾動(dòng)信息,而DAS系統(tǒng)是按照某一周期TRBS源源不斷地輸入高相干性的窄線(xiàn)脈沖光源,為避免脈沖光與散射光發(fā)生互相干涉,則同一時(shí)間光纖只能存在一束脈沖光。

(3)

式中:L為光纖傳感長(zhǎng)度;c為光在真空中的傳播速度;n為光纖折射率。在一定光強(qiáng)范圍內(nèi)DAS傳感距離L與光能量成正比,而光能量為脈沖寬度τ與脈沖光峰值功率P的乘積。當(dāng)維持脈沖寬度不變,可通過(guò)增大脈沖光峰值功率增強(qiáng)光能量從而擴(kuò)展光纖傳感距離,但過(guò)大將導(dǎo)致產(chǎn)生布里淵散射,從而降低信噪比。

(4)

式中:LSBS為不產(chǎn)生布里淵散射的前提下,通過(guò)增強(qiáng)脈沖光峰值功率所能解調(diào)的最遠(yuǎn)距離;k為聲波波矢;gB為布里淵增益系數(shù);Aeff為纖芯的有效面積;Leff為等效作用長(zhǎng)度;ΔvB為布里淵線(xiàn)寬;Δvi為入射光線(xiàn)寬。提升脈沖光峰值功率增加光纖傳感距離范圍有限,在工程應(yīng)用中,往往是通過(guò)擴(kuò)大脈沖寬度增加光纖傳感距離。

1.2.2 空間分辨率

Ф-OTDR的空間分辨率與瑞利散射發(fā)生干涉的最大光程差相關(guān),如圖3所示,當(dāng)一束脈沖寬度為τ的入射光由左向右傳播,在tf時(shí)刻,入射光前沿產(chǎn)生背向瑞利散射Ef,經(jīng)過(guò)Δt時(shí)刻后,Ef往左傳播了τ/2,此時(shí)入射光后沿產(chǎn)生背向瑞利散射Ee,Ee與Ef將同時(shí)到達(dá)探測(cè)器并發(fā)生干涉,所以空間分辨率Z可表示為:

圖3 Ф-OTDR背向瑞利散射干涉示意

(5)

結(jié)合前文可知,光纖傳感距離與空間分辨率主要受脈沖寬度影響,且互相制約,脈沖寬度寬,則傳感距離長(zhǎng),空間分辨率下降,相反,脈沖寬度窄,則傳感距離短,空間分辨率高。

2 DAS-VSP數(shù)據(jù)采集

DAS-VSP采集使用的是國(guó)產(chǎn)光纖解調(diào)系統(tǒng)uDAS,在井筒周?chē)M(jìn)行了光纜布設(shè)。目前光纜布設(shè)方式主要包含3種:①永置式光纜布設(shè),即光纜安置在最內(nèi)層套管外部,在固井時(shí)隨套管一起下井,最終水泥膠結(jié)使光纜與地層直接耦合,該方式采集效果普遍較好,光纜不可回收;②井筒外光纜布設(shè),光纜綁在生產(chǎn)井井筒外部,該方式一般用于油氣開(kāi)發(fā)中的監(jiān)測(cè);③套管內(nèi)光纜布設(shè),為本次研究實(shí)施的布設(shè)方式,光纜隨重物牽引貼合井壁下井,該方式采集光纜可回收,但采集質(zhì)量易受光纜與井壁的耦合效果影響(圖4)。

圖4 DAS-VSP采集示意

光纖采集預(yù)設(shè)接收主要參數(shù):光纜采集深度范圍為1～1 900 m全井段采集;時(shí)間采樣間距為1 ms;空間采樣間距為1 m;光纖檢波器級(jí)數(shù)為1 900級(jí)。

獲取的光纖資料如圖5所示,可見(jiàn)光纜獲取的數(shù)據(jù)主要包含光纖傳感區(qū)域與解調(diào)冗余區(qū)(該范圍與光纖背景噪聲無(wú)關(guān)),首先面臨的問(wèn)題是:如何將光纖解調(diào)出的各道數(shù)據(jù)分配到正確的深度位置上,這將影響到后續(xù)DAS-VSP提取的時(shí)-深關(guān)系、速度、走廊等相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性。

圖5 DAS采集原始資料

結(jié)合圖4與圖5可見(jiàn),光纜在地面有一段余長(zhǎng)連接uDAS主機(jī),且考慮到光纖纖芯防拉斷的問(wèn)題,一般有:

Lc>Lf>Lw

(6)

式中:Lc為光纜長(zhǎng)度;Lf為光纜中光纖長(zhǎng)度;Lw為井深。光纖檢波器解調(diào)間距應(yīng)大于預(yù)設(shè)的1 m道間距。

井中檢波器的深度位置較為準(zhǔn)確,通過(guò)檢波器與光纖的初至及時(shí)深關(guān)系,能夠較為準(zhǔn)確地對(duì)光纖深度進(jìn)行校正,但實(shí)際DAS-VSP測(cè)井實(shí)施中因經(jīng)費(fèi)原因等無(wú)法對(duì)每口井進(jìn)行光纖與檢波器同時(shí)測(cè)井。通常認(rèn)為光纖檢波器道間距d與井中光纖通道數(shù)N的乘積為觀測(cè)井深DM,故有:

(7)

式中:Xwd與Xwb分別為DAS-VSP測(cè)井時(shí)井口位置與井底光纖所在道。通過(guò)確定Xwd或Xwb為參考道,即可對(duì)井中光纖采集深度進(jìn)行校正。本文采用在井口用一高頻震源為激發(fā)源,確定井口道,并以其為參考點(diǎn)。

圖6為井口試驗(yàn)采集記錄,對(duì)比可大致確定井口范圍為200～300道,在此基礎(chǔ)上,高頻震源與背景噪聲采集結(jié)果由t-x域轉(zhuǎn)換到f-x域,可統(tǒng)計(jì)其能量變化。在本試驗(yàn)中,為避免方法的偶然性,額外采集了兩炮高頻震源記錄,從而確定井口參考道。

圖6 井口試驗(yàn)采集記錄

如圖7所示,DAS光纖明顯記錄出高頻震源信號(hào)與背景噪聲的差異主要集中在300～400 Hz區(qū)間,對(duì)其統(tǒng)計(jì)能量規(guī)律(圖8),明顯可見(jiàn)高頻記錄能量在第255道皆出現(xiàn)最大值,且能量基本以其為中心迅速衰減,結(jié)合公式(7)可算得井底光纖所在道Xwb。

圖7 井口試驗(yàn)采集記錄不同數(shù)據(jù)的f-x譜

圖8 背景噪聲與高頻震源記錄f-x域能量統(tǒng)計(jì)

3 DAS-VSP時(shí)間方向求導(dǎo)及耦合干擾壓制

3.1 時(shí)間方向求導(dǎo)前后頻譜、信噪比、相位、振幅對(duì)比

與常規(guī)速度檢波器檢測(cè)速度物理量相比,光纖通過(guò)應(yīng)變感知外界環(huán)境信息,我們將測(cè)得的DAS數(shù)據(jù)依次對(duì)單道數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間方向一階求導(dǎo),可得到類(lèi)似于速度方面的信息。圖9為時(shí)間求導(dǎo)前、后DAS數(shù)據(jù)對(duì)比,可見(jiàn),時(shí)間求導(dǎo)后,紅色虛線(xiàn)框中的上行反射縱波信息明顯增強(qiáng);圖10為虛線(xiàn)框內(nèi)時(shí)間求導(dǎo)前、后頻譜對(duì)比,求導(dǎo)前后頻譜特征基本一致,相比原始DAS數(shù)據(jù),求導(dǎo)后數(shù)據(jù),對(duì)低頻成分有壓制作用,對(duì)高頻成分有抬升作用;圖11為DAS數(shù)據(jù)時(shí)間求導(dǎo)前、后信噪比對(duì)比,由圖可見(jiàn),時(shí)間求導(dǎo)對(duì)中淺層數(shù)據(jù)信噪比有一定的提升作用。

圖9 DAS數(shù)據(jù)時(shí)間求導(dǎo)前(a)、后(b)對(duì)比

圖10 DAS數(shù)據(jù)時(shí)間求導(dǎo)前、后頻譜對(duì)比

盡管時(shí)間求導(dǎo)后DAS數(shù)據(jù)的信噪比與高頻成分有所提升,但我們注意到圖9中時(shí)間求導(dǎo)后上、下行波的相位出現(xiàn)了差異。圖12為抽取第900 m深度DAS數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)間求導(dǎo)前、后相位差異,可見(jiàn)時(shí)間求導(dǎo)后波形比之前滯后約90°相位。圖13a為抽道疊合顯示了時(shí)間求導(dǎo)后的800～1 000 m深度記錄,黑色為時(shí)間求導(dǎo)前記錄,紅色為時(shí)間求導(dǎo)后記錄,時(shí)間求導(dǎo)后下行波、地表多次波、上行反射波均表現(xiàn)出與求導(dǎo)前滯后約90°相位,經(jīng)過(guò)90°相移后,主要波形在相位上基本趨于一致(圖13b)。

圖12 抽取第900 m深度DAS記錄時(shí)間求導(dǎo)前(黑)、后(紅)相位比較

圖13 800～1 000 m深度,時(shí)間求導(dǎo)前、后DAS數(shù)據(jù)(a)和對(duì)時(shí)間求導(dǎo)后DAS數(shù)據(jù)90°相移后數(shù)據(jù)(b)的抽道疊合顯示

圖14統(tǒng)計(jì)了時(shí)間求導(dǎo)前、后初至以下100 ms時(shí)窗內(nèi)的歸一化均方根振幅能量,可見(jiàn)時(shí)間求導(dǎo)后歸一化均方根振幅能量基本一致,即說(shuō)明時(shí)間求導(dǎo)并不會(huì)明顯改變初至相對(duì)能量,并不影響后續(xù)井驅(qū)參數(shù)真振幅因子Tar與地層吸收衰減系數(shù)Q的求取。

圖14 時(shí)間求導(dǎo)前(藍(lán))、后(紅)歸一化初至振幅對(duì)比

3.2 反演耦合干擾減去法壓制耦合噪聲

永置式光纖在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少,目前大多采用可回收光纖(套管內(nèi))隨重錘牽引下井布設(shè)進(jìn)行VSP數(shù)據(jù)采集。這種布設(shè)方式使得光纜與井壁在局部深度段容易出現(xiàn)耦合效果不佳的情況,如固井質(zhì)量差、井壁不光滑等原因造成光纜與井壁出現(xiàn)空隙,形成一種光纖VSP數(shù)據(jù)特有的“鋸齒狀”干擾(圖15)。這種鋸齒狀干擾在空間上表現(xiàn)為相對(duì)固定,在時(shí)間上表現(xiàn)為周期性強(qiáng),隨時(shí)間增加而逐漸變?nèi)?時(shí)頻域上顯示頻率特征相對(duì)集中(圖16)。

圖15 含有耦合干擾的DAS-VSP采集記錄

圖16 DAS耦合噪聲單道記錄時(shí)頻分析

分析研究DAS光纖采集資料耦合噪聲特點(diǎn),采用反演耦合干擾減去法進(jìn)行壓制,處理流程主要包括以下步驟。

1)道間能量差異分析得到耦合噪聲的起始結(jié)束道序號(hào)n1,n2,掃描耦合噪聲傳播速度(圖17),統(tǒng)計(jì)每道能量,確定反射系數(shù)Ri。

圖17 DAS耦合噪聲區(qū)域與視速度確定

2)耦合噪聲起始道前若干道下行波作為初始子波W,建立最優(yōu)化方程:

(8)

式中:Di為第i道數(shù)據(jù)。

3)反演子波W(圖18)與擬合噪聲(圖19)。

圖18 DAS初始子波與反演子波

圖19 耦合噪聲反演結(jié)果

4)減去擬合噪聲。

圖20為耦合噪聲壓制前、后的結(jié)果。針對(duì)耦合噪聲段進(jìn)行去噪處理,可以得到高信噪比資料。這種去噪方式能夠最大程度地去除干擾波,并能較好地保留VSP有效反射信息。

圖20 耦合噪聲壓制前(a)、后(b)記錄

4 DAS-VSP井驅(qū)應(yīng)用效果

光纖檢波器直接置于井中,具有確定的時(shí)深關(guān)系、準(zhǔn)確的地層信息、豐富直觀的波場(chǎng),但其信息空間分布不均勻,缺乏宏觀能力。地面地震的優(yōu)點(diǎn)在于其觀測(cè)系統(tǒng)靈活、成像孔徑大,但時(shí)深關(guān)系不確定、無(wú)直接地層信息。DAS-VSP數(shù)據(jù)提取出的層速度、各向異性參數(shù)信息可用于井控各向異性速度場(chǎng)的建立,其中各向異性參數(shù)是井附近的隨深度變化的一維函數(shù),在井周?chē)飨虍愋詸M向變化相對(duì)緩慢,通過(guò)地面解釋層位約束內(nèi)插可實(shí)現(xiàn)各向異性參數(shù)場(chǎng)的建立。研究區(qū)地下構(gòu)造相對(duì)平緩,在近水平層狀介質(zhì)條件下,利用DAS-VSP的變偏移距的初至走時(shí),進(jìn)行各向異性參數(shù)反演:

v=v0(1+δsin2θcos2θ+εsin4θ)

(9)

式中:v為入射角為θ時(shí)的地震波速度;v0為VTI介質(zhì)對(duì)稱(chēng)軸方向的地震波速度。通過(guò)雙參數(shù)同時(shí)掃描,當(dāng)?shù)仁絻啥瞬钪底钚r(shí),求得各向異性參數(shù)最優(yōu)解。井控疊前各向異性深度偏移將構(gòu)造約束的疊前深度速度場(chǎng)作為初始速度場(chǎng),研究區(qū)本溪組以上采用井約束沿層速度迭代和網(wǎng)格層析,后加入井控各向異性參數(shù)(圖21)迭代得到最終疊前深度偏移速度場(chǎng)。

圖21 不同深度各向異性參數(shù)δ與ε掃描結(jié)果

圖22對(duì)比了井控疊前各向異性深度偏移前、后剖面,可見(jiàn)井約束的各向異性深度偏移剖面中淺層偏移畫(huà)弧現(xiàn)象得到明顯壓制,深度歸位更加準(zhǔn)確,高頻部分得到大幅拓展(圖23)。圖24為井驅(qū)處理后最終成果連井剖面,研究區(qū)主要目的層石千峰組和太原組井震深度誤差小于0.15%(表1)。

圖24 井控偏移最終剖面與井震標(biāo)定

表1 主要目的層誤差分析表

5 結(jié)束語(yǔ)

本文討論了光纖聲波傳感技術(shù)(DAS)在實(shí)際井中數(shù)據(jù)采集過(guò)程中解決的一些問(wèn)題,分析了DAS-VSP采集資料的特點(diǎn),研究了DAS-VSP數(shù)據(jù)的去噪處理與井驅(qū)處理應(yīng)用,得到以下認(rèn)識(shí)。

1)套管內(nèi)光纖布設(shè)目前仍然是國(guó)內(nèi)DAS-VSP數(shù)據(jù)采集的主要方式,結(jié)合光纖折射率、尾端冗長(zhǎng)及井口定位的方法,在沒(méi)有井中檢波器的條件下,能夠解決井中光纖的深度定位問(wèn)題。

2)套管內(nèi)DAS-VSP采集資料經(jīng)過(guò)時(shí)間求導(dǎo)后,可轉(zhuǎn)換成類(lèi)似于速度檢波器的資料,由應(yīng)變變化轉(zhuǎn)化為應(yīng)變率的變化。時(shí)間求導(dǎo)后信噪比、上行波能量、高頻成分得到提升,與原始采集資料的相位相差約90°。

3)耦合干擾是套管內(nèi)DAS-VSP采集中存在的難以避免的干擾,采用反演耦合干擾減去法能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的壓制,從去噪后井地聯(lián)采數(shù)據(jù)中提取的速度與各向異性參數(shù)信息,進(jìn)行井控各向異性疊前深度偏移,有效地提高了地面地震成像的精度與分辨率。