[发明专利]自带动力装置的井下光电复合缆及井中地震数据采集方法

权利要求书

1.自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，包括铠装光电复合缆(1)，铠装光电复合缆(1)内有耐高温高灵敏度的井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)、两根耐高温高灵敏度的井下多模光纤(3)和耐高温高灵敏度的井下准分布式光纤压力传感器阵列(4)，铠装光电复合缆(1)的尾端连接固定有一动力牵引装置(6)，地面浅部按照正交网格布设有水平埋设的高灵敏度地面三分量地震波弹性体增敏传感光缆(7)，地面按照正交网格布设的人工震源激发点(8)，还包括放置于井口附近的DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(9)；

所述DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(9)的六个DAS信号端口与井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)内的三根光纤和地面三分量地震波弹性体增敏传感光缆(7)内的三根光纤相连接，所述DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(9)的两个DTS信号端口与两根井下多模光纤(3)相连接，DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(9)的DPS信号输入端口与井下准分布式光纤压力传感器阵列(4)的首端相连接。

2.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述的动力牵引装置(6)的外形为小型鱼雷状，其尾部安装有螺旋桨(5)，动力牵引装置(6)内的电动机为螺旋桨(5)提供动力，铠装光电复合缆(1)内的电源线(11)通过井口的仪器车为动力牵引装置(6)内的电动机提供电力。

3.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述的井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)内包括三根超级抗弯瑞利散射增强型传感光纤，分别缠绕在地震波弹性体(13)上。

4.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述的井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)外有至少一层连续金属细管对其进行封装，并在最外层设有铠装钢丝。

5.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述的井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)尾端和地面三分量地震波弹性体增敏传感光缆(7)的尾端分别安装有消光器(10)，所述的两根井下多模光纤(3)镶嵌在地震波弹性体(13)内，其尾端在井底呈U字形(12)熔接在一起，两根首端用于连接到DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(9)的两个DTS信号的双端信号输入端口。

6.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述的井下准分布式光纤压力传感器阵列(4)上的光纤压力传感器为以下任一种：膜片式微型F-P腔光纤压力传感器、波纹膜片式光纤法布里-珀罗压力传感器、光纤光栅压力传感器、复合式法珀腔的光纤压力传感器；光纤压力传感器之间按等间距分布，间距在20米到100米之间。

7.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述相邻的地面三分量地震波弹性体增敏传感光缆之间(7)的间距在12.5米到50米之间。

8.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述的铠装光电复合缆(1)内有三根电源线(11。

9.根据权利要求1所述的自带动力装置的井下光电复合缆，其特征在于，所述的人工震源激发点(8)为以下任一种：炸药震源、可控震源、气枪震源、重锤下落震源、电火花震源，相邻的人工震源激发点(8)之间的间距在25米到100米之间。

10.根据权利要求1到9任一项所述的使用自带动力装置的井下光电复合缆的地震数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)、在井口周围地面浅部按照正交网格埋设水平布设的地面三分量地震波弹性体增敏传感光缆(7)，按照正交网格布设人工震源激发点(8)；

(b)、把动力牵引装置(6)和与其相连接的铠装光电复合缆(1)缓慢的下入完钻的井孔里；

(c)、当动力牵引装置(6)和与其相连接的铠装光电复合缆(1)在大斜井或水平井或高比重泥浆井中无法依靠其自重自然下放到井底时，从地面控制车内启动动力牵引装置(6)上的电动机，电动机驱动螺旋桨(5)旋转，动力牵引装置(6)牵引铠装光电复合缆(1)移动到井底；

(d)、在井口处把铠装光电复合缆(1)内的井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)首端、地面三分量地震波弹性体增敏传感光缆(7)首端和两根井下多模光纤(3)分别连接到DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(5)的DAS和DTS信号输入端，把井下准分布式光纤压力传感器阵列(4)的首端与DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(9)的DPS信号输入端口相连接；

(e)、在地面使用人工激发震源在按照正交网格布设的人工震源激发点(8)的位置上依次进行激发，井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)和地面三分量地震波弹性体增敏传感光缆(7)同步同时联合采集人工震源激发点(8)激发的井中和地面三分量地震数据；

(f)、在人工震源激发点(8)的位置上依次进行激发，只用井下三分量地震波弹性体增敏传感光缆(2)采集三分量井中地震即VSP-垂直地震剖面数据，包括零偏VSP、非零偏VSP、Walkaway VSP、WalkaroundVSP、WalkaboveVSP或三维VSP数据；

(g)、对于油气生产井，利用下放到井底的铠装光电复合缆(1)内的光纤和在井口附近与之相连接的DAS/DTS/DPS复合调制解调仪器(9)，实时连续测量每个射孔点位置的噪声和温度数据，以及井下准分布式光纤压力传感器阵列(4)上各压力传感器位置实时测量的储层孔隙流体压力，利用多参数综合反演方法计算出井下每个油气产出井段的油、气、水的流量及其产液剖面变化，或井下每个注水或注蒸汽或注二氧化碳或注聚合物井段的注入量及其吸水剖面变化，从而实现对油气井开发生产过程及其井液产量变化的实时动态监测；

(h)、井-地联采或井中地震数据采集结束后，地面控制车上的绞车将上提回收铠装光电复合缆(1)，如果井下泥浆比重太大将铠装光电复合缆(1)吸附住了或井太深太长，造成地面绞车难以或无法将铠装光电复合缆(1)上提回收时，启动动力牵引装置(6)尾部的螺旋桨(5)反向旋转，向上推送铠装光电复合缆(1)，配合地面绞车一起将铠装光电复合缆(1)提出井口；

(i)、对井下和井周围区域采集的井下三分量地震数据和地面三维三分量地震数据进行处理，然后使用全波形反演技术求取三维地震纵波和横波速度数据体，最后再用声波测井速度数据和VSP速度数据对通过全波形反演得到的三维地震纵波和横波速度数据体进行标定、调整和更新，获得井周围地层的初步地震纵波和横波速度场；

(j)、根据井中采集的地震数据的初至走时和人工震源激发点(8)到井下检波点的距离，计算求取地下介质的准确平均速度值和层速度值；根据井中地震数据的反射层深度位置进行地面地震数据里的多次波去除处理，标定各地面地震数据的地震地质反射层；

(k)、处理井中地震数据，提供地层吸收衰减参数Q；根据从井中地震数据中提取的真振幅恢复因子，对井中-地面联合采集的地面地震数据建立井控速度场并进行基于速度场的振幅恢复处理；根据从井中地震数据中提取的反褶积参数，对井中-地面联合采集的地面地震数据进行反褶积处理；

(l)、基于三维井中地震数据或多方位Walkaway VSP或WalkaroundVSP数据或三维VSP数据计算提取地下地层的各向异性参数；进行基于VSP井驱参数约束的速度、各向异性三维参数联合建模；利用井中地震数据参数进行井控地面地震数据的提高分辨率处理；根据从井中地震数据中精确计算提取的地下地层的各向异性参数，对井中-地面联合采集的地面地震数据进行各向异性偏移处理；

(m)、根据从井中地震数据中提取的地层吸收衰减参数Q，对井地联合采集的地面地震数据进行叠前道集数据的Q补偿或Q偏移成像处理，叠前道集数据的Q偏移成像处理包括Q-柯希霍夫偏移、Q-波动方程偏移、Q-逆时偏移或最小二乘Q-逆时偏移；

(n)、对井中采集的垂直地震剖面数据进行保幅去噪、三分量旋转、TAR补偿、子波反褶积、波场分离、速度建模、叠前道集优化处理和保幅偏移成像处理；叠前道集优化处理后的VSP数据保幅偏移成像处理包括Q-柯希霍夫偏移、Q-波动方程偏移、Q-逆时偏移或最小二乘Q-逆时偏移；

(o)对经过道集优化处理的叠前道集数据和保幅偏移成像数据进行反演处理，提取与储层油气资源相关的敏感属性参数，最后根据敏感属性数据对储层内的油气分布进行精细描述和评价，提供井周围储层内的原生油气或剩余油气的分布特征与规律。