1、垂直(chuzh)地震剖面法第一(dy)部分1. 垂直(chuzh)地震剖面的基本概念：垂直地震剖面(VSP)是一種地震觀測方法，它是與通常地面觀測的地震剖面相對應的地面觀測的地震剖面是在地表附近的一些點上激發地震波，同時在沿地面測線布置的一些檢波點上進行觀測；垂直地震剖面也是在地表附近的一些點上激發地震波，但它是在沿井口不同深度布置的一些檢波點上進行觀測前者檢波器放在地表，測線沿地面布置，所以又稱水平（或地面）地震剖面；后者檢波器放在井中，測線沿井孔垂向布置，所以稱為垂直地震剖面在水平地震剖面中，因為檢波器置于地面，所以除沿地表傳播的直達波和面波外，只能接受到來自地下的上行波；在垂直地震剖面

2、中，因為檢波器通過井置于地層內部，所以既能接受到自下而上傳播的上行波，也能接受到自上而下傳播的下行波，這或許是垂直地震剖面與水平地震剖面相比最重要的一個特點垂直地震剖面實際上也是一種井中觀測方法，它是早已廣泛使用的地震測井（又稱速度檢驗放炮）方法的變革和發展地震測井和垂直地震剖面的不同在于：前者只利用記錄的初至波，后者不僅利用記錄上的初至波，也要利用記錄上的續至波；前者的觀測點距通常較大，后者的觀測點距很小；前者只利用震源在井口附近的零偏移距觀測系統，后者還利用震源偏離井口的偏移距觀測系統和多偏移距觀測系統；前者的目的主要是測定波速，后者主要是研究井旁地層剖面及在實際地質介質中研究波的形成和傳

3、播的規律除此之外，垂直地震剖面在其發展過程中已經研制了專門的儀器系統，試驗了成套的野外工作方法，并發展了解釋的理論基礎所以它已遠遠超出地震測井原來的范圍，而發展成為一套完整的，獨立的，新的觀測方法垂直地震剖面有一些明顯的優點：地面剖面基本上是通過觀測波場在水平方向的分布來研究地質剖面的垂向變化，垂直剖面是通過觀測波場在垂直方向的分布來研究地質剖面的垂向變化，因此，波的運動學和動力學特征更明顯，更直接，更靈敏地表觀測離開介質內部有意義的界面較遠，與界面有關的波需要經過一段復雜的旅程才到達地表，垂直剖面可以在介質內部緊靠界面附近觀測，因而可直接記錄到與界面有關的較純的地震子波的波形地面地震記錄上主

4、要的干擾波大都來自剖面上部，由于這些干擾，往往使地面記錄上波的識別和對比發生困難垂直地震剖面由于在介質內部點上直接觀測，因而有可能避免和減弱上部低降速帶的干擾，易于識別波的性質地面觀測時，由于剖面上部的影響，地震噪聲水平較高，儀器有效靈敏度受到限制，因而很難記錄和識別強度低的弱波垂直剖面在介質內部的點上觀測，由于地震噪聲水平隨深度迅速衰減，因而可以大大提高儀器的有效靈敏度，并使弱波的觀測成為可能地表觀測時，不同界面的波到達地表測線上各點的方向都是來自下方，且彼此差異不大，垂直剖面觀測時，不同界面的波到達井內測線上各點的方向可以(ky)是來自上方，也可以是來自下方，而且在界面附近發生突變，所以垂

5、直剖面可以有效地利用波的達到方向這一特點地表觀測時，由于低速帶和剖面上部的影響，波的質點運動方向發生畸變(jbin)垂直剖面由于能避開剖面上部和低速帶的干擾，所以(suy)能夠較準確地觀測波的質點運動方向，因而可以利用波的空間偏振（或極化）這一特別靈敏的參數來研究波的性質和地層巖性2.VSP震源選擇的一般原則：VSP所用的震源最好與VSP井旁地面地震剖面所用的震源一致VSP各次激發的震源子波應具有高度的一致性和重復性VSP震源的輸出強度應該適中激發頻譜應盡可能寬，以便提高分辨率除此之外，激發的干擾波能量應該相對較小或者易于壓制，激發的波型應該與勘探的目的相一致等等也都是選擇震源時應該考慮的原則

6、3.垂直地震剖面所用的震源有：炸藥震源，振動震源，氣槍，電火花震源，橫波VSP震源4.干擾波分析：VSP使人們發生強烈興趣的一個優點是它可以避開地面觀測時來自地表附近的一些噪聲，但是VSP也有它自己的一些噪聲，例如電纜波，套管波，井筒波，井下儀器耦合不良的噪聲和其它噪聲等1).井筒波井筒波是VSP觀測中最討厭的一種相干噪聲，多次激發時，自身會重復出現，不能像壓制隨機相干那樣，通過疊加消除，它是沿井柱流體傳播的波，也可看成是井柱流體和其周圍地層的柱形分界面附近傳播的界面波VSP資料采集過程中井筒波的壓制和預防，具體來說，可以有下面一些方法：（）增加震源偏移距；（）在震源和井口之間設置障礙物；（）

7、震源組合；（）在安全和實際許可的范圍內降低泥漿柱頂面的高度2).井下儀器和地層耦合不良引起的噪聲如同地表觀測時，因檢波器埋置不良將引起地震噪聲一樣，VSP觀測時，如果井下儀器沒有推靠到井壁上或者推靠力不夠也將引起不同程度的噪聲為了避免因井下儀器與地層耦合不好而引起的噪聲，首先必須采用有推靠裝置的井下儀器，而且推靠力要足夠大，在在裸眼井中觀測時，應該參考井徑曲線，避開井徑過大的深度位置，并在預定深度上下移動，選擇有可能牢固推靠井下儀器的位置3).電纜波電纜波是一種因電纜振動引起的噪聲電纜波的速度與電纜結構有關，對于測井中常用的多芯屏蔽電纜，加爾彼林測得的速度是2500-3500米秒電纜波在記錄淺

8、部可以成為初至波，如果將其錯誤地識別為下行直達波，會使速度分析的結果弄錯電纜波也可以是續至波，在VSP記錄上它將掩蓋正常的地層反射引起電纜振動的原因包括：地表井場附近的機械振動；風搖動井架；地滾波掃過井口等通常防止電纜波干擾的辦法是：先把井下檢波器組牢固地推靠到井壁上，而后放松電纜觀測，一般松纜長2-4米，就能對電纜波的傳播產生足夠的阻尼；松纜太多，反而會引起電纜纏繞打結，造成遇阻的危險4).套管(to un)波套管波主要是由于套管和地層膠結(jioji)不良而引起的一種干擾靠近地表的井段常常下有多層鋼套管(to un)如果每層套管以及套管和井壁之間都膠結很好，仍然可以記錄到良好的地震響應蘇聯

9、對于淺部多層套管引起的鳴震干擾的解決辦法是，在VSP觀測井附近再鉆淺井，下套管，并很好的膠結，以代替原來VSP觀測井的淺部進行觀測有的井內只有單層套管如果套管和井壁地層之間膠結良好，則VSP觀測的效果可與裸眼井等價5).其它噪聲交流電感應；柴油機等的振動；隨機振動第二部分同深度迭加同深度迭加類似于常規地震勘探中的垂直迭加，即對每一井下觀測深度，重復激發5到30次每次獨立地記錄，而后將這些多次記錄的起始時間對齊并相加設記錄深度為時第次激發的一道記錄為，則迭加后的記錄為：式中重復激發的次數同深度迭加的目的：（）增強信息能量；（）壓制隨機噪聲影響同深度迭加效果的因素包括：（）每道子波特性是否相同；（

10、）是否有相干噪聲存在；（）起始時間是否對齊初至拾取所謂初至拾取指的是確定VSP每一深度的記錄道上初至下行波的起始時間精確拾取的初至時間主要用于：建立可靠的時深關系；以較高的精度計算(j sun)層速度；對聲波測井曲線進行(jnxng)標定；為排齊，提取子波波形(b xn)等后面的處理提供可靠的參數初至拾取是一項頗為重要的基礎性處理，而處理是否成功關鍵在于精確法國CGG公司的兩位研究人員曾專門討論VSP初至拾取誤差的來源他們認為，誤差的第一個來源是確定時間起點（即通常爆炸信號所指示的時刻）不準引起的第二個來源可能是由于相鄰界面的反射，而不是由于拾取方法本身為了提高初至拾取的精度，CGG公司曾采用

11、下列方法：選取一道較好的記錄，與各道進行互相關，然后再進行拾取；拾取之前，先進行帶通濾波除此之外，為了可靠地確定時深關系，計算層速度，并為了更好地與聲波測井記錄相聯系，他們認為，在離開明顯界面的某些距離上，選擇一些點，對聲波測井曲線進行標定是非常必要的靜態時移和排齊排齊是VSP資料常規處理中必不可少的處理項目所謂排齊，就是通過時移將記錄上的同相軸按時間對齊對于VSP記錄，有兩類排齊，一類是下行波排齊，一類是上行波排齊，兩者是分別進行的對于水平界面下的零偏移距VSP觀測，排齊主要通過靜態時移實現排齊處理的質量影響后面幾項重要的處理，例如，垂直迭加（混波），走廊迭加，上行波和下行波分離，提取子波波

12、形等影響排齊效果的因素包括：初至拾取的精度；實際地層與假設是水平界面零偏移距觀測的模型的符合程度；非地表地震深度變化引起的誤差是否已作了可靠的炮點靜校正；爆炸信號因爆炸延遲和其它隨機因素引起的誤差是否已作了額外的補償震源子波整形VSP大多數的處理和解釋都以每個深度道有相同震源子波波形的假設為基礎例如，多道速度濾波處理模型中，假設前提是相鄰記錄道的有效波形相同，只是到達時間不同如果震源波形變化，使條件不成立，則速度濾波后的資料質量將會變壞再如，解釋時，人們希望根據波形變化，這也以假定波形變化為前提但是，VSP實際觀測時，震源子波波形很少一致，即使利用氣槍等重復性較好的震源，并盡可能保持恒定的激發

13、條件，仍然很難得到完全一致的激發波形，如果采用炸藥，則震源波形變化更大解決這一問題的辦法是在震源附近布置震源監控檢波器，并利用監控檢波器記錄的波形，對每道記錄作震源子波整形濾波處理過程主要分兩步：選擇某一監控檢波器記錄的震源子波為期望輸出，其它各深度道監控檢波器記錄的各個震源子波作為輸入，用最小平方方法求出每一道的子波整形的濾波算子；用求出的反褶積算子，對相應深度井下檢波器的原始記錄作反褶積，求得該深度道經過子波整形的記錄5.頻譜分析(fnx)和帶通濾波帶通濾波的目的(md)是壓制隨機噪聲背景和某些相干噪聲為了根據有用信號，相干噪聲和隨機噪聲的頻率(pnl)選擇濾波的通帶，先要進行頻譜分析如果

14、相干噪聲的頻帶全部或部分在有用信號的頻帶之外，濾波的效果比較明顯如果相干波的頻帶在有效信號頻帶之內，設計只讓信號頻帶通過的濾波器，信噪比也會有部分改善6.分離上行波和下行波分離VSP記錄的上行波和下行波主要依據兩者的視速度不同在VSP中，下行波隨著記錄深度增加，旅行時增加，視速度為正號；上行波隨著記錄深度增加，旅行時減少，視速度為負號VSP波場分離的特點主要包括：下行波能量很強，上行波能量很弱為了從方向已充分確定的下行波中，將被掩蓋的微弱的上行波恢復出來，要求速度濾波器在非常窄的速度帶寬內，具有極為有效的抑制能力；空間采樣點受井內條件的限制，點距往往不規則，這個要求規則采樣的一些波場分離方法的

15、使用帶來困難；實際操作中，希望參加速度濾波的道數盡可能少，這一方面因為道數多時，傳播信號的特性容易變化，另一方面因為受成本和施工條件的限制總起來說，已出現的用于分離VSP上行波和下行波場的方法主要有：（）垂直迭加；（）多道速度濾波；（）濾波；（）域濾波；（）中值濾波；（）最佳組合濾波；（）最小二乘濾波7.反褶積反褶積也是VSP資料處理序列中的一項重要處理，其內容主要包括：利用下行波，計算反褶積算子，對下行波列作反褶積；利用下行波提取的算子，對上行波列作反褶積；利用VSP算子提取的反褶積算子，對地表記錄作反褶積8.垂直求和或迭加為了進一步增強上行波，衰減下行波，提高信噪比，并為了VSP資料更好地

16、與井旁地面地震剖面對比，常進行垂直求和處理，有幾種稍有不同的作法，名稱也略有區別1) 局部垂直迭加和時間加權的垂直迭加這種處理類似于地面地震資料處理中的混波，首先將經過上行和下行波場分離及反褶積處理的資料排齊，而后按下面公式進行迭加：式中第個深度點的輸出；第個深度點的信號輸入；濾波(lb)函數；濾波(lb)（或混波）道數；（）當時，混波的權系數為常數(chngsh)，迭加的輸出即輸入的平均值和的選擇取決于：信噪比的局部變化，上行波的相干程度，頻率成分，要求的空間分辨率等因素2)累積求和 這種處理稍有不同，求和按下面公式進行：式中深度點的累積求和輸出；深度點的信號輸入；用于補償累積求和中同相軸數

17、目的函數，平衡輸出的幅度這種求和方法的優點是：信噪比改善明顯，地下深處振幅很小的反射波能得到增強，可以使VSP與井旁地面地震資料更有效地聯系缺點是：因為求和跨越的距離太大，不能反映反射波形向上傳播過程中的變化分辨率降低(3)垂直求和這種處理的方法是：先排齊上行波，再將所有道的數據按等時間線相加在一起，得到一個輸出道，輸出資料為單道記錄，但是為了便于觀察，將該單道輸出重復顯示若干次，形式上變為多道(4) 限制的垂直求和 限制的垂直求和又稱前走廊迭加，走廊迭加和切除迭加9最大相干濾波為什么要設計這種最大相干濾波呢？當放置VSP檢波器的井旁過傾角不同的反射界面時，或者當井旁有地層中斷等繞射點時，記錄

18、的上行波場可能非常復雜，例如某些傾斜層反射波太弱，難以見到，某些繞射波太強，掩蓋其它同相軸的特征，另一些繞射波又可能為其它強波所淹沒但是這些同相軸之間有一個重要差別，就是他們各自具有不同的視速度因此，為了準確的解釋這些同相軸，最好先通過速度濾波將它們分離，而后根據需要，再將各次分離的結果，經過振幅平衡，顯示在一張圖上這就是最大相干濾波的概念最大相干濾波如何進行呢？其實現的主要步驟為：(1) 分離上行和下行波場，采用濾波(lb)或者中值濾波等任意一種方法；(2) 對于(duy)分離后的上行波場，進行多道速度濾波和掃描，即選擇一系列只增強某一速度范圍同相軸的圖幅設每一窄速度(sd)通帶的中心速度為

19、：式中是垂直距離，可以任意選擇，但通常選為檢波點深度間隔，是時間間隔，按用戶要求調整，其變化范圍為：這時幅速度濾波的通帶，用時深圖中的陡度表示，分別為：多道速度濾波的方法有很多種，可以根據情況選用(3) 為了將幅按不同速度分別增強的同相軸的主要特征統一顯示在一張圖上，先對每幅加不同的固定增益，使它們的最大振幅相同，而后用下列公式將它們合在一起：設（，）表示第幅速度濾波圖中深度和時間的樣值，則最后按時空坐標系顯示的樣值為： K1，2，N式中取符號運算sgn表示當是正時取為+1，當是負時取為-1 10傳遞函數 tullos和Reid討論過傳遞函數的概念他們借用通信理論，將波通過地層剖面的透射和反射

20、看成一個輸入輸出系統，并用下式定義地層剖面的傳遞函數：式中I(t)輸入(shr)；O(t)輸出(shch)；N(t)不相關(xinggun)的隨機噪聲；T(t)地層剖面的傳遞函數這種傳遞函數從總體上完全描述了地層剖面的全部聲學特性，因為當噪聲不存在時，傳遞函數與線性系統的脈沖響應相同傳遞函數對地震資料解釋意義很大，因為利用它可以避免對波場和地層剖面之間的相互關系作仔細的錯綜復雜的分析當假設平面縱波法線入射到水平層狀介質的地層剖面的條件下，如果輸入是進入剖面頂面的入射波列，則有兩個傳遞函數，對應的有兩個輸出：一個是從地層剖面底面出射的透射波列；另一個是經底界面反射傳到地面的上行反射波列傳遞函數也

21、常通過傅氏變換從時間域等價地轉換到頻率域中考慮，這時時域中的褶積變為頻域中的相乘，并且傳遞函數的振幅譜有時能更清楚地顯示地層剖面的性質11波阻抗測井曲線的估算 利用VSP資料也可估算作為深度函數的地層波阻抗測井曲線，并且因為VSP可以在有意義的反射層序列附近測定反射波場，及較準確地了解震源子波，因而估算阻抗更容易，估算的結果也更精確和可靠根據VSP資料估算波阻抗可以有不同的方法，原理也很簡單，實際中遇到的主要困難是測量誤差和隨機噪聲的干擾一種常用的方法是利用經過上行和下行波分離，反褶積，垂直求和，并保持振幅的VSP上行波資料，采用與地表地震資料波阻抗反演相類似的方法，由反射振幅變化估算波阻抗考

22、慮到誤差和噪聲，人們往往采用迭代的方法，根據最小平方準則，逐步修改估算的波阻抗，使其最佳逼近真實的波阻抗另一種常用的方法是通過前面描述的反射傳遞函數估算阻抗阻抗測井曲線，其要點是：(1)由VSP資料計算反射傳遞函數；(2)假設傳遞函數的主要波峰和波谷對應于波阻抗的變化；(3)確定起始的波阻抗值，根據傳遞函數的幅值變化計算波阻抗的變化；(4)將每一個波阻抗變化都加到前面的波阻抗值上，得到一條通過傳遞函數估算的新的波阻抗值曲線 第三部分射線理論是研究地震波的一種古老的而又充滿青春活力的工具射線理論有多方面的用處，制作地震射線模型只是其應用的一個方面在各種制作二維VSP模型的方法中，基于射線理論的方

23、法是目前用的最廣泛的用射線法制作三維VSP模型也有其獨特的優點有兩類VSP射線模型，一類是只考慮運動學特征的幾何射線追蹤模型，一類是還要考慮動力學特征的漸近射線追蹤模型前者只確定波的射線路徑(ljng)，計算波沿射線傳播的時間，后者還要確定波的振幅，波形，質點振動方向等其它動力學特征前者一般用于聲學介質，后者還用于彈性介質前者適用的范圍小，后者適用的范圍大，前者可看成是后者的特例射線法的主要優點是：概念明確，顯示(xinsh)直觀，運算簡便，適應性強其缺陷是：應用有一定限制條件，計算結果在一定程度上是近似的，對應復雜構造進行兩點三維射線追蹤往往比較(bjio)麻煩射線法原來在天然地震鄰域中應用

24、較多，近幾年，正大量涌入地震勘探鄰域，形成一股加潮另外，射線法和波動方程理論相結合，解決地震學和地震勘探中的各種正，反演問題，也是目前發展的一種趨勢射線理論簡述）基本方程（）射線級數不均勻完全彈性各向同性介質中彈性波的運動方程可為：式中介質密度；拉梅彈性常數；波函數；-哈密頓算符， 假設遠動方程的時間簡諧函數解可用的負冪表示為： 式中與無關(wgun)我們(w men)稱開展式為射線級數，為相位(xingwi)函數，為射線級數的振幅系數，或簡稱為射線級數的系數，運動著的等相位面成為波前，與波前正交的軌跡線稱為射線，每條射線在其與波前交點上的方向都與該點波前的梯度的方向一致當然，我們假定，否則式

25、將不表示傳播著的波和都是坐標的位置函數，如果知道某些初始條件，將代入后，可確定和基本方程組為了求相位函數和振幅系數，首先要導出射線理論的基本方程組假設：及其導數連續；及其導數在短距離內不迅速變化；是解析函數，且，0將代入式得：因為對任何都成立，所以各次冪的系數都為零因此有：（）這是一個遞推的偏微分方程組，由此方程組可以求及所有的我們稱此方程組為射線理論的基本方程）程函方程和 此兩式即程函方程(fngchng)，式描述P波傳播(chunb)的運動學特征，是P波的速度(sd)，描述S波傳播的運動學特征，是S波速度程函方程是求解波的運動學問題的基本方程，可以確定如象波前，射線，旅行時等波的運動學性質

26、只有在均勻，各向同性，無限介質中，運動方程才能完全分成兩種不同（P波和S波）的方程，且兩者不互相耦合在不均勻介質中，運動方程不能完全分成兩種波的方程，兩種波將互相耦合，但是在高頻情況下，如果及其導數連續，則不均勻介質中仍可近似認為存在著兩組獨立的波前，一組是壓縮波（P波），按局部速度傳播，另一組是切變波（S波），按局部速度傳播并且只當級數取零階近似時，這兩種波才不互相耦合 計算旅行時利用程函方程，我們可以計算空間任意點波的旅行時，引入S作為沿射線的弧長因為射線與波前是互相正交的，所以由程函方程可得：或式中沿射線的方向導數；V沿射線的波速度或波速度對沿弧長積分得：如果給定的初值，則由此式可求出弧

27、長為點上的，則式即計算波的旅行時的公式兩點射線追蹤確定地震波的射線路徑為了計算波沿射線的旅行時和波沿射線的振幅變化，首先(shuxin)都必須知道波的傳播路徑所謂射線追蹤狹義來說指的就是根據地震波的傳播規律確定地震波在實際地層中傳播的射線路徑在地震學中，有兩類地震射線追蹤問題：一類是一點射線追蹤，即已知射線初始點位置和初始出射方向求地震波的傳播路徑(ljng)問題；另一類是兩點射線追蹤，即已知射線初始點和另一觀察點的位置，不知射線初始出射方向，求兩點之間的射線路徑問題顯然，兩點問題比一點問題復雜用射線理論制作(zhzu)VSP模型，不論是零偏移距或非零偏移距，因為震源和接收點不是同一點，遇到的

28、都是兩點射線追蹤問題解兩點射線追蹤問題，有兩種方法：第一種是試射法，即試著給初始出射方向，求射線路徑，但此射線一般不能到達預定的接收點，需要根據實際到達點和預定接收點之間的偏差，修改射線初始出射方向，再次追蹤射線路徑重復這些步驟，直至射線足夠接近的達到預定的接收點第二種是彎曲法，即固定初始出射點和預定觀測點兩端點不動，不斷調整兩端點之間的射線路徑，使其逐步逼近真實的射線路徑這兩類方法各有特點：彎曲法在大多數比較簡單模型情況下，花費的計算時間較少，但是在復雜模型情況下，特別是奇點附近，彎曲法計算時間增加，并且難以區分追蹤失敗的原因是由于計算方法引起，還是模型本身在此觀測點應該接受不到射線試射法在

29、大多數情況下，所花的計算時間較多，但是比較直觀，能可靠地確定能接收到射線的區域和不能接收到射線的區域的邊界1)試射法從上面的敘述可以看出，試射法主要包括兩方面的內容：(1)在已知射線始點位置和射線出射方向的條件下，確定射線路徑；(2)給定初始出射方向，逐步修改出射方向，直至射線足夠精確地達到預定的接收點前一內容是積分問題，即已知速度分析，利用程函方程，通過對微分方程作數值積分求射線路徑的問題后一內容是試射法的核心和難點，它涉及到解兩個非線性方程的方程組： 式中初始入射角； 初始方位角；和計算的射線到達點的坐標，它是和的函數； 和希望的射線到達點的坐標1)彎曲法彎曲法依據的基本原理是費馬時間穩定

30、原理，即在固定兩端點之間，波實際傳播的路徑，是在真實射線路徑附近(fjn)變動的路徑中，能使波的旅行時，穩定的路徑所謂時間(shjin)穩定就是指時間取極小或極大值在數學(shxu)上，這是用變分法求泛函極值的問題設在不均勻介質中，地震波沿某一空間曲線由A傳播到B，空間速度分布為v(x,y,z)，則波從A到B沿曲線的旅行時為：式中是假設的在小范圍內變動的某一曲線，d是沿曲線的弧長顯然，T依賴于，不同的對應于不同的T，即：因此，是定義在地震波傳播路徑曲線函數類上的一個泛函根據費馬原理，波的傳播路徑就是使泛函取極值的傳播路徑，泛函求極值問題在數學上稱為變分問題設空間曲線寫成以為參數的參數方程形式：

31、 則可寫成為： 根據歐拉定理，若泛函極值曲線存在，她必滿足歐拉方程： （，）或者 歐拉方程的解就是待求的極值曲線這里的歐拉方程是非線性方程，一般來說，不能求精確解，通常也要用迭代方法求近似解3VSP模型的制作）計算過程（）模型參數化界面形態常以一系列離散點的坐標給出，允許界面彎曲和不連續，用三次(sn c)樣條函數對界面的連續段擬合，不連續點應作適當處理速度變化可以直接用坐標的函數形式(xngsh)給出，也可以先給出一系列點上的離散速度值，再用樣條函數逼近；（）射線(shxin)碼cerveny等曾用射線碼表示希望研究的波的射線并約定：射線碼的數字表示射線所在的層號，層自上而下編號；射線碼的符

32、號指示波的類型，正號表示P波，負號表示S波整個射線從震源到接收點列一簡表或數字序列，表示射線順序經過的層和在各層中波的類型例如(1，1，1，2，2，1)指示第一層內有多次波的射線路徑再如(1，2，-2，1)指示第二界面發生P波到S波的波型轉換；（）兩點射線追蹤用試射法或彎曲法：試射法：在參數連續變化的一層內部，按已知的初值條件，用龍格庫塔方法作數值積分，計算該內層的射線路徑；在參數不連續的界面上，利用斯奈爾定律建立新的初值條件；根據新的初值條件，再計算下一層內的射線路徑，這樣一層一層地追蹤，直至射線按射線碼指示的經歷過程最后與井相交，完成一條試射射線的追蹤根據射線實際出發點和預定接收點位置之差

33、，修改源點處的初始出射角，再追蹤下一條試射路徑這樣重復迭代，直到試射射線的出射點在預定接收點的精度范圍之內 彎曲法：彎曲法的幾種方法前面已經介紹，這里不再重復要說明的是，在多層介質情況下，每一層都要給出一組按變分原理導出的微分方程，在不同層的分界面上還要遵循由斯奈爾定律給出的反射，折射或轉換條件；（）計算波沿射線的旅行時在兩點射線追蹤的同時，沿射線路徑積分，可算出旅行時；（）計算射線振幅在多層介質情況下，考慮到界面的反射，透射和轉換，可寫出零階振幅系數的表達式：式中某個常數，由震源處的初始條件確定； 反射或透射系數； 雅可比式，用前節所述的方法或者某種近似方法確定；（）形成地震記錄每一接收點所

34、有到達的波按旅行時間先后構成振幅序列；震源子波與此振幅時間序列相褶積得出該接收點的一道地震記錄；不同深度的地震記錄道按深度順序排列起來，就是所要制作的VSP合成地震記錄第四部分(b fen)VSP資料之所以有可能(knng)用于研究井孔附近的地層構造細節，除VSP資料比地面地震資料可能有較高的信噪比外，主要是因為VSP資料比地面地震資料有更高的垂直和水平分辨率所謂地震勘探分辨率即地震勘探的極限分辨能力，包括垂直分辨率和水平分辨率兩方面所謂垂直分辨率，即地震記錄沿垂直方向可能分辨的兩地層界面之間的最小厚度，或最薄地層的厚度所謂水平分辨率，即地震記錄沿水平方向可能分辨的兩地質地(zhd)之間的最小

35、寬度實際地震記錄的分辨能力，因為多種因素的影響，通常小于此分辨率分辨率是地震記錄可能達到的最大的分辨能力分辨率越高，對地層構造的勘探就可能越詳細垂直地震剖面之所以能比地面地震觀測更詳細地研究井孔附近的構造細節，主要就是垂直地震剖面比地面地震觀測有更高的分辨率垂直分辨率確定地震記錄垂直分辨率的方法(1) 按地震波垂直通過地層的雙層時間確定這是反射波法地面地震勘探中對地震記錄垂直分辨率的時間確定準測設地震子波的延續時間為，地震波垂直通過水平層狀地層的雙層時間為，當時，來自該層頂，底兩界面的反射可以完全分開我們可用: 表示垂向分辨率，式中為地層厚度，為該層層速度地震子波的延續時間與地震波的頻率及地震

36、子波延續時間內應包含的相位數有關設地震子波的延續時間等于個視周期，即則地震記錄的垂向分辨率可表示為：式中層厚，表示分辨率； 視波長按地層頂底界面兩反射地震子波的疊合波形和相對振幅確定總起來說，地震記錄的垂直分辨率取決于地震脈沖的延續時間地震波波長和地震波的波形其中最主要的是地震波波長要提高分辨率就必須減小地震波波長，但地震波長等于波速除以頻率，因此提高地震波的頻率和降低地震波的速度都可以減小波長其中，地震波的頻率又與地震波的激發頻譜，介質對高頻能量的吸收，以及地震波在其中傳播的巖性等有關地震波的速度又與地層巖性和波的類型有關VSP比地面地震剖面垂向分辨高的原因:疏松的表層對地震波的高頻能量吸收

37、最快，地面地震剖面接受的地震波兩次通過表層，而VSP接受的地震波典型地只有一次通過表層，因此VSP的地震波可以有較高的頻率VSP接受的地震子波其波形通常比地面地震記錄簡單VSP有可能比地面(dmin)地震剖面更有效地利用反褶積方法壓縮地震子波形2. 水平(shupng)分辨率地震(dzhn)記錄水平分辨率也有不同的確定方法按一級菲涅爾帶確定水平分辨率，這是最常用的確定水平分辨率的方法垂直地震剖面的之所以比地面地震觀測有更高的水平分辨率，原因之一就是前者的菲涅爾帶小于后者相應的菲涅爾帶(1)按迭合波形確定水平分辨率公式和都基于一級菲涅爾帶中心和邊緣到觀測點的傳播路徑之差等于，并依次規定地震記錄的

38、水平分辨率但是根據兩子波迭合波形的畸變和時間滯后往往也能規定更實際的水平分辨率地震記錄的實際分辨能力還與信噪比，空間和時間的采樣率，地震資料經過的處理等因素有關隨著信噪比降低，實際分辨能力降低隨著采樣間隔增大，一方面勘探的精細程度降低，一方面還可能出現假頻干擾反褶積處理可以改善垂直分辨力，偏移處理可以改善水平分辨力衰減巖層的衰減早就受到地球物理學家的重視，因為不同巖性的地層又不同的衰減特性，并且不同巖層之間衰減特性的差異比他們之間速度的差異更明顯，通常達1-2個數量級但是直到現在，巖層的衰減特性仍未被廣泛使用，因為衰減通常是一個難以測量的很小的量，同時，衰減測量還受到多種干擾因素的影響VSP因

39、為在井下不同深度直接觀測震源子波的變化，因而被認為是能夠提供唯一有價值的地震波衰減資料的來源根據實際地層中的衰減測量，有可能直接解釋地層巖性特征，除此之外，還可利用測定結果對地震波振幅損失進行補償，為地面地震資料的精細處理準備條件1)視衰減和衰減 影響地震波振幅的因素很多，包括幾何擴散，透射損失，層間多次反射，散射效應，波型轉換，震源和接收器的方向特性，檢波器與井壁的耦合情況以及巖層的非彈性損耗等粗略地，人們把幾何擴散以外的所有因素引起的地震波能量減小稱為視衰減，而把僅由巖層非彈性損耗引起的能量減小稱為衰減2)測量衰減的譜比值方法 用VSP資料測量衰減的方法很多，例如譜比值法，脈沖寬度法，脈沖

40、振幅法，脈沖功率法等，最常用的是譜比值法 kan等曾對這種譜比值法做過具體的描述假定地層橫向均勻，且垂直地震剖面的偏移距可忽略不計，則直達波波至的頻率響應可寫為：式中頻率(pnl)；檢波器推靠深度(shnd)，表示(biosh)幾何擴散；野外遠震源的譜；描述層間多次反射，傳輸損失的因子； 衰減系數，描述巖層內部損耗在估算衰減之前，先要對VSP資料作球面擴散校正，消除因子的影響并用監控檢波器監測的信號校正各個深度觀測時震源信號的變化，使與無關，變為S(f)對式兩邊取常用對數并乘以化為分貝數，得： 是巖層的品質因數設在足夠大的深度間隔上，隨增加線性地減小，隨的變化可忽略不計，再設兩深度的值之差是頻

41、率的線性函數，則由 對的線性回歸直線的斜率可求出與頻率無關的：4.層速度1) 層速度是研究地層巖性的一個重要參數 常規地震勘探中，層速度和反射系數一樣，也是巖性勘探的一個重要參數反射系數包含有層速度信息，反射系數與巖性相聯系間接地也反映兩相鄰巖層的層速度差與巖性的關系但是層速度本身也可單獨地，直接地用于研究地層巖性 層速度除與地層巖性有關外，還與地層的空隙度有關，根據時間平均方程式：式中飽含流體的巖石速度； 孔隙(kngx)度，即空隙體積與巖石總體積的百分比；，和分別是空隙(kngx)中流體的速度和巖石基質的速度；在，已知的條件下，可以由層速度直接(zhji)計算孔隙度這是很有意義的，因為孔隙

42、度是評價儲集層油氣特征的重要參數VSP資料提取層速度的技術利用VSP資料提取層速度被認為是能精確可靠地提取層速度的有效途徑當前有下面一些技術(1) 單一震源位于地表，檢波器位于井內不同深度，觀測震源到不同深度檢波器的地震波旅行時之差，計算層速度(2) 地面布置不同偏移距的多個震源，檢波器固定于井內某個深度，根據記錄的多個震源的時差曲線，計算均方根速度和層速度(3) 單個震源置于井中，地面布置檢波器排列，根據時差曲線計算層速度(4) 布置多個震源，利用類似層析成像的解析方法計算層速度利用旅行時反演的方法計算層速度由旅行時求層速度的公式(1)假設地層水平，并且從震源到檢波器地震波傳播的射線路徑是垂直的，這時可直接由旅