本发明专利技术公开了一种用于精确制作钻孔操作所感兴趣的地下的垂直地震剖面图（ＶＳＰ）的方法，该方法包括使用钻头所产生的振动作为震源，实行钻头信号与用地震检波器测线所采集的信号之间的互相关系，在该方法中，通过将一系列几种类型的传感器设置在钻孔设备上并由此记录一系列记录道来对钻头信号进行处理，在所述记录道中，信号／噪声成分具有不同的特性并可以借助于引入过滤函数，根据这些函数的富利叶变换运算或根据这些函数的统计学分布进行运算加以分离。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地震勘测方法，该方法的目的在于借助于对穿过地层传播的地震信号的测量获取有关钻孔操作所感兴趣的岩层构造特性的数据。这样的一种检测基本上是根据对应于由一个地震源所产生的一个信号的若干反射信号的检测时间的测量，由地震源所产生的这个信号是由振动或弹性能量脉冲构成，测量是在由地震源所产生的信号在各种深度水平被若干地质层反射之后进行的。概括地说，该检测系统是由一个地震源和围绕并分布的一系列用于接收直接的和反射的信号的信号接收器构成，还包括用于对由这些接收器所检测的返回信号进行处理和数据分析的若干装置和程序。这种检测技术虽然是用于钻孔，但目前仍然用它的缩写“VSP”(垂直地震剖面图)来称呼，并且使得能够由构成地面下层的一些地层上的信号反射出发获得对毗邻被钻孔的该地面下层的描述。这些各种地面下层地层的位置是根据该信号返回这些接收器伴随的延迟时间来再现的。用于对反射信号进行数据分析的技术还借助于以计算机保障的数据处理业已得到重大地发展，使得能够根据钻孔感兴趣的地层以及根据该钻孔的走向获取信息。用于VSP勘测的通常技术需要中断钻井操作，从井孔中抽出钻具组和钻头，将一个或多个检测地震检波器放入已钻好的钻孔中，并在表层，或在浅层以及在靠近井处发出声脉冲(例如通过引爆炸药包)，以及检测到达安装在井内部中的地震检波器的信号。这样的一种操作方式不引起有关在地表层所产生的“初级”信号的误差，并且，所检测到的返回信号并不形成严重的数据分析上的困难，但还是有明显的缺陷。这种情况导致上述操作还由于需要将钻井操作中断很长时间而成为一种成本高的操作，并且因此这种操作在钻井过程中只能进行极少次数。提出钻具组并重新插回去的操作是一种非常复杂并且有风险的操作，因此需要采用特别安全的操作步骤和预防措施。最近，有人建议，进行这样一些勘测应该利用在钻井操作过程中由钻头所产生的同一信号作为地震源。例如，可以引证这样一些勘测系统，这些系统公开于授予Atlantic Richfield的美国专利4965744;授予Western Atlas Inc.的美国专利4862423、4954998和4964087，授予S.N.Elf AquAtaine的美国专利4718048和授予Gas Research Institute的美国专利5050130。利用同一钻井钻头作为地震源提供了这样一种优点，这优点就是在钻孔操作过程中可以进行地表测量而不干扰钻井操作并且可以采集大量数据，然而成本低并且风险小，可以频繁地进行检测活动，或甚至可以连续地进行。不幸的是由钻井钻头所产生的信号有如下这样的缺陷，这缺陷就是受传播扰动的影响并且连续地超时工作，因此，要确定由钻井钻头所产生的可靠的信号以便能将它与由安装在地层(该地层处于正在钻探的井的周围区域)中的检测器所检测到的返回信号进行有效的比较是困难的。在附图说明图1中显示出了一个钻井设备和该地震测量数据采集系统的一些特有的部件的典型的构造，在图中-1表示钻塔的结构，-2表示钻具组，在其端部装有钻井钻头，-3表示钻井钻头，-4表示将旋转运动传输给钻具组2的旋转平台，-5表示驱动旋转平台4的电动机，-6表示泥浆槽，-7表示泥浆输送泵，所述泥浆沿着该钻具组内部流动，向下流至钻头3，在此处泥浆离开该钻具组，并且沿着井流动，上升返回地面，-8表示在钻头3向下在地面下层内运动过程中由该钻头钻出的井，在该井之内被泵7输送的泥浆上升返回地表面，-9表示一列检测传感器10，这些传感器接收由以钻头为代表的地震源所产生的直接的地震信号和反射的地震信号，这些信号穿过地层，借助于记录器11被采集和记录。这一(几)个检测器通常简称为“地震测线”，并且通常根据最优化判据被定位于距该钻井设备一定距离的地方，所述最优化判据使得可以从具有围绕被钻出的孔的一定的地表面积的区域获取地震数据。这是指钻孔是在陆地上进行的情况，如果钻探操作是在近海进行，则是由水下地震检波器构成。被测量的返回信号通过一个转移函数被耦合在由钻头产生的信号上并且通常要受到噪声的影响。如果人们成功地探测到钻头信号并将所述信号与这样的噪声分离开，那么这地震源就可以提供若干种很大的好处。换句话讲，此刻的专利技术旨在解决的技术问题就是获得足够高的信噪比，以便得到关于该钻孔工作所感兴趣的岩性构造的性质和结构的有意义的信息。存在于初级信号中的噪声的强度引起了检测量的衰减，该噪声分量必须从这样的一种信号中尽可能完全的被除去。本专利技术是基于这样一种技术，该技术的要点是增加大量在一个离散的时间周期内被这些检测传感器所收集到的大量数据的影响，以便提高所述信噪比。可汇总所述数据的期间所述的时间周期的长度受到以下这样的因素的限制，这种因素就是在工作过程中，钻头的推进同时伴随着下沉。这样的一种技术发现了实用特性的应用范围，例如钻探较软的或不那么致密的地层就产生较弱信号并且测量就必须延续更长的时间周期，以便更有意义。不幸的是，在这种情况下，钻进更为快并且一些限制必定要面临有关这些测量所能允许的时间周期的长度的问题，以便不损失空间分辨率，这归因于在这些测量的过程中钻头的过分下沉。这种噪声阻止对钻头信号的清楚的检测，并且导致借助于这样一种技术也是能将该噪声部分地除去，这种技术的要点是增加在一些离散的时间周期内重复的大量的测量的影响可以完成的结果就是更好的信噪比，但是该信噪比还不够高。该噪声可以根据它的特性(例如某种规则性，或以随机峰为特征这样的因素)来加以识别。由于在钻孔操作过程中钻头/岩石耦合的偶然性，钻头信号包含有不可预见的分量。它具有一个脉动形自相关，并且可以借助于环境噪声加以识别。根据本专利技术的检测方法是基于借助于检测器10采集该返回信号(或更好一些是一些信号)以及基于返回信号同由钻头产生的信号的测量值的相互关系，这是在对返回信号进行处理后一通过采集和利用从一系列检测器所获得的钻头信号的一系列共同测量值(以下称为“指示信号”)，以便获得在极为有利的条件下对返回信号所做出的有意义的测量，这种测量值又构成了一种代表该钻头信号的新的指示信号。这种相关操作的要点从定性观点看来在于在一段时间内移动两个待相互比较的信号，直到使它们最终对准一些非常类似的剖面为止。如果这种操作没有产生有效的结果，那么在被比较的两个信号之间就不存在相关性。自相关操作的要点在于将该信号与其自身相比较以识别可能的回波或混响。互相关是指示信号与借助于地震测线采集到的信号之间的相关操作。按照这种方式，对由脉冲的时序构成的信号(带有正或负号的强度峰)加以识别该信号被浓集于所测量的每一地球物理现象的一个单个脉冲信号中，例如由钻头发射的直接信号，该信号之后继之以它的反射信号。这种信号一般由一系列脉冲构成，这些脉冲具有得到很好鉴定的相对振幅和时间坐标。还必须将这样一种因素考虑进去，这一因素就是指示信号实际上并不是一种理想的信号，这是因为-该指示信号由于从钻头到用于测量该信号的检测器的信号传播有其自身的延迟。由于相关时间是两信号之间的一种相对的延迟，为了获得在该区域所测量的地球物理数据的绝对延迟，所以，已包含在指示信号中的延迟必须加以补偿;-指示信号并不是钻头所产生的脉冲的唯一的时序，然而，由于例如在钻孔设备内部的混响现象它还包括它的若干再现，这种钻孔设本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于作成能提供有关井孔钻孔操作所感兴趣的地下地质构造的信息的垂直地震剖面图（ＶＰＳ）的方法，该方法利用由同一个钻头所产生的振动作为地震源，并且利用互相关将它们与由一系列接收器所采集的信号加以比较，这些接收器所采用的设置方式使它们构成一个或多个旨在接收由运转的钻头所产生的地震波的接收地震测线，其特征在于获得代表由钻头所产生的信号的指示信号并根据由一系列不同类型的、分布在钻孔设备之上和其周围的传感器所探测的记录道加以处理，由每个传感器类型提供的记录道具有随时间分布的特征以及它的信号／噪声成分的加权特征，这些信号／噪声成分不同于由不同类型的传感器所获得的记录道的那些信号／噪声成分，在该方法中，进行所述处理是通过将这样一些成分彼此分离，以便重新构成准备用于所述互相关的有意义的钻头信号。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加姆皮埃罗安格莱利，塞尔吉奥帕索利亚，弗拉维奥伯莱托，法比欧罗卡，
申请(专利权)人：阿吉普公司，奥斯瓦托里奥齐奥费斯科斯帕瑞曼托利，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]
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