基于光纤传感的地震地质工程一体化数据采集系统及方法

技术领域

本发明属于应用地球物理、地球物理勘探技术、地震勘探技术领域，油藏地球物理，油气藏开发方案优化领域，尤其涉及一种基于光纤传感的地震地质工程一体化数据采集系统及方法。

背景技术

地震勘探则是利用人工的方法引起地壳振动(如雷管或炸药爆炸、重锤下落或敲击、电火花或压电晶体或气枪震源在水中或井中激发、可控震源振动)，再用精密仪器按一定的观测方式记录爆炸后地面上各接收点的振动信息，利用对原始记录信息经一系列加工处理后得到的成果资料推断地下地质构造的特点。在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。

井中-地面地震联合立体勘探技术作为地面地震勘探和井中地震勘探技术结合起来形成的一项新型地震勘探方法，实现了井中与地面地震数据采集的结合，可以达到同步采集、同步处理的目的从而提高勘探区的成像精度，提高目的层反射信号的信噪比与分辨率。有利于识别特殊地质体，精细的开展储层预测与评价，研究砂体及岩性圈闭；精细研究井旁周围地层的构造、储层及油层内的流体动态变化特征，评价水力压裂或储层改造的效果，是一种新型的地震勘探技术。

地面和井下光纤传感系统可以用于井下进行压力、温度、噪声、振动、声波、地震波、流量、组分分析、电场和磁场的测量。该系统以全铠装光缆结构为基础，传感器和连接及数据传输缆都用光纤制成。目前有多种地面和井下铠装光缆的布设方法，比如安放在井下控制管线内、投放到连续油管内、直接集成到复合材料制成的连续油管管壁中、捆绑固定在连续油管外侧、投放在套管内和捆绑在套管外侧并用固井水泥进行永久性固定等布设方法。

很多油气藏储层具有低孔、低渗透率的物性特征，工区构造形态复杂，天然断裂和裂缝系统发育，纵横向地应力系统多变，储层地质条件复杂、储层非均质性强，提高了油气资源勘探开发的难度。

在油气储层开发过程中，水力压裂储层改造微地震监测技术是水力压裂过程中了解分析评价压裂效果的一种非常重要的手段。该技术是利用水力压裂作业时，地下应力场变化导致岩石起裂或岩层错断所产生的地震波，进行水力压裂裂缝成像或监测储层流体运动的方法。微地震监测技术可以直观监测工程状态，揭示油气藏储层动态变化，展示人工缝网的空间分布形态。

在地震地质工程一体化技术思路中，“地震”是指以地震勘探成果为基础，利用地震得出裂缝属性、弹性参数、地层压力、地应力等关键信息；“地质”是指以油气藏为中心的地质-油藏表征、地质建模、地质力学等综合研究，这里的“地震地质”相互依托，共同为工程甜点服务；“工程”是指在页岩气勘探开发过程中，对布井、钻完井、压裂改造等一系列钻探及开发生产工程。

地震地质工程体化技术对研究区地震、微地震综合解释工作，水平钻井井位部署，水平钻井轨迹优化具有实质性的指导意义；在压裂过程中，利用地震地质工程一体化现场实时决策系统，融合地震、微地震、工程参数开展地震地质工程一体化综合分析，可有效提高油气藏甜点区识别能力，提高水平井段有效储层钻遇率，优化储层改造方案，实现单井经济效益最大化。

地震地质工程一体化方案部署，以“逆向设计”为技术思路，以微地震监测成果为依托，以压裂工程为决策主导，结合地球物理成果、地质认识和工程参数等数据，开展地震-地质-工程多学科融合的综合分析，实现“地震、地质、钻井、压裂、开发”一体化研究。

发明内容

为了实现高效益低成本的勘探开发油气资源，需要对油气储层进行精细准确可靠的刻画，预测和评价油气储层中的油气富集区，科学合理的设计开发方案，优化水平井网的布设、钻探、完井和压裂，实时监测油气生产井产液剖面和注水井吸水剖面的长期动态变化，根据油气产能的变化，及时调整开发方案和布设新的加密井、水平井或调整井，重新进行油气藏开发效益的数字模拟，通过多次模拟“开发”油气田，反复修改完善和优化新开发方案，寻求最优开发方案，避免决策失误，以提高油气藏采收率为最终目标，获得最佳的新开发方案。用新的优化开发方案指导油气藏的开采，争取实现有限投资规模条件下的最佳开采效益和达到最高可实现采收率。

为了在油气井(包括采油井、注水井、观察井等)投产后至报废整个生产过程中，利用各种测试仪器进行井下测试以获取相应地下信息。它包括通过井内温度、噪声、压力和流体流量、持水率测定，了解产出(产液)和注入(吸水)剖面，为油层改造提供依据。生产测井已成为油气藏科学管理和提高采收率不可缺少的手段。由于常规生产测井仪器装备在高温高压井特别是在水平井内作业的局限性，需要一种低成本、高精度、高可靠性手段了解油气井产出(产液)和注入(吸水)剖面的方法和技术。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于光纤传感的地震地质工程一体化数据采集系统，包括地面三分量地震数据采集仪器、地面高密度全方位人工激发震源、分布式光纤传感复合调制解调仪器、地震数据采集车、地面地震数据记录仪器；

所述地面三分量地震数据采集仪器通过光电复合缆连接地震数据采集车上的地面地震数据记录仪器。所述地面三分量地震数据采集仪器为有线三分量检波器，或无线三分量节点地震仪，或地面三分量分布式光纤铠装光缆；地面三分量地震数据采集仪器连接到分布式光纤传感复合调制解调仪器；

钻孔中的套管外全井段布设的第一井中分布式光纤传感铠装光缆，第一井中分布式光纤传感铠装光缆连接到分布式光纤传感复合调制解调仪器；

或者，井中的油管或气管外全井段布设的第二井中分布式光纤传感铠装光缆，第二井中分布式光纤传感铠装光缆连接到分布式光纤传感复合调制解调仪器；

地面三分量地震数据采集仪器与第一井中分布式光纤传感铠装光缆和第二井中分布式光纤传感铠装光缆同步同时联合采集并记录地面三维三分量地震和三维井中DAS-VSP数据；

所述的分布式光纤传感复合调制解调仪器包括多通道分布式光纤声波传感DAS、分布式光纤温度传感DTS、分布式光纤应变传感DSS、分布式光纤压力传感DPS。

所述的分布式光纤传感复合调制解调仪器包括多通道分布式光纤声波传感DAS、分布式光纤温度传感DTS、分布式光纤应变传感DSS、分布式光纤压力传感DPS。

油管或气管通过全方位高密度地面或井地联合三维地震数据采集、保幅井驱处理、高分辨率储层构造成像实现对油气储层的精准刻画，通过油藏和流体精细建模和模拟，优化部署水平井和最佳储层改造开发方案，利用随钻DAS-VSP数据实时指导调整水平井钻井轨迹，提高优质储层钻遇率。利用套管外铠装光缆进行旁井微地震监测和同井精准工程监测。在油气井生产阶段进行产液剖面长期实时动态监测，调整优化开发方案，提高油气采收率，降低油气生产成本。

所述地面高密度全方位人工激发震源为：地面炸药震源、重锤震源、电火花震源、压电晶体震源、气枪震源、可控震源中的至少一种。

进一步的，所述地面三分量地震数据采集仪器，可以是有线三分量检波器，或无线三分量节点地震仪，或地面三分量分布式光纤铠装光缆。

所述地面三分量地震数据采集仪器的有线检波器为：有线三分量动圈式检波器、有线三分量数字式检波器、有线三分量加速度式检波器、有线三分量MEMS检波器、有线三分量光纤检波器中的一种。

所述地面三分量地震数据采集仪器的无线检波器为：无线三分量动圈式检波器、无线三分量数字式检波器、无线三分量加速度式检波器、无线三分量MEMS检波器、无线三分量光纤检波器中的一种。

所述的地面三分量分布式光纤铠装光缆为安置在柱状弹性体上的三分量分布式声波传感光纤，或为按照螺旋管方式绕制在圆柱状弹性体上的螺旋声波传感光纤；所述的第一井中分布式光纤传感铠装光缆和第二井中分布式光纤传感铠装光缆均为铠装光缆，包括耐高温单模或多模或特种光纤，所述的耐高温单模或多模或特种光纤外依次有内连续金属细管和外连续金属细管对其进行封装。

所述第一井中分布式光纤传感铠装光缆布设在套管外，并用固井水泥永久固定在套管外侧，或者用分布在第一井中分布式光纤传感铠装光缆外面的永久磁铁环将第一井中分布式光纤传感铠装光缆吸附在套管的内壁上，或者用等间距的环形金属卡子将第二井中分布式光纤传感铠装光缆固定在套管内安装的油管或气管的外壁上。

所述地面三分量分布式光纤铠装光缆、第一井中分布式光纤传感铠装光缆和第二井中分布式光纤传感铠装光缆的尾端设有消光装置，即将地面三分量分布式光纤铠装光缆、第一井中分布式光纤传感铠装光缆和第二井中分布式光纤传感铠装光缆内的单模光纤的尾端安装消光器或者在尾端打一个结。

所述地面三分量地震数据采集仪器在地面沿三维地面地震检波器线等间距分布；

所述的基于光纤传感的地震地质工程一体化数据采集系统的数据采集和处理方法，包括如下步骤：

(1)在地面沿施工设计的检波器测线高密度等间距布设地面三分量地震数据采集仪器的检波器，或沿检波器测线开挖浅沟埋置地面三分量分布式光纤铠装光缆，地面三分量地震数据采集仪器的测线间距和检波器间距小至6.25米；

(2)在地面三维地震数据采集工区内所有的井下的套管外用等间距的环形金属卡子或套管内用等间距的永久磁铁环布设第一井中分布式光纤传感铠装光缆，或者用等间距的环形金属卡子将第二井中分布式光纤传感铠装光缆固定在套管内安装的油管或气管的外壁上；

(3)按照高密度全方位施工设计依次激发震源线上地面高密度全方位人工激发震源点的震源信号，同步记录全方位高密度地面三维地震数据和三维井中DAS-VSP数据，全方位高密度地面三维地震数据的面元达到5m×5m；

(4)对井中-地面联合采集的地面三维三分量地震数据进行井驱处理，包括对井中-地面联合采集的地面和井中三维三分量地震数据进行井地联合各向异性偏移成像处理，以及叠前道集数据的井地联合Q偏移成像处理；

(5)对井地联采的三维三分量井中DAS-VSP数据进行去噪、波场分离、速度建模和三维井中DAS-VSP数据的高精度高分辨率构造成像；

(6)对步骤(4)和步骤(5)的偏移成像结果进行联合精细构造解释，其构造解释结果用于对油气储层构造进行精细的静态刻画和描述以及构造建模；从三维高分辨率地震数据解释成果和构造模型中提取油气储层的准确埋深、厚度、产状及平面展布；

(7)反演三维高分辨率叠后地震数据以获取叠后反演的地震属性数据体，用于解释断层和裂缝；利用相干和相关属性倾角和倾角方位属性、最大最小曲率、正曲率和负曲率属性等来描述并表征地下断层、裂缝裂隙和构造边界的展布特征，构建油气储层的断层裂缝模型；

(8)进行三维叠前地震数据的各向异性参数的椭圆反演，以得到汤姆逊各向异性参数，通过岩石物理变换，将汤姆逊各向异性参数转换为目的层的地质力学各向异性参量；同时根据油气储层中层速度的变化和差异，确定地层压力并圈定油气储层中的高压异常区；利用经验公式和属性参数预测油气储层的压力系数、裂隙或裂缝发育分布特征、储层内地应力场方位信息等重要的储层参数；

(9)进行保幅井驱处理后的高分辨率三维地面叠前地震数据的弹性模量的椭圆反演，得到各向异性弹性模量，通过岩石物理分析，将各向异性弹性模量转换为油气储层的岩石脆性、岩性、孔隙度、含油气饱和度等储层参数；

(10)根据步骤(8)和步骤(9)油气储层参数，结合构造模型、断层与裂隙模型和地下油气储层的三维空间展布，构建三维油气藏模型；

(11)利用步骤(10)建立的油气藏模型，进行油气藏模型上各种井网密度和开发方案的数值模拟，寻找最佳的优化开发方案，设计部署油气开发井位、井身结构、水平井段的方位深度和长度；

(12)当钻孔完成了直井段的钻探后，在井孔内布设第一井中分布式光纤传感铠装光缆，在地面井口附近进行零偏移距DAS-VSP数据采集，求取从井口到井底的准确地层的层速度，用此准确的层速度对井周围的地面三维地震数据和零偏移距DAS-VSP数据进行联合迭前深度偏移成像，然后用联合迭前深度偏移成像结果修改完善局部构造模型、储层模型和油藏模型，根据新储层模型调整优化水平井轨迹，进行地质导向钻井，提高水平井段的优质储层钻遇率；

(13)当水平井段钻进完成后，在下套管进行完井作业的同时，用环形金属卡子将第一井中分布式光纤传感铠装在套管靴处捆绑固定在套管外，和套管一起布设到井底，然后从井底用高压泵入固井水泥浆，使水泥浆从井底沿套管外壁和钻孔之间的环空区返回到井口，水泥浆固结后，把套管、第一井中分布式光纤传感铠装和地层岩石永久性的固定在一起；

(14)步(13)完成后，将第一井中分布式光纤传感铠装与井口附近的复合调制解调仪器相连接，进行第一井中分布式光纤传感铠装两侧同一钻井平台的其它水平井的水力压裂储层改造时的实时微地震监测，根据微地震监测的结果即微地震事件的空间分布特征，及时优化调整水力压裂段的间距和水平井组的井间距：当相邻两个压裂段的微地震事件出现部分重叠时或出现无微地震事件的空白带时，需要增大或减小水力压裂段之间的间距；当相邻两口水平井压裂产生的微地震事件在空间上出现部分重叠时或者在两口井的中间位置没有或很少微地震事件出现和分布时，需要增大或减小两口相邻水平井之间的井间距；

(15)在进行布设有套管外第一井中分布式光纤传感铠装水平井的水力压裂储层改造时，根据第一井中分布式光纤传感铠装监测到的沿水平井筒的震动、噪声、温度、压力、应变数据，进行同井水力压裂工程监测，包括压裂作业过程中个细节的实时监测，可对桥射连作过程中桥塞卡瓦坐封，桥塞丢手，射孔等动作进行实时动态监测，在压裂过程中可对投球坐封，不同阶段加压进液过程和套管形变或套损情况进行实时监测，通过每簇进液响应可实时暂堵转向效果实时监测及评价，桥塞封隔质量监测及评价等，实时优化调制水力压裂储层改造工程参数和作业流程；

(16)在油气生产期间，通过放置在井口旁边的分布式光纤传感复合调制解调仪器连续监测和测量套管外侧第一井中分布式光纤传感铠装光缆或油管或气管外侧第二井中分布式光纤传感铠装光缆内的DAS、DTS、DSS和DPS信号；

(17)对分布式光纤传感复合调制解调仪器连续测量的DAS信号、DTS信号、DSS信号和DPS信号进行调制解调，将DAS数据、DTS数据、DSS数据和DPS数据转换成井下噪声强弱、温度高低和全井段应力或应变和流体压力的分布数据；

(18)根据监测和测量到的井下噪声、温度、应力或应变和压力变化数据，利用多参数综合反演方法计算出井下每个油气产出井段的油、气、水的流量及其变化，或井下每个注水或注二氧化碳或注聚合物井段的注入量及其变化，获得动态产液产气剖面或溪水吸气剖面；同时利用第一井中分布式光纤传感铠装光缆或第二井中分布式光纤传感铠装光缆，长期实时监测油气储层内和储层周围在油气生产期的微地震数据，以及这些微地震事件发生的时间、位置和能量大小的分布特征与规律，结合全井段应力或应变数据，从而实现对油气井开发生产过程、套管形变或套损情况及其产量变化的长期动态监测；

(19)在油气井投产一定时间后，再次在地面同样位置布设地面三分量地震数据采集仪器，然后依次激发震源线上同样位置的地面高密度全方位人工激发震源点的震源信号，地面三分量地震数据采集仪器与第一井中分布式光纤传感铠装光缆或第二井中分布式光纤传感铠装光缆同步同时采集并记录时移高密度全方位三维地面三分量地震数据和时移三维井中三分量DAS-VSP数据；

(20)使用同样的数据处理流程对第二次采集的时移三维地面地震数据和时移三维井中DAS-VSP数据重复进行上面步骤(4)到步骤(9)的处理流程；对水力压裂前后，或者油气井投产前后的两次井地联采的时移三维地面地震数据和时移三维井中DAS-VSP数据经过上述井驱处理后的成果进行对比分析，包括两次地震数据波形的对比、振幅的对比、相位的对比、纵波和横波速度的对比、衰减系数Q值的对比以及各向异性参数的对比，求取前后两次时移地面地震和DAS-VSP数据之间的差异值和两次地面地震数据之间的差异值，这些差异值和井下长期监测到的微地震事件的分布范围就代表储层经过水力压裂改造后的影响范围或被改造体积SRV，或者油气生产井周围流体运移前后的情况或油水界面或气水界面的动态变化情况，发现油气储层内未动用的或没有充分动用的残余或剩余油气区域，寻找油气田开发中后期剩余油气储量的富集区域，以便确定调整开发方案；

(21)根据上面获得的数据和信息建立油气藏模型和油气储层内的流体模型，按照油气田开发时预定的开发方案和开采时间进行油气藏开发进程的数字模拟，获得数字模拟的开发效益和模拟的开采阶段的总油气产量；

(22)根据步骤(18)得到的井中监测的所有油气生产井的产液剖面的动态变化数据和步骤(20)里面获得的油气生产井周围的油水界面或气水界面的动态变化情况，以及开发阶段已经开采的总油气量，对比步骤(21)的模拟结果，分析二者之间的差异，根据差异数据修改、完善和调整开发方案，在残余或剩余油气区域内布设加密井、水平井或调整井；

(23)针对步骤(22)提出的开发调整方案和新布设的加密井、水平井或调整井，重新进行油气藏开发效益的数字模拟，通过多次模拟“开发”油气田，反复修改完善和优化新开发方案，寻求最优开发方案，避免决策失误，以提高油气藏采收率为最终目标，获得最佳的新开发方案；用新的优化开发方案指导油气藏的开采，争取实现有限投资规模条件下的最佳开采效益和达到最高可实现采收率。

本发明具有如下有益效果：

本发明公开了一种基于光纤传感的地震地质工程一体化数据采集系统及方法，包括地面三分量地震数据采集仪器、地面人工激发震源、套管内外或油管或气管外全井段布设的井中铠装光缆、井中和地震数据采集车和复合分布式光纤传感调制解调仪器。通过全方位高密度地面或井地联合三维地震数据采集、保幅井驱处理、高分辨率储层构造成像实现对油气储层的精准刻画，通过油藏和流体精细建模和模拟，优化部署水平井和最佳储层改造开发方案，利用随钻DAS-VSP数据实时指导调整水平井钻井轨迹，提高优质储层钻遇率。利用套管外铠装光缆进行旁井微地震监测和同井精准工程监测。在油气井生产阶段进行产液剖面长期实时动态监测，调整优化开发方案，提高油气采收率，降低油气生产成本。地震地质工程体化技术对研究区地震、微地震综合解释工作，水平钻井井位部署，水平钻井轨迹优化具有实质性的指导意义；在压裂过程中，利用地震地质工程一体化现场实时决策系统，融合地震、微地震、工程参数开展地震地质工程一体化综合分析，可有效提高油气藏甜点区识别能力，提高水平井段有效储层钻遇率，优化储层改造方案，实现单井经济效益最大化。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明地面有线地震数据采集系统和套管外或油气管外铠装光缆安装布设示意图。

图3是本发明的地面无线节点地震数据采集系统和套管外或油气管外铠装光缆安装布设示意图。

图4是本发明的套管外铠装光缆安装布设示意图。

图5是本发明的油管或气管外铠装光缆安装布设示意图。

图6是本发明的水平井井组中央水平井套管外铠装光缆安装布设示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明通过全方位高密度地面或井地联合三维地震数据采集、保幅井驱处理、高分辨率储层构造成像实现对油气储层的精准刻画，通过油藏和流体精细建模和模拟，优化部署水平井和最佳储层改造开发方案，利用随钻DAS-VSP数据实时指导调整水平井钻井轨迹，提高优质储层钻遇率。利用套管外铠装光缆进行旁井微地震监测和同井精准工程监测。在油气井生产阶段进行产液剖面长期实时动态监测，调整优化开发方案，提高油气采收率，降低油气生产成本。。

如图2和图3所示，基于光纤传感的地震地质工程一体化数据采集系统，包括地面三分量地震数据采集仪器1、地面高密度全方位人工激发震源3、钻孔中的套管4外全井段布设的第一井中分布式光纤传感铠装光缆5、井中的油管或气管6外全井段布设的第二井中分布式光纤传感铠装光缆7、分布式光纤传感复合调制解调仪器8，井中和地震数据采集车10，地面地震数据记录仪器11。

所述地面三分量地震数据采集仪器1可以是有线三分量检波器，如图2，或无线三分量节点地震仪或地面三分量分布式光纤铠装光缆2，如图3；

如图4和图5所示，所述地面三分量分布式光纤铠装光缆2、第一井中分布式光纤传感铠装光缆5和第二井中分布式光纤传感铠装光缆7连接到分布式光纤传感复合调制解调仪器8，以使所述地面三分量地震数据采集仪器1与第一井中分布式光纤传感铠装光缆5和第二井中分布式光纤传感铠装光缆7同步同时联合采集并记录地面三维三分量地震和三维井中DAS-VSP数据；

所述的分布式光纤传感复合调制解调仪器8包括多通道分布式光纤声波传感DAS、分布式光纤温度传感DTS、分布式光纤应变传感DSS、分布式光纤压力传感DPS；分布式光纤传感复合调制解调仪器8分别与地面三分量分布式光纤铠装光缆2、第一井中分布式光纤传感铠装光缆5或第二井中分布式光纤传感铠装光缆7连接。

所述地面高密度全方位人工激发震源3为：地面炸药震源、重锤震源、电火花震源、压电晶体震源、气枪震源、可控震源中的至少一种。

所述地面三分量地震数据采集仪器1的有线检波器为：有线三分量动圈式检波器、有线三分量数字式检波器、有线三分量加速度式检波器、有线三分量MEMS检波器、有线三分量光纤检波器中的一种。

所述地面三分量地震数据采集仪器1的无线检波器为：无线三分量动圈式检波器、无线三分量数字式检波器、无线三分量加速度式检波器、无线三分量MEMS检波器、无线三分量光纤检波器中的一种。

所述的地面三分量分布式光纤铠装光缆2为安置在柱状弹性体上的三分量分布式声波传感光纤，或为按照螺旋管方式绕制在圆柱状弹性体上的螺旋声波传感光纤；所述的第一井中分布式光纤传感铠装光缆5和第二井中分布式光纤传感铠装光缆7均为铠装光缆，包括耐高温单模或多模或特种光纤，所述的耐高温单模或多模或特种光纤外依次有内连续金属细管和外连续金属细管对其进行封装。

如图4所示，所述第一井中分布式光纤传感铠装光缆5布设在套管4外，并用固井水泥永久固定在套管4外侧，或者用分布在第一井中分布式光纤传感铠装光缆5外面的永久磁铁环将第一井中分布式光纤传感铠装光缆5吸附在套管4的内壁上，或者用等间距的环形金属卡子将第二井中分布式光纤传感铠装光缆7固定在套管4内安装的油管或气管6的外壁上(图5)。

所述地面三分量分布式光纤铠装光缆2、第一井中分布式光纤传感铠装光缆5和第二井中分布式光纤传感铠装光缆7的尾端设有消光装置9，即将地面三分量分布式光纤铠装光缆2、第一井中分布式光纤传感铠装光缆5和第二井中分布式光纤传感铠装光缆7内的单模光纤的尾端安装消光器或者在尾端打一个结。

所述地面三分量地震数据采集仪器1在地面沿三维地面地震检波器线等间距分布；所述地面三分量地震数据采集仪器1通过光电复合缆连接地震数据采集车10上的地面地震数据记录仪器11。

所述的基于光纤传感的地震地质工程一体化数据采集系统的数据采集和处理方法，包括如下步骤：

(1)在地面沿施工设计的检波器测线高密度等间距布设地面三分量地震数据采集仪器1或沿检波器测线开挖浅沟埋置地面三分量分布式光纤铠装光缆2，地面三分量地震数据采集仪器1的测线间距和检波器间距小至6.25米；

(2)在地面三维地震数据采集工区内所有的井下的套管4外用等间距的环形金属卡子或套管4内用等间距的永久磁铁环布设第一井中分布式光纤传感铠装光缆5，或者用等间距的环形金属卡子将第二井中分布式光纤传感铠装光缆7固定在套管4内安装的油管或气管6的外壁上；

(3)按照高密度全方位施工设计依次激发震源线上地面高密度全方位人工激发震源3点的震源信号，同步记录全方位高密度地面三维地震数据和三维井中DAS-VSP数据，全方位高密度地面三维地震数据的面元达到5m×5m；

(4)对井中-地面联合采集的地面三维三分量地震数据进行井驱处理，包括对井中-地面联合采集的地面和井中三维三分量地震数据进行井地联合各向异性偏移成像处理，以及叠前道集数据的井地联合Q偏移成像处理；

(5)对井地联采的三维三分量井中DAS-VSP数据进行去噪、波场分离、速度建模和三维井中DAS-VSP数据的高精度高分辨率构造成像；

(6)对步骤(4)和步骤(5)的偏移成像结果进行联合精细构造解释，其构造解释结果用于对油气储层构造进行精细的静态刻画和描述以及构造建模；从三维高分辨率地震数据解释成果和构造模型中提取油气储层的准确埋深、厚度、产状及平面展布；

(7)反演三维高分辨率叠后地震数据以获取叠后反演的地震属性数据体，用于解释断层和裂缝；利用相干和相关属性倾角和倾角方位属性、最大最小曲率、正曲率和负曲率属性等来描述并表征地下断层、裂缝裂隙和构造边界的展布特征，构建油气储层的断层裂缝模型；

(8)进行三维叠前地震数据的各向异性参数的椭圆反演，以得到汤姆逊各向异性参数，通过岩石物理变换，将汤姆逊各向异性参数转换为目的层的地质力学各向异性参量；同时根据油气储层中层速度的变化和差异，确定地层压力并圈定油气储层中的高压异常区；利用经验公式和属性参数预测油气储层的压力系数、裂隙或裂缝发育分布特征、储层内地应力场方位信息等重要的储层参数；

(9)进行保幅井驱处理后的高分辨率三维地面叠前地震数据的弹性模量的椭圆反演，得到各向异性弹性模量，通过岩石物理分析，将各向异性弹性模量转换为油气储层的岩石脆性、岩性、孔隙度、含油气饱和度等储层参数；

(10)根据步骤(8)和步骤(9)油气储层参数，结合构造模型、断层与裂隙模型和地下油气储层的三维空间展布，构建三维油气藏模型；

(11)利用步骤j建立的油气藏模型，进行油气藏模型上各种井网密度和开发方案的数值模拟，寻找最佳的优化开发方案，设计部署油气开发井位、井身结构、水平井段的方位深度和长度；

(12)当钻孔完成了直井段的钻探后，在井孔内布设第一井中分布式光纤传感铠装光缆5，在地面井口附近进行零偏移距DAS-VSP数据采集，求取从井口到井底的准确地层的层速度，用此准确的层速度对井周围的地面三维地震数据和零偏移距DAS-VSP数据进行联合迭前深度偏移成像，然后用联合迭前深度偏移成像结果修改完善局部构造模型、储层模型和油藏模型，根据新储层模型调整优化水平井轨迹，进行地质导向钻井，提高水平井段的优质储层钻遇率；

(13)如图6所示，当水平井段钻进完成后，在下套管4进行完井作业的同时，用环形金属卡子将第一井中分布式光纤传感铠装5在套管靴处捆绑固定在套管4外，和套管4一起布设到井底，然后从井底用高压泵入固井水泥浆，使水泥浆从井底沿套管4外壁和钻孔之间的环空区返回到井口，水泥浆固结后，把套管4、第一井中分布式光纤传感铠装5和地层岩石永久性的固定在一起；

(14)步骤(13)完成后，将第一井中分布式光纤传感铠装5与井口附近的复合调制解调仪器相连接，进行第一井中分布式光纤传感铠装5两侧同一钻井平台的其它水平井的水力压裂储层改造时的实时微地震监测，如图6，根据微地震监测的结果即微地震事件的空间分布特征，及时优化调整水力压裂段的间距和水平井组的井间距：当相邻两个压裂段的微地震事件出现部分重叠时或出现无微地震事件的空白带时，需要增大或减小水力压裂段之间的间距；当相邻两口水平井压裂产生的微地震事件在空间上出现部分重叠时或者在两口井的中间位置没有或很少微地震事件出现和分布时，需要增大或减小两口相邻水平井之间的井间距；

(15)在进行布设有套管外第一井中分布式光纤传感铠装5水平井的水力压裂储层改造时，根据第一井中分布式光纤传感铠装5监测到的沿水平井筒的震动、噪声、温度、压力、应变数据，进行同井水力压裂工程监测，包括压裂作业过程中个细节的实时监测，可对桥射连作过程中桥塞卡瓦坐封，桥塞丢手，射孔等动作进行实时动态监测，在压裂过程中可对投球坐封，不同阶段加压进液过程和套管形变或套损情况进行实时监测，通过每簇进液响应可实时暂堵转向效果实时监测及评价，桥塞封隔质量监测及评价等，实时优化调制水力压裂储层改造工程参数和作业流程；

(16)在油气生产期间，通过放置在井口旁边的分布式光纤传感复合调制解调仪器8连续监测和测量套管4外侧第一井中分布式光纤传感铠装光缆5或油管或气管6外侧第二井中分布式光纤传感铠装光缆7内的DAS、DTS、DSS和DPS信号；

(17)对分布式光纤传感复合调制解调仪器8连续测量的DAS信号、DTS信号、DSS信号和DPS信号进行调制解调，将DAS数据、DTS数据、DSS数据和DPS数据转换成井下噪声强弱、温度高低和全井段应力或应变和流体压力的分布数据；

(18)根据监测和测量到的井下噪声、温度、应力或应变和压力变化数据，利用多参数综合反演方法计算出井下每个油气产出井段的油、气、水的流量及其变化，或井下每个注水或注二氧化碳或注聚合物井段的注入量及其变化，获得动态产液产气剖面或溪水吸气剖面；同时利用第一井中分布式光纤传感铠装光缆5或第二井中分布式光纤传感铠装光缆7，长期实时监测油气储层内和储层周围在油气生产期的微地震数据，以及这些微地震事件发生的时间、位置和能量大小的分布特征与规律，结合全井段应力或应变数据，从而实现对油气井开发生产过程、套管形变或套损情况及其产量变化的长期动态监测；

(19)在油气井投产一定时间后，再次在地面同样位置布设地面三分量地震数据采集仪器1，然后依次激发震源线上同样位置的地面高密度全方位人工激发震源2点的震源信号，地面三分量地震数据采集仪器1与第一井中分布式光纤传感铠装光缆5或第二井中分布式光纤传感铠装光缆7同步同时采集并记录时移高密度全方位三维地面三分量地震数据和时移三维井中三分量DAS-VSP数据；

(20)使用同样的数据处理流程对第二次采集的时移三维地面地震数据和时移三维井中DAS-VSP数据重复进行上面步骤(4)到步骤(9)的处理流程；对水力压裂前后，或者油气井投产前后的两次井地联采的时移三维地面地震数据和时移三维井中DAS-VSP数据经过上述井驱处理后的成果进行对比分析，包括两次地震数据波形的对比、振幅的对比、相位的对比、纵波和横波速度的对比、衰减系数Q值的对比以及各向异性参数的对比，求取前后两次时移地面地震和DAS-VSP数据之间的差异值和两次地面地震数据之间的差异值，这些差异值和井下长期监测到的微地震事件的分布范围就代表储层经过水力压裂改造后的影响范围或被改造体积SRV，或者油气生产井周围流体运移前后的情况或油水界面或气水界面的动态变化情况，发现油气储层内未动用的或没有充分动用的残余或剩余油气区域，寻找油气田开发中后期剩余油气储量的富集区域，以便确定调整开发方案；

(21)根据上面获得的数据和信息建立油气藏模型和油气储层内的流体模型，按照油气田开发时预定的开发方案和开采时间进行油气藏开发进程的数字模拟，获得数字模拟的开发效益和模拟的开采阶段的总油气产量；

(22)根据步骤r得到的井中监测的所有油气生产井的产液剖面的动态变化数据和步骤(20)里面获得的油气生产井周围的油水界面或气水界面的动态变化情况，以及开发阶段已经开采的总油气量，对比步骤(21)的模拟结果，分析二者之间的差异，根据差异数据修改、完善和调整开发方案，在残余或剩余油气区域内布设加密井、水平井或调整井；

(23)针对步骤(22)提出的开发调整方案和新布设的加密井、水平井或调整井，重新进行油气藏开发效益的数字模拟，通过多次模拟“开发”油气田，反复修改完善和优化新开发方案，寻求最优开发方案，避免决策失误，以提高油气藏采收率为最终目标，获得最佳的新开发方案；用新的优化开发方案指导油气藏的开采，争取实现有限投资规模条件下的最佳开采效益和达到最高可实现采收率。