T-CSOE 0002-2024 井中分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集規(guī)程

井中分布式光纖聲波傳感數(shù)據(jù)采集規(guī)程Practicefordataacquisitionofboreholedistributedopticalfiberacoust2024-08-09發(fā)布2024-08-14實施I II 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 1 24.1采集流程 24.2任務確定 24.3地質任務 24.4資料收集 34.5現(xiàn)場踏勘 34.6參數(shù)設計 34.7試驗 5 5 64.10施工前試采集 84.11開工驗收 84.12數(shù)據(jù)采集和采集驗收 84.13資料歸檔 8本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國光學工程學會提出并歸口。本文件起草單位：中油奧博(成都)科技有限公司、電子科技大學、中國石油天然氣股份有限公司浙江油田分公司、江蘇華能電纜股份有限公司、華中科技大學、山東省科學院激光研究所、中國科學院半導體研究所、南京大學、南方科技大學、應急管理部國家自然災害防治研究院、中國船舶集團有限公司第七一五研究所、廈門彼格科技有限公司、安爾普傳感技術(上海)有限公司、北京交通大學、國興匯金(深圳)科技有限公司、中國科學院合肥物質科學研究院、烽火通信科技股份有限公司、長飛光纖光纜股份有限公司、山東星冉信息科技有限公司、青島匯安谷科技發(fā)展有限公司、中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司。本文件主要起草人：余剛、安樹杰、王松、饒云江、冉曾令、梁興、羅瑀峰、楊恒勇、喬文瑋、孫琪真、李豪、尚盈、王晨、徐團偉、鄧棣珉、張旭蘋、王峰、邵理陽、范凌云、劉愛春、宋翱、李東明、宛立君、李冬、郭亞池、吁樂鋒、唐浩、馬繼輝、蔡云鵬、關帥、陳躍華、張志榮、湯玉泉、胡國華、祁慶慶、項勇、呂大娟、霍佃恒、霍佃星、周素芹、魏茂安、劉江波、任國富。1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氣槍震源使用技術規(guī)范SY/T6246可控震源使用技術規(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術語和定義下列術語和定義適用于本文件。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)光纖作為介質地震波/聲波探測的儀器。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。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。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。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。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。2三維垂直地震剖面法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、表層調(diào)查報告、測量總結可作為施工總結中的一部分，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。采集流程采集流程任務確定資料處理解釋資料收集參數(shù)設計油管外布設施工設計套管外布設井處理及井施工準備儀器操作深度校準儀器日檢儀器月檢儀器年檢資料采集數(shù)據(jù)采集和采集驗收資料評價施工設計測量資料儀器班報資料日檔原始數(shù)據(jù)工作量試驗資料施工總結零井源距VSP非零井源距VSP觀測系統(tǒng)激發(fā)因素接收因素試驗要求人文資料表層資料鉆井資料測井資料開發(fā)資料地震資料其他資料光纖光蝴選型儀器參數(shù)光纜布設測試資料施工方法施工參數(shù)數(shù)據(jù)采集資料質控開工驗收意見書←儀器檢測現(xiàn)場踏勘地質任務開工驗收場準備圖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)地質任務，明確地理位置、地震部署、技術要求、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地質任務4.3.1零井源距VSP3零井源距VSP的地質任務宜包括下列內(nèi)容：a)求取時深關系及速度資料，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的地質任務宜包括下列內(nèi)容：a)研究井附近地層構造情況，確定井附近斷層及小幅度構造。b)利用縱波、轉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)。3DVSP的地質任務宜包括下列內(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)和復雜地質結構引起的強干擾區(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)為地質模型的建立提供依據(jù)。4.3.4井間地震井間地震地質任務宜包括下列內(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、基礎設施等。4.4.2表層地質資料應包括表層巖性結構、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、鉆井地質綜合柱狀圖、井身結構圖、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造圖或時間構造圖、地質成果報告，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：4a)直井零井源距VSP的井源距小于150m。b)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，井源距按照公式(1)進行計算。X-偏移距，單位為米(m);H——反射層深度，單位為米(m);h——觀測點上界深度，單位為米(m);1——反射段長度，單位為米(m)。c)對于單斜層狀介質，井源距按照公式(2)和公式(3)進行計算。式中：Xup——上傾方向井源距，單位為米(m);Xdown——下傾方向井源距，單位為米(m);h?——觀測點上界深度，單位為米(m);h?——觀測點下界深度，單位為米(m);1——反射段長度，單位為米(m);c——地層傾角，單位為度(°)。d)對于地下復雜構造情況，井源距應根據(jù)模型正演結果確定。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系確定，并應符合下列要求：a)按照公式(4)和(5)進行計算。x(p)——井源距，單位為米(m);t(p)——初始走時，單位為秒(s);Vk——各層的速度，單位為米每秒(m/s);2k——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)測線方位與構造方位垂直，測線數(shù)量根據(jù)地質任務確定。5c)激發(fā)點距根據(jù)模型正演結果和覆蓋次數(shù)等參數(shù)確定，覆蓋次數(shù)根據(jù)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。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、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。△x——接收點距，單位為米(m);fax——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a)試驗方案在方法論證基礎上編制。c)試驗內(nèi)容采取全井段接收。d)WalkawayVSP,WalkaroundVSP和3DVSe)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4.8施工設計a)項目概況：宜包括項目來源、項目部署依據(jù)6b)工區(qū)概況：包括地理概況、地震地質情況、觀測井井況。c)技術難點及對策：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)采集技術要求：包括執(zhí)行的技術標準、質量標準等。f)質量控制：質量管理措施、質量控制措施、質量保障措施等。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10pe/√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)每五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。7e)根據(jù)管柱結構中不同深度的受力分析，調(diào)整工具分布。f)安置過程中，嚴禁套管鉗旋轉。g)禁止對管柱猛提猛放和旋轉下套管。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/√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10pE/√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)結果正常。g)采集機軟件設置儀器參數(shù)正常。