VSP勘探可以更加精细地描述地层介质并能够解决传统地面勘探所不能解决的问题,尤其在钻井阶段,预测钻头前方的目的层深度、深部地层的岩性特征、压力特征等,对钻井施工有着很强的指导作用。因此,利用VSP资料对井底以下介质进行钻前预测已成为当今的一项热门课题。反演方法无疑是一条利用VSP资料预测井底以下地层物性参数的有效途径,而VSP钻前预测的精度主要取决于波阻抗和速度反演的精度。本文针对VSP资料高分辨率、高信噪比以及能精确地分离出上、下行波的特点,提出了一种利用VSP资料进行井底以下钻头前方地层波阻抗反演的方法。该方法首先对VSP走廊叠加记录采用非线性迭代反演方法反演地下地层的波阻抗;通过在迭代过程中不断修改阻尼因子,以及引入预条件共轭梯度法求解方程组,增强了解的稳定性和收敛速度。根据已知的密度值或利用Gardner公式(当密度未知时),将反演得到的波阻抗换算成速度。根据速度和时间,计算井底以下目的层的深度;根据速度,利用相应的地层压力经验公式,计算地层压力,判断钻头前方是否存在高压地层。理论模型与实际资料的处理结果表明该方法具有较好的效果,并在VSP资料钻前预测研究中具有良好的应用前景。