L&TD

I.1 Lịch sử phát triển của phương pháp VSP

Phương pháp địa chấn trong giếng khoan gọi phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng hay còn gọi là VSP (Vertical Seismic Profile)

Phương pháp VSP là một sự phát triển vượt trội nhưng không được sử dụng rộng vì chi áp dụng phương pháp lớn hơn nhiều so với phương pháp khảo sát vận tốc. Và là phương pháp tin cậy hơn trong ứng dụng đánh giá dựa trên những tài liệu địa chấn 3 chiều trên mặt

Hiệu quả của phương pháp VSP được phát triển ở các nước Xô Viết vào năm 1960, tiếp đến là Châu Âu, cuối cùng là đến Mỹ năm 1970. Phương pháp VSP đã tạo nên những bất ngờ khi mà phương pháp bắt đầu được sử dụng ở các nước này vì phương có khả năng dự đoán trước mẫu khoan và nó được sử dụng trong mục đích dự đoán chiều sâu thành hệ cần khảo sát sẽ gặp phải nếu tiếp tục khoan.

Khả năng dự đoán trước mẫu khoan bằng phương pháp VSP là một biến đổi ngược được thực hiện trong quá trình xử lý số liệu, qua nhiều năm các tài liều khảo sát Zero – offset VSP đã được chứng minh đó là công cụ hữu ích. Nó còn được sử dụng để dự đoán chiều sâu vùng dị thương áp suất trước khi khoan các giếng khoan ở ngoài biển và xác định các ranh giới giữa granit và trầm tích, muối và trầm tích

I.2 Định nghĩa

Tuyến địa chấn thẳng đứng là phương pháp địa chấn tiến hành theo tuyến thẳng đứng trong giếng khoan để nghiên cứu bức tranh sóng dọc thành giếng khoan.

Khác với địa chấn giếng khoan thông thường, trong VSP ngoài nhiệm vụ ghi sóng trực tiếp để xác định tốc độ, cần phải tiến hành ghi cả các sóng phản xạ và khúc xạ xuất hiện trên băng địa chấn để làm sáng tỏ bức tranh sóng. Để giải quyết vấn đề này cần sử dụng các thiết bị ép chặt máy thu vào thành giếng khoan và sử dụng các bộ điều chỉnh biên độ để ghi các sóng yếu xuất hiện ở phần sau băng ghi.

I.3 Bản chất phương pháp

Tuyến địa chấn thẳng đứng (Vertical Seismic profile) là việc tiến hành khảo sát nghiên cứu đặc điểm trường sóng địa chấn xung quanh (500m tính từ thành giếng khoan), bên trên và cả phần phía dưới đáy giếng khoan nhờ việc sử dụng nguồn nổ (source) đặt trên mặt gần miệng giếng khoan và tiến hành thu các dao động do nguồn phát ra (chủ yếu là song dọc) truyền vào trong đất đá đến các máy thu (geophone) đặt dọc theo thành giếng khoan.
Phần tín hiêu đầu vào cho các geophone là các dao động đàn hồi xuất phát từ source truyền qua các lớp đất đá. Đầu ra từ các geophone là một bức tranh thể hiện tổng hợp trường sóng địa chấn đi trong môi trường đất đá bao gồm phần sóng đến trực tiếp (Downgoing wavefield), sóng phản xạ một lần (Upgoing wavefield) từ các ranh giới phản xạ, sóng phản xạ nhiều lần của sóng đến trực tiếp và sóng phản xạ một lần (Multiples), ngoài ra còn có thể xuất hiện rất nhiều loại nhiễu khác…

I.4 Phân loại

Tuỳ thuộc vào mối quan hệ giữa nguồn và máy thu và hình thái giếng khoan mà phân VSP ra thành nhiều phương pháp khác nhau: Checkshot survey, Zero offset, Offset, Walkabove, Walkaway VSP…

a. Checkshot Survey

Đây là phương pháp khảo sát VSP rẻ và đơn giản nhất và đôi khi được gọi là phương pháp khảo sát vận tốc. Phương pháp này tiến hành đo thời gian truyền song trực tiếp từ nguồn tới máy thu mà không cần quan tâm tới phần trường sóng phản xạ sau đó. Nó cho phép thiết lập mối quan hệ thời gian-chiều sâu và từ đó tính được vận tốc khoảng của phần đất đá xung quanh giếng khoan, thường được áp dụng khi giếng khoan thẳng đứng.

b.Walkabove

Thường áp dụng cho trường hợp giếng khoan nghiêng với điều kiện thực địa là nguồn luôn được đặt ở phía trên (gần như thẳng đứng) so với geophone. Do thu cả phần song đến trực tiếp và phần song phản xạ sau đó nên các ứng dụng cơ bản là như của Zero offset VSP.

c. Offset VSP

Sử dụng nguồn đặt cách giếng khoan một khoảng hoặc lệch so với giếng khoan. Dãy các máy thu được bố trí theo một dải chiều sâu trong giếng khoan,tạo ra hình ảnh 2 chiều. Bổ sung khối lượng thông tin làm sang tỏ hơn đến những hình ảnh liên quan đến bề mặt địa chấn, giúp nhận ra những đứt gãy và góc nghiêng của thành hệ dọc theo lỗ khoan. Trong điều kiện sự biến đổi từ sóng dọc (P) => sóng ngang (S) tăng theo khoảng cách, offset VSP được sóng trượt, sự biến đổi biên độ theo khoảng cách (AVO) và sự phân tích bất đẳng hướng. Mức độ chuyển đổi sóng dọc => sóng ngang phụ thuộc độ lệch và ranh giới đặc tính của đá.

d. Zero Offset VSP

Là phương pháp có cấu hình thu nổ giống với Checkshot survey là nguồn luôn được đặt ở phía trên (gần như thẳng đứng) so với geophone, tuy nhiên mật độ geophone trong giếng khoan là nhiều hơn và tiến hành thu cả thời điểm sóng đến đầu tiên (first arrival) và phần sóng phản xạ sau đó. Do đó ngoài time-depth relationship còn thu được Corridor stack và Synthetic (nếu có số liệu Sonic)…thường được áp dụng khi giếng khoan thẳng đứng.

e. Walkaway VSP

Tương tự offset VSP trong đó nguồn nổ lệch với hình chiếu thẳng đứng. Máy thu trong giếng khoan đứng yên nhưng nguồn dịch chuyển. Mức độ dịch chuyển trong Walkaway VSP thường được sủ dụng để nghiên cứu sóng trượt, sự thay đổi biên độ theo khoảng cách và hiệu ứng bất đẳng hướng. vì chúng ta có thể chiếu sóng trên một diện tích rộng hơn Offset VSP. Walkaway VSP là phương pháp hữu dụng trong việc thi công khảo sát địa chấn trên mặt, sự khảo sát vạch ra những thiết kế tới việc cung cấp thông tin và hình ảnh bức tranh 1 hoặc 2 chiều, hay làm sáng tỏ với yêu cầu thu nhận và xử lý 3 chiều

(còn tiếp)

NXQ