基于光纤声波传感的井间地震数据采集系统及处理方法与流程

本发明属于应用地球物理、地球物理勘探技术、地震勘探领域，特别涉及一种基于井中分布式光纤声波传感技术的井间地震数据采集系统和井间地震数据的采集与处理方法。

背景技术：

1、井间地震测量在井中进行，采用能适应井下环境的激发系统和接收系统。井下激发系统可由多种偏振激发模式的震源组成，其特点是能量较强、频带较宽和对井壁无破坏性。井下接收系统由多级三分量检波器组成，其特点是能接收到丰富的波场信息。井间地震信号的主频通常是地面地震的数倍甚至更高，其成像结果能清晰地揭示两井之间的地质结构，能用于精细的油藏描述。

2、井间地震采集一般有三种工作方式，即共炮点观测(固定震源位置；移动检波器串)、共接收点观测(固定检波器串位置；移动震源)和共偏移距观测(保持震源和检波器的相对位置；并同时同方向移动)。以共接收点观测方式为例，先根据接收井段设计，把一串包括多级三分量检波器的检波器组置放在井下某一深度上；再根据激发井段设计，震源从最深处的炮点开始激发，逐个炮点地向上移动，直至最浅的炮点为止。每个检波器所接收的全部炮点激发的记录称之为共接收点道集(crg)，也称之为“扇”。完成一个扇之后将检波器组提升到上一个深度段，进行同样的激发-接收过程，如此重复进行直至完成全部井间地震施工任务。

3、井中震源是井间地震的关键设备。现在常用的有数十种基于各种物理原理的井中震源。还有脉冲型和可控型两大井下震源系列，包括爆炸、径向辐射脉冲、电火花、机械脉冲、压电型机电换能和控频扫描振动等六种形式。它们依据不同的原理激发信号，虽然也能遵循井下作业要求，但在激发特性、可靠程度和适应能力等方面彼此间存在很大差别，有一定的适应范围，所以在满足使用者要求上有局限性。

4、接收系统直接关系到数据质量、工作效率和采集成本，从工作效率出发多采用多级井下接收器。多级接收器主要有两种类型：一种是基于流体耦合的多级水听器拖缆；另一种为推靠式三分量多级检波器。前者具有布置简单和频率响应高的优点，但缺乏推靠式传感器那种矢量波场的测量能力，且受管波的影响严重。多级三分量检波器系统是以井下推靠方式记录井壁粒子运动形成的矢量波场，有抑制管波能力，资料用途广泛，但多级三分量检波器系统的记录效率不及水听器拖缆。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于分布式光纤声波传感的井间地震数据采集系统及数据处理方法，本技术在井间地震接收井中设置有铠装光缆，对于每一个井下震源点激发的井中地震信号，就可以由邻井或震源井周围多井内的全井段铠装光缆一次同时接收，避免了需要多次重复激发井下震源带来的激发能量不一致，频谱不一致，震源和井下介质的耦合也不完全一致的问题。可以大幅度的提高井间地震数据的采集效率，实现全井段、高密度、高效率、低成本井间地震数据采集。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一方面，本技术提供基于分布式光纤声波传感的井间地震数据采集系统，包括：井间地震震源井、井间地震接收井、安装于井间地震接收井中的铠装光缆、井中地震数据采集车、安装于井中地震数据采集车内的分布式光纤声波传感调制解调仪器、井间震源车、安装于井间震源车内的井下震源激发控制设备、安装于井间地震震源井的井下震源；其中，

4、所述铠装光缆连接井中地震数据采集车内的分布式光纤声波传感(das)调制解调仪器；分布式光纤声波传感(das)调制解调仪器可以设置成：单台分布式光纤声波传感调制解调仪器、多台分布式光纤声波传感调制解调仪器或多通道分布式光纤声波传感调制解调仪器；

5、所述井下震源通过光电复合缆连接到井下震源激发控制设备；

6、所述分布式光纤声波传感(das)调制解调仪器通过同步线缆连接到井下震源激发控制设备，用于实现井下震源和分布式光纤声波传感(das)调制解调仪器的时间同步；同步线缆为同步电缆或光缆。

7、进一步地，所述井下震源包括：井下定向爆炸震源、井下径向辐射脉冲震源、井下机械脉冲震源、井下重锤震源、井下电火花震源、井下压电晶体震源、井下气枪震源、井下可控震源(控频扫描振动)、井下偏心轮震源或井下可控冲击波震源中的一种。

8、进一步地，所述铠装光缆包括分布式光纤声波传感(das)铠装光缆、螺旋形铠装光缆、三分量分布式光纤声波传感(das)传感光缆、连续光纤光栅铠装光缆、微结构铠装光缆中的一种。

9、进一步地，所述分布式光纤声波传感(das)铠装光缆中心穿设有直形单模光纤，具有耐高温、高灵敏度、高反射系数、抗氢损的特性；

10、所述螺旋形铠装光缆包括圆柱形弹性体和单模光纤，单模光纤按照螺旋形方式绕制在所述圆柱形弹性体外表面上，

11、所述连续光纤光栅铠装光缆采用直形或螺旋形方式绕制而成；

12、微结构铠装光缆采用直形或螺旋形方式绕制而成。

13、进一步地，所述井间地震接收井内设有套管和油气管柱，所述套管安装在油气管柱外，所述铠装光缆布设在套管外、油气管柱与套管之间或油气管柱内。

14、进一步地，所述铠装光缆布设在套管外或油气管柱与套管之间时，采用等间距设置的若干个金属卡子将所述铠装光缆固定在套管外壁上或油气管柱外壁上。

15、进一步地，所述铠装光缆上固定有高磁性环或者封装有高磁性钢管，便于将铠装光缆吸附到金属套管的内壁上或金属油气管柱的内壁上。

16、进一步地，所述井下震源在井下进行等间距的激发，激发点间距在1米到10米之间，所述铠装光缆进行等间距接收，接收点间距在1米到10米之间，与井下震源激发点间距相对应。

17、第二方面，本技术在第一方面井间地震数据采集系统部署后，对采集到的井间地震数据的数据处理方法，包括以下步骤：

18、s1、数据采集，包括：采集分布式光纤声波传感调制解调仪器对所有铠装光缆进行测试后采集的井下背景噪声数据、分布式光纤声波传感调制解调仪器经过触发后采集铠装光缆沿线的分布式光纤声波传感信号，并将其调制解调成的井间地震波数据；

19、s2、对所述井间地震波数据进行去噪处理和振幅一致性处理；得到全井段井间地震待处理数据；

20、对所述全井段井间地震待处理数据进行初至拾取，得到直达纵波初至和直达横波初至；

21、对所述全井段井间地震待处理数据进行反射纵波波场分离处理，得到上行反射纵波和下行反射纵波数据体；

22、对所述全井段井间地震待处理数据进行反射横波波场分离处理，得到上行反射横波和下行反射横波数据体；

23、对所述全井段井间地震待处理数据中从井口到井底的下行直达纵波数据，用振幅衰减比值方法或中心频率平移方法进行地层纵波衰减系数计算，得到地下介质纵波q值；

24、对所述全井段井间地震待处理数据中从井口到井底的下行直达横波数据，用振幅衰减比值方法或中心频率平移方法进行地层横波衰减系数计算，得到地下介质横波q值；

25、s3、对拾取到的直达纵波初至和直达横波初至采用三维层析成像方法进行层析成像反演，得到三维井间纵波速度分布和三维井间横波速度分布；

26、将三维井间纵波速度分布作为三维全波形反演(fwi)的初始模型，进行三维全波形纵波正演和三维全波形纵波反演，得到三维井间纵波fwi速度模型；

27、将三维井间横波速度分布作为三维全波形反演的初始模型，进行三维全波形横波正演和三维全波形横波反演，得到三维井间横波fwi速度模型；

28、s4、利用步骤s3获得的三维井间纵波fwi速度模型、步骤s2分离出来的上行反射纵波和下行反射纵波数据体以及地下介质纵波q值；进行上行和下行反射纵波的q-rtm或q-lsrtm处理；得到纵波保辐偏移成像处理数据；

29、利用步骤s3获得的三维井间横波fwi速度模型、步骤s2分离出来的上行反射横波和下行反射横波数据体以及地下介质横波q值；进行上行和下行反射横波的q-rtm或q-lsrtm处理；得到横波保辐偏移成像处理数据；

30、s5、从所述纵波保辐偏移成像处理数据中提取各种井间纵波地震数据的属性；

31、从所述横波保辐偏移成像处理数据中提取各种井间横波地震数据的属性；

32、s6、根据各纵波保辐偏移成像处理数据和横波保辐偏移成像处理数据进行井间地质构造的高分辨率精细解释；

33、根据各种井间纵波地震数据的属性和各种井间横波地震数据的属性，解释、评价并追踪井间油气储层中油、气、水三相流体的分布规律和特点，得到井间油藏精细描述结果；

34、s7、根据所述井间地质构造的解释以及井间油藏精细描述的结果，对开发井、调整井、加密井进行优化部署，提高单井产量和开发油田的采收率。

35、本发明具有的有益效果：

36、1、本发明公开的基于分布式光纤声波传感的井间地震数据采集系统，可以在井间震源激发井周围多井的套管内外或油气管柱内外布设铠装光缆，由于每一个井下震源点激发的井中地震信号，由邻井或震源井周围多井内的全井段铠装光缆一次同时接收，避免了使用井中多水听器或三分量检波器阵列采集井间地震数据效率低下；需要多次重复激发井下震源带来的激发能量不一致、频谱不一致，震源和井下介质的耦合也不完全一致的问题。可以大幅度的提高井间地震数据的采集效率，真正实现全井段、高密度、高效率、低成本井间地震数据采集。

37、2、本发明公开的井间地震数据采集和数据处理方法，可以同时采集多口井的全井段井间地震数据，实现高密度、高效率、高分辨率、低成本的立体井间地震数据采集，通过高分辨率井间地震数据成像，对井周围油气藏构造进行精细刻画，对储层内油气资源分布进行精细描述，为开发井、调整井、加密井的部署提供技术支撑。