垂直地震剖面

垂直地震剖面(VSP)是一種地震觀測方法，它是與通常地面觀測的地震剖面相對應的。地面觀測的地震剖面是在地表附近的一些點上激發地震波，同時在沿地面測線佈置的一些檢波點上進行觀測；垂直地震剖面也是在地表附近的一些點上激發地震波，但它是在沿井口不同深度佈置的一些檢波點上進行觀測。

前者檢波器放在地表，測線沿地面佈置，所以又稱水平（或地面）地震剖面；後者檢波器放在井中，測線沿井孔垂向佈置，所以稱為垂直地震剖面。在水平地震剖面中，因為檢波器置於地面，所以除沿地表傳播的直達波和麪波外，只能接受到來自地下的上行波；在垂直地震剖面中，因為檢波器通過井置於地層內部，所以既能接受到自下而上傳播的上行波，也能接受到自上而下傳播的下行波，這或許是垂直地震剖面與水平地震剖面相比最重要的一個特點。

垂直地震剖面實際上也是一種井中觀測方法，它是早已廣泛使用的地震測井（又稱速度檢驗放炮）方法的變革和發展。地震測井和垂直地震剖面的不同在於：前者只利用記錄的初至波，後者不僅利用記錄上的初至波，也要利用記錄上的續至波；前者的觀測點距通常較大，後者的觀測點距很小；前者只利用震源在井口附近的零偏移距觀測系統，後者還利用震源偏離井口的偏移距觀測系統和多偏移距觀測系統；前者的目的主要是測定波速，後者主要是研究井旁地層剖面及在實際地質介質中研究波的形成和傳播的規律．除此之外，垂直地震剖面在其發展過程中已經研製了專門的儀器系統，試驗了成套的野外工作方法，並發展瞭解釋的理論基礎．所以它已遠遠超出地震測井原來的範圍，而發展成為一套完整的，獨立的，新的觀測方法。

垂直地震剖面所用的震源有：炸藥震源，振動震源，氣槍，電火花震源，橫波VSP震源 。

震源選擇原則：

（1） VSP所用的震源最好與VSP井旁地面地震剖面所用的震源一致。

（2）VSP各次激發的震源子波應具有高度的一致性和重複性。

（3） VSP震源的輸出強度應該適中。

（4）激發頻譜應儘可能寬，以便提高分辨率．

除此之外，激發的干擾波能量應該相對較小或者易於壓制，激發的波型應該與勘探的目的相一致等等也都是選擇震源時應該考慮的原則。

VSP使人們發生強烈興趣的一個優點是它可以避開地面觀測時來自地表附近的一些噪聲，但是VSP也有它自己的一些噪聲，例如電纜波，套管波，井筒波，井下儀器耦合不良的噪聲和其它噪聲等。

（1）地面剖面基本上是通過觀測波場在水平方向的分佈來研究地質剖面的垂向變化，垂直剖面是通過觀測波場在垂直方向的分佈來研究地質剖面的垂向變化，因此，波的運動學和動力學特徵更明顯，更直接，更靈敏。

（2） 地表觀測離開介質內部有意義的界面較遠，與界面有關的波需要經過一段複雜的旅程才到達地表，垂直剖面可以在介質內部緊靠界面附近觀測，因而可直接記錄到與界面有關的較純的地震子波的波形。

（3） 地面地震記錄上主要的干擾波大都來自剖面上部，由於這些干擾，往往使地面記錄上波的識別和對比發生困難．垂直地震剖面由於在介質內部點上直接觀測，因而有可能避免和減弱上部低降速帶的干擾，易於識別波的性質。

（4） 地面觀測時，由於剖面上部的影響，地震噪聲水平較高，儀器有效靈敏度受到限制，因而很難記錄和識別強度低的弱波．垂直剖面在介質內部的點上觀測，由於地震噪聲水平隨深度迅速衰減，因而可以大大提高儀器的有效靈敏度，並使弱波的觀測成為可能。

（5） 地表觀測時，不同界面的波到達地表測線上各點的方向都是來自下方，且彼此差異不大，垂直剖面觀測時，不同界面的波到達井。內測線上各點的方向可以是來自上方，也可以是來自下方，而且在界面附近發生突變，所以垂直剖面可以有效地利用波的達到方向這一特點．

（6） 地表觀測時，由於低速帶和剖面上部的影響，波的質點運動方向發生畸變。垂直剖面由於能避開剖面上部和低速帶的干擾，所以能夠較準確地觀測波的質點運動方向，因而可以利用波的"空間偏振（或極化）"這一特別靈敏的參數來研究波的性質和地層巖性。