《井中分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集規(guī)程》標準報批稿

1T/CSOEXXXX—2024井中分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集規(guī)程本文件確定了井中分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集程序。程序規(guī)定了采集流程、任務確定、地質(zhì)任務、資料收集、現(xiàn)場踏勘、參數(shù)設計、試驗、施工設計、施工準備、施工前試采集、開工驗收、數(shù)據(jù)采集和采集驗收和資料歸檔等內(nèi)容的要求。本文件適用于井中采用分布式光纖聲波傳感的數(shù)據(jù)采集。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T33583陸上石油地震勘探資料采集技術(shù)規(guī)程NB/T10250頁巖氣水平井產(chǎn)出剖面測試作業(yè)及資料解釋規(guī)范（連續(xù)油管工藝）SY/T5587.5常規(guī)修井作業(yè)規(guī)程第5部分：井下作業(yè)井筒準備SY/T6156氣槍震源使用技術(shù)規(guī)范SY/T6246可控震源使用技術(shù)規(guī)范SY/T6276石油天然氣工業(yè)健康、安全與環(huán)境管理體系3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.13.2分布式光纖聲波傳感地震儀distributedacousticsensing；DAS利用振動引起的光纖中各空間位置瑞利散射光相位變化，通過相位解調(diào)，實現(xiàn)光纖作為介質(zhì)地震波/聲波探測的儀器。3.33.4分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集DASdataacquisition用DAS儀器采集沿光纜延伸方向的地震波或聲音信息。3.53.6垂直地震剖面法verticalseismicprofiling(VSP)在近地表激發(fā)地震波，沿井筒不同深度接收地震波的勘探方法。注：垂直地震剖面法又稱VSP。3.73.8分布式光纖聲波傳感地震儀零井源距垂直地震剖面法DASZero-offsetVSP震源激發(fā)點布置在距井口150m內(nèi)，采用DAS接收的地震勘探方法。3.93.10分布式光纖聲波傳感地震儀直線變井源距垂直地震剖面法DASWalkawayVSP沿過井的測線布置一系列激發(fā)點，逐點激發(fā)，采用DAS接收的地震勘探方法。注：分布式光纖聲波傳感地震儀直線變井源距垂直地震剖面法又稱WalkawayVSP。3.113.12分布式光纖聲波傳感地震儀環(huán)形固定井源距垂直地震剖面法DASWalkaroundVSP震源激發(fā)點在不同方位逐次圍繞觀測井移動，每次保持激發(fā)點到井口的距離固定不變，井中采用DAS接收的地震勘探方法。注：分布式光纖聲波傳感地震儀環(huán)形固定井源距垂直地震剖面法又稱WalkaroundVSP。3.132T/CSOEXXXX—20243.14三維垂直地震剖面法3DVSP震源激發(fā)點位于觀測井周圍一定范圍內(nèi)，并按一定規(guī)則布設，逐點激發(fā)，井中采用DAS接收的地震勘探方法。4數(shù)據(jù)采集程序4.1采集流程井中分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集流程見圖1。并應符合下列要求。a)試驗測試、表層調(diào)查工序應根據(jù)項目以及收集資料情況確定。b)試驗測試、表層調(diào)查、測量放樣工序設計可作為施工設計的一部分，可不單列。c)試驗總結(jié)、表層調(diào)查報告、測量總結(jié)可作為施工總結(jié)中的一部分，可不單列。d)開工檢查、收工驗收工序應根據(jù)項目規(guī)模及合同要求確定。圖1井中分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集流程圖4.2任務確定任務應根據(jù)地質(zhì)任務，明確地理位置、地震部署、技術(shù)要求、工作量、施工期限、數(shù)據(jù)采集、資料處理、解釋和綜合研究目的確定。4.3地質(zhì)任務4.3.1零井源距VSP零井源距VSP的地質(zhì)任務宜包括下列內(nèi)容。3T/CSOEXXXX—2024a)求取時深關(guān)系及速度資料，包括縱波平均速度、層速度；有零井源距橫波VSP觀測時，求取橫波的平均速度、層速度以及縱橫波速度比、泊松比等參數(shù)。b)求取地層真振幅恢復TAR(trueamplituderecovery)因子、吸收衰減因子(Q)、地震子波及反褶積因子。c)標定地震反射層的地質(zhì)層位，識別多次波。d)對未鉆遇的地層層速度和深度進行預測。4.3.2非零井源距VSP非零井源距VSP的地質(zhì)任務宜包括下列內(nèi)容。a)研究井附近地層構(gòu)造情況，確定井附近斷層及小幅度構(gòu)造。b)利用縱波、轉(zhuǎn)換橫波資料綜合解釋井旁的地層巖性變化。c)對目的層進行精細描述。d)WalkawayVSP和WalkaroundVSP資料提供各向異性參數(shù)。4.3.33DVSP3DVSP的地質(zhì)任務宜包括下列內(nèi)容。a)4.3.2規(guī)定的內(nèi)容。b)對上覆強波阻抗界面引起的成像盲區(qū)和復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)引起的強干擾區(qū)進行地震成像。c)為研究巖性特征和井位評價提供信息。d)利用縱波、轉(zhuǎn)換橫波資料研究地層的反射系數(shù)、波阻抗參數(shù)，研究地層的吸收衰減特征。e)為地質(zhì)模型的建立提供依據(jù)。4.3.4井間地震井間地震地質(zhì)任務宜包括下列內(nèi)容。a)兩井之間儲層連通性分析，小斷層識別。b)提供兩井間高精度速度信息。c)為開發(fā)方案優(yōu)化提供資料依據(jù)。4.4資料收集4.4.1人文地理資料應包括地形圖、氣候資料、交通狀況、文物景點、基礎(chǔ)設施等。4.4.2表層地質(zhì)資料應包括表層巖性結(jié)構(gòu)、厚度變化、速度變化，潛水面深度等。4.4.3鉆井資料宜包括完井報告、鉆井地質(zhì)綜合柱狀圖、井身結(jié)構(gòu)圖、井軌跡圖、鉆井液參數(shù)、油氣(組)顯示井段、井底溫度及壓力參數(shù)、硫化氫等有害物質(zhì)含量等。4.4.4測井資料宜包括聲波測井、橫波測井、密度測井、中子測井、伽馬測井、聲幅測井、全井眼地層微電阻率掃描成像測井等測井曲線及數(shù)據(jù)。4.4.5開發(fā)資料宜包括油氣開采狀況、射孔段分布、套管現(xiàn)狀、附近井生產(chǎn)狀況等。4.4.6地震資料宜包括工區(qū)內(nèi)的二維或三維地震勘探采集、處理和解釋資料。地震采集資料宜包括原始數(shù)據(jù)和施工總結(jié)報告，工區(qū)速度和靜校正數(shù)據(jù)、基準面高程。地震處理和解釋資料宜包括地面地震反射層構(gòu)造圖或時間構(gòu)造圖、地質(zhì)成果報告，目的層的深度、產(chǎn)狀、反射波的主頻范圍等。4.4.7其他資料宜包括相鄰井的VSP或井間地震采集、處理、解釋資料和健康、安全、環(huán)保資料等。4.5現(xiàn)場踏勘編寫設計前應對井場及其周圍踏勘，明確落實技術(shù)方案和施工方案的影響因素，繪制踏勘簡圖，并形成踏勘報告。4.6參數(shù)設計4.6.1觀測系統(tǒng)4.6.1.1零井源距VSP應符合下列要求。a)直井零井源距VSP的井源距小于150m。4T/CSOEXXXX—2024b)觀測井井斜大于24°時，激發(fā)點與井軌跡保持在一個垂直平面，激發(fā)點沿接收點移動，并保持激發(fā)點在接收點上方150m內(nèi)。4.6.1.2非零井源距VSP井源距應根據(jù)模型論證目的層成像范圍和覆蓋次數(shù)等參數(shù)，地質(zhì)任務要求及地表條件確定。并應符合下列要求。a)對于位移井應將激發(fā)點布設在井軌跡的方向或井軌跡的反方向。b)對于水平層狀介質(zhì)，井源距按照公式(1)進行計算。式中：X——偏移距，單位為米（mH——反射層深度，單位為米（mh——觀測點上界深度，單位為米（ml——反射段長度，單位為米（m）。c)對于單斜層狀介質(zhì)，井源距按照公式（2）和公式（3）進行計算。?1l+2?2l??sin2c?0.5[??1l+2?2l??sin2c?0.5[?sin4c+?1lcos2c+2?2lcos2c??1?2sin2c?0.5[?1?2sin(4clsin2c+?2cos2c2+?2cos2c式中：Xup——上傾方向井源距，單位為米（mXdown——下傾方向井源距，單位為米（mh1——觀測點上界深度，單位為米（mh2——觀測點下界深度，單位為米（ml——反射段長度，單位為米（mc——地層傾角，單位為度(°)。d)對于地下復雜構(gòu)造情況，井源距應根據(jù)模型正演結(jié)果確定。4.6.1.3WalkaroundVSP應符合下列要求。a)WalkaroundVSP井源距按照4.6.1.2確定。b)WalkaroundVSP激發(fā)點在一個或多個以井為中心的圓環(huán)上，激發(fā)點間隔宜小于45°。4.6.1.4WalkawayVSP提取井驅(qū)處理參數(shù)時，最大井源距應根據(jù)入射角、初至走時與井源距關(guān)系確定，并應符合下列要求。a)按照公式（4）和（5）進行計算。式中：x(р)——井源距，單位為米（m）；t(р)——初始走時，單位為秒（sn——層數(shù)；p——射線參數(shù)；vk——各層的速度，單位為米每秒（m/szk——各層的厚度，單位為米（m）。b)以成像為目的時，最大井源距根據(jù)目的層入射角與反射系數(shù)關(guān)系確定，入射角用佐普利茲方程確定，通過模型射線追蹤確定最大井源距。4.6.1.53DVSP應符合下列要求。a)3DVSP可提取井驅(qū)處理參數(shù)，也可進行成像研究，最大井源距按照4.4.1.4確定。b)激發(fā)測線方位與構(gòu)造方位垂直，測線數(shù)量根據(jù)地質(zhì)任務確定。c)激發(fā)點距根據(jù)模型正演結(jié)果和覆蓋次數(shù)等參數(shù)確定，覆蓋次數(shù)根據(jù)研究的主要地質(zhì)任務目標、資料品質(zhì)、震源類型和經(jīng)濟效益等因素確定。5T/CSOEXXXX—2024d)面元由縱向和橫向組成，根據(jù)處理需求確定。e)炮點布設方式根據(jù)地質(zhì)任務確定，海上采用圓形或螺旋形布設，陸上采用矩形布設。4.6.1.6井間地震應符合下列要求。a)通過已有資料初步解釋，分析主要目的層段井間地震觀測條件，建立井間地震模型。b)通過理論模型數(shù)值模擬，理論分析地震響應，確定震點深度和間距。c)目的層地震射線分布均勻。d)穿過目的層的地震射線數(shù)或炮檢對數(shù)大于網(wǎng)格化后的面元數(shù)或待求的空間速度點個數(shù)。4.6.2激發(fā)參數(shù)VSP激發(fā)參數(shù)應符合下列規(guī)則。a)炸藥震源激發(fā)參數(shù)符按照GB/T33583中的規(guī)定確定。b)可控震源激發(fā)參數(shù)按照SY/T6246中的規(guī)定確定。c)氣槍震源激發(fā)參數(shù)按照SY/T6156中的規(guī)定確定。4.6.3接收因素4.6.3.1接收因素宜包括觀測井段、接收點距、采樣間隔、記錄長度、光纖長度、空間標距等。4.6.3.2DAS數(shù)據(jù)采集應采用全井段觀測。4.6.3.3接收點距應滿足空間采樣定理，為防止空間假頻出現(xiàn)，接收點距按公式（6）進行計算，DAS數(shù)據(jù)采集接收點距不宜大于2m。式中：Δx——接收點距，單位為米（mvmin——最小層速度，單位為米每秒（m/sfmax——期望最高頻率，單位為赫茲（Hz）。4.6.3.4DAS數(shù)據(jù)采樣間隔宜分為時間采樣間隔和空間采樣間隔。在完成地質(zhì)任務條件下，時間采樣間隔宜選擇0.1ms～1ms；空間采樣間隔宜選擇0.1m～2m。4.6.3.5記錄長度應滿足最深目的層成像需求，宜為最深層反射時間加2s，井地聯(lián)合勘探時應與地面地震采集一致。4.7試驗4.7.1試驗方案試驗方案應符合下列規(guī)定：a)試驗方案在方法論證基礎(chǔ)上編制。b)試驗點選取具備代表性。c)試驗內(nèi)容采取全井段接收。d)WalkawayVSP，WalkaroundVSP和3DVSP試驗點位置和數(shù)量根據(jù)工區(qū)復雜程度選定。e)試驗方案內(nèi)容包括試驗目的，任務，試驗要求、工作量和分析方法等。4.7.2試驗要求試驗應目的明確，針對性強，試驗因素單一。因素試驗應按生產(chǎn)情況確定。試驗資料應進行數(shù)據(jù)處理和定量分析，并編寫試驗總結(jié)。試驗完成后，應分析試驗結(jié)果，經(jīng)審批后方可施工。4.8施工設計施工設計應根據(jù)參數(shù)論證和試驗結(jié)果編制，施工設計編制應分析實施的合理性和可行性。施工設計應包括下列內(nèi)容。a)項目概況：宜包括項目來源、項目部署依據(jù)、地質(zhì)任務及觀測項目。b)工區(qū)概況：包括地理概況、地震地質(zhì)情況、觀測井井況。6T/CSOEXXXX—2024c)技術(shù)難點及對策：通過收集到的資料及踏勘情況，分析項目采集中存在的難點，針對難點采取的技術(shù)措施。d)采集參數(shù)論證：包括激發(fā)點位布設、觀測井段、觀測點距、激發(fā)因素、儀器因素等。e)采集技術(shù)要求：包括執(zhí)行的技術(shù)標準、質(zhì)量標準等。f)質(zhì)量控制：質(zhì)量管理措施、質(zhì)量控制措施、質(zhì)量保障措施等。g)健康安全環(huán)境管理：健康安全環(huán)境管理按照SY/T6276的規(guī)定編寫。h)保障措施：包括組織保障、人員保障、設備配備、生產(chǎn)組織管理和后勤保障等。i)運行計劃：項目運行時間計劃。4.9施工準備4.9.1光纖光纜選型光纖光纜應符合下列規(guī)定。a)井中最高溫度小于光纜最高工作溫度的70%。b)井中最高壓力小于光纜最高工作壓力的70%。c)光纜中光纖的冗余長度不宜超過千分之五。d)光纜具備與井壁耦合的能力。e)光纜具備鎧裝保護能力。4.9.2儀器參數(shù)DAS儀器參數(shù)應符合下列規(guī)定：a)噪聲底不大于10pε/√Hz@20Hz@10km@標距=5m。b)最大觀測長度不小于10km。c)動態(tài)范圍不小于110dB@20Hz。d)頻帶寬度可支持0.1Hz～20kHz，頻帶寬度不小于500Hz@10km。e)最小空間采樣間隔不大于2m。f)最小時間采樣間隔不大于1ms。g)井中地震成像時，具備主動觸發(fā)和連續(xù)記錄功能，觸發(fā)時間延時應小于1個采樣間隔。h)解調(diào)數(shù)據(jù)格式為SGY，SEG-Y，HDF5，SAC等。4.9.3光纜布設4.9.3.1光纜布設方式應符合下列要求。a)套管內(nèi)、連續(xù)油管、油管外光纜布設前，井筒準備符合SY/T5587.5的規(guī)定。b)套管內(nèi)光纜布設后，試采集時，纜波影響初至范圍小于全井段1/50。c)套管外光纜布設后，光纜損耗不大于0.35dB/km。d)穿光纜連續(xù)油管布設，應用于光纖生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測，操作流程按照NB/T10250的規(guī)定進行。4.9.3.2油管外布設應符合下列要求。a)按設計要求更換監(jiān)測專用井口，并安裝防噴器。b)井口穿越密封耐壓等級不低于套管頭耐壓等級。c)油管尾端安裝完畢后，對光纜深度校準。d)前5根油管下井時，調(diào)整滾筒處于無張力狀態(tài)。e)水平段油管下井速度控制不大于10m/min。f)光纜布設過程中每50m測量一次光纖通斷和衰減情況。g)安裝完成后，將光纜截斷，穿越專用井口。4.9.3.3套管外布設應符合下列要求。a)按設計要求更換監(jiān)測專用井口。b)井口穿越密封耐壓等級不低于套管頭耐壓等級。c)套管尾端使用專用工具保護。d)每5根套管對光纜進行一次通斷與損耗測量，并記錄套管節(jié)箍米標。e)根據(jù)管柱結(jié)構(gòu)中不同深度的受力分析，調(diào)整工具分布。7T/CSOEXXXX—2024f)安置過程中，嚴禁套管鉗旋轉(zhuǎn)。g)禁止對管柱猛提猛放和旋轉(zhuǎn)下套管。h)每根套管的節(jié)箍處安裝專用保護工具。i)有其它特殊管柱的，對光纜進行保護。4.9.4井處理及井場準備4.9.4.1井處理過程應符合下列要求。a)先進行洗井，劃眼，沖砂等作業(yè)。b)裸眼井的通井作業(yè)使用雙扶通井不少于2次。c)進行通井測試。d)有射孔時，應清蠟或清砂。4.9.4.2井場準備宜包括井場電源，測試儀器、施工車輛及物質(zhì)配件等。4.9.4.3井場應滿足下列要求。a)滿足監(jiān)測作業(yè)車輛和設備擺放要求。b)預留安放儀器操作間的場地。c)外接電源滿足監(jiān)測作業(yè)用電要求。4.9.4.4地面儀器應符合下列要求。a)供電、監(jiān)測、存儲系統(tǒng)自檢正常。b)用電設備無漏電現(xiàn)象，系統(tǒng)連接線路整齊、規(guī)范，接地裝置完好。c)儀器配件、光纜熔接工具應配備齊全。4.9.5深度校準深度校準時，應利用不小于200Hz的高頻震源敲擊井口，通過能量統(tǒng)計方式對井口位置標零，并記錄數(shù)據(jù)，通過光時域反射儀（OTDR）、纜車深度計數(shù)器和光纖冗余長度對光纜尾端深度標定。4.9.6儀器檢測4.9.6.1儀器使用應符合下列要求。a)儀器不使用時傳感光纖接口等光接口蓋上防塵帽。b)儀器使用時，先將光纖接頭清潔再將光纜或光纖接入系統(tǒng)，光纖接頭類型為FC/APC、E2000等，最后開啟儀器，禁止帶光操作。c)光纖接頭連接時，保證接頭處的凹槽對準，避免未對準帶來的損耗或反射光對器件的損壞。d)儀器開啟時，嚴禁直視傳感光纖接口。e)射頻接口等電接口旋緊保證信號無誤傳輸。f)儀器初始化開始時，顯示光強的窗口出現(xiàn)白線表示采集儀器準備就緒。g)采集開始前進行檢查，在光纜沒有接收振動信號狀態(tài)下，井底光纜噪聲不大于10pε/√Hz@20Hz@10km@標距=5m。h)連接觸發(fā)箱體前，根據(jù)箱體輸出的電壓變化值，設置儀器觸發(fā)電壓；當箱體輸出觸發(fā)電壓超過儀器的額定觸發(fā)電壓時，進行衰減，避免損傷儀器。i)采集時，儀器與觸發(fā)箱體間距離大于1.5m。j)儀器遠離機械干擾設備，或做好儀器的減震，減少外界直流干擾。k)生產(chǎn)過程中遭遇雷雨天氣，關(guān)閉儀器電源。4.9.6.2儀器日檢應包括下列內(nèi)容。a)檢查儀器的傳感光纖接口處是否接好光纖或光纜。b)檢查儀器設備運行是否正常，狀態(tài)指示燈正常工作；軟件正常啟動，功能準確；灰度圖顯示正常，無異常雜亂信號。c)利用激發(fā)源測試儀器觸發(fā)性能。d)檢測系統(tǒng)工作正常，噪聲底不大于10pε/√Hz@20Hz@10km@標距=5m。e)儀器接受GNSS授時信號誤差小于1個采樣間隔。f)主動觸發(fā)和被動觸發(fā)分別模擬采集，解調(diào)結(jié)果正常。g)采集機軟件設置儀器參數(shù)正常。8T/CSOEXXXX—20244.9.6.