地震勘探原理08第七章-地震勘探资料解释基础

主讲：彭晓波地球物理与石油资源学院212#[e-mail]209:20:16地震勘探原理◙绪论◙第二章几何地震学◙第三章地震数据采集◙第四章地震勘探组合法◙第五章多次覆盖方法◙第六章地震波速度◙第七章地震勘探资料解释的理论基础◙第八章地震资料的构造解释309:20:16第七章地震勘探资料解释地震资料处理油田煤田勘探开发用户地震资料解释能源地震勘探示意图地震资料采集409:20:16第七章地震勘探资料解释地震资料解释：1、构造解释：解决构造问题，研究地层的空间分布特征和几何形态，确定钻探井位的基本依据，也是后续工作的基础。2、岩性解释：解决储层、含油气性问题，研究地层岩性、储层物性、孔隙流体性质等。509:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面地震记录的形成地震子波：震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，我们称这时的地震波为地震子波。爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一的距离后，波形逐渐稳定，我们称这时的地震波为地震子波。609:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面地震记录的形成地震波在传播过程中，其振幅会因各种原因而衰减，但波形的变化是很小的，在一定的条件下，可以看成不变。地震子波在向下传播的过程中，遇到波阻抗界面会发生反射和透射，最后，地震子波从地下各个反射面反射回来。709:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面地震记录的形成这些反射回来的子波在波形上，严格讲是有差别的，近似地可以认为一样，并且这些反射子波在振幅上有大有小（主要决定于反射界面的反射系数），极性有正有负（决定于子波反射系数的正负），到达时间有先有后（决定于界面的深度和波速）。反射系数：111111iiiiiiiiiiiiiZZRZZ809:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面地震记录的形成另外，地下地层的厚薄对于记录面貌的形成也有影响。设地震子波的延续时间为,穿出岩层的时间为。t909:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面地震记录的形成①岩层较厚，，同一接收点收到的来自界面R1和R2的两个反射面也可以分开。形成两个单波。保留着各自的波形特征。这种情况，一般较少。②岩层较薄时，，来自相距很近的各个反射界面的地震反射子波，到达地面一个地质点时，相互迭加，形成复波。tt1009:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面地震记录的形成S点接收到的来自R1，R2，R3界面的地震子波，相互迭加的结果，①+②+③的复波。它到此已分不出哪是R1上的波形，哪是R2上的波形，哪是R3上的波形。注意：地震记录上看到的一个反射波组，并不是简单的等于一个反射波，即：并不是来自一个界面上的反射波，而是来自一组靠得很近的界面的许多地震反射子波迭加的结果。1109:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面地震记录的形成在这一组靠得很近的界面中，必有起着主要作用的界面。那么，以某一个界面为主的一组靠得很近的界面，只要这些薄层的厚度和岩性一定的地段或地区是相对稳定的，则来自这组界面的许多地震反射子波的相互关系也是相对稳定的。因而，它们的迭加结果——地震记录上的反射子波组，其波组特征（相位个数，哪个相位最强等），也一定具有某些相对稳定的性质。这就是地震记录面貌形成的过程。同时也说明了，地震记录上的波组与地下岩层之间既有联系又有差别的关系。1209:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.1地震记录与地质剖面理论地震反射记录反射界面间距离足够大，地震脉冲延续时间很短（尖脉冲），各反射界面的反射波互不干涉。理想情况下地震反射记录1309:20:16第七章地震勘探资料解释实际地震反射记录X(t)=w(t)*R(t)+n(t)地震子波:由震源产生，在地层中传播，逐渐稳定下来的波形。1409:20:16岩层较薄，三个反射波迭加在一起不能分辨反射振幅的大小取决于反射系数的绝对值；极性取决于反射系数的正负；时间取决于反射界面的深度和波速。岩层较厚，二个反射波可以分开1509:20:161609:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.2二维地震剖面概述水平叠加剖面：剖面上每道都相当于垂直反射时间t0。偏移剖面：地层倾斜时，水平叠加剖面上的反射点偏到了反射界面的下倾一侧，使反射界面空间形态发生了畸变。为消除这种畸变，于是产生了偏移叠加剖面（先偏移再叠加），叠加偏移剖面（先叠加再偏移）。又可分为时间偏移剖面和深度偏移剖面。地震剖面的显示：变面积、波形、变密度、变面积加波形、变密度加波形。最常用的是变面积加波形方式。1709:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.3三维地震垂直剖面和水平切片三维地震采集得到空间采样很密集的数据，经处理后得到3D地震数据体。3D数据体里是正交排列的数据点，在同一方向上的数据点间隔是相等的。利用3D数据体可得到供解释的剖面或切片：纵（主）测线垂直剖面横（联络）测线垂直剖面水平时间（或深度）切片沿层切片断层切片连接几口井切出的垂直剖面沿任意方向切出的垂直剖面1809:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.3三维地震垂直剖面和水平切片1909:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.3三维地震垂直剖面和水平切片2009:20:162109:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.3三维地震垂直剖面和水平切片从3D数据体切出的各种剖面或切片2209:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.3三维地震垂直剖面和水平切片1、3D水平切片的基本特点：水平切片是利用平行于时间（或深度）基准面的平面切割3D数据体得到的。水平切片上的反射同相轴是上述平面切割各层反射波得到的图像。同相轴的宽度与反射波的频率及界面倾角有关。频率越小，同相轴越宽；界面倾角越小，同相轴越宽；水平切片上反射同相轴的走向是界面的走向。2309:20:16第七章地震勘探资料解释水平切片上同相轴宽度与界面倾角和波的频率的关系2409:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.3三维地震垂直剖面和水平切片2、3D地震垂直剖面与普通2D剖面相当，差别在于3D剖面是经过3D偏移处理的。理论上讲，已消除侧面反射干扰。而2D地震剖面只是做了法平面的偏移归位，不能消除侧面反射波的干扰；2D偏移剖面在交点上一般是不闭合的，但3D垂直剖面在交点上是闭合的。2509:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.4地震剖面上波的对比标志前面我们讲过一道地震记录形成的机理，在实际工作中，用于解释的是“一张由许多地震道依次排列的地震剖面。”不同的类型和传播特点的波的同相轴，在剖面上会表现出不同的特点。这些特点，就是我们进行解释时，在地震剖面上识别各种波的依据。（在剖面识别各种波的工作中叫“波的对比”）。2609:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.4地震剖面上波的对比标志下面介绍一下各种在地震剖面上的特点：1、同相性（相位标志）：由于同一反射波到达相邻很近的两个检波点的路程是很相近的，因而，同一反射波的相同的同相位，在相邻地震道上的到达时间也是相近的。因而，每道记录下来的振动图是相似的，所以同相轴应是一条圆滑的曲线，有一定的规律，相邻道的波形相似或渐变。（相干性）。2709:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.4地震剖面上波的对比标志基本术语:◙同相轴:一串套合很好的波峰或波谷.◙相位:一个完整波形的第i个波峰或波谷.第一相位第二相位第三相位T06层T1层2809:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.4地震剖面上波的对比标志2、振幅显著增强（振幅标志）：由于野外采集和室内处理中，已采取了许多产增强信噪比的措施，所以在地震剖央上，反射有效波的能量一般都大于干扰背景的能量。所以反射波的能量较强。2909:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.4地震剖面上波的对比标志3、波形特征/动力学特征（波形标志）：同一反射波在相邻的地震道上的波形特征，主周期，相位数等是相似的。（由于震存所发出的地震子波基本相同，同一界面反射波传播路程相近，传播过和中所经受的地层吸收等因素的影响也相近）。3009:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.4地震剖面上波的对比标志4、时差变化的规律：地震剖面已经过了动校正和水平迭加，可以看作自激自收记录。在地震剖面上，一次反射波同相轴是直线；绕射波和多次波同相轴仍是弯曲的，直达波、折射波（在共山岭记录上是直线）的同相轴，动较正后变成了曲线。3109:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.4地震剖面上波的对比标志上述四个标志中，1，2两点用来识别，在地震剖面上是否有一个波出现。3，4两点可以帮助我们进一步识别波的类型特征。以及对生成这个波的界面的特点作出推断。总之，反射波对比的基本原则是：振幅显著增强，波形相似，同相轴圆滑并有一定延伸长度。3209:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.5水平叠加时间剖面的特点①在测线上同一点，钻井资料得到的地层分界面与时间剖面上的同相轴在数量上，位置上常常不是一一对应的。3309:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.1地震剖面和地震切片7.1.5水平叠加时间剖面的特点②时间剖面上同相轴及波形本身包含了地下地层构造与岩性的信息，这也是构造与岩性解释的基础。③地质剖面反映的是沿测线铅垂剖面上的地质情况（深度、分层、岩性），时间剖面是来自三维空间上的地震反射层的法线反射时间，并显示在记录点的正下方。3409:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.2地震绕射波和物理地震学7.2.1地震绕射波的产生地震在传播过程中，如果遇到一些地层岩性的突变点，（断层的断棱，地层的尖灭点等）。这些突变点一会成为新震源，再次发出球面波，向四周传播。这种波在地震勘探中，称为绕射波。3509:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.2地震绕射波7.2.2断棱绕射波的主要特点主要讨论测线与断棱正交的情况测线ox垂直断棱，o点激发的地震入射到达绕点R，然后，以R为新震源产生绕射波，传播到地面测线上各点。3609:20:16另一部分，R点产生的绕射波传播到测线上各点所需的时间绕射波的整个传播时间分为两个部分，一部分为入射波从O到R所需的时间第七章地震勘探资料解释推导一下绕射波的曲线方程：2211ORtlhvv2221()RMthxlvv2222121tttlhxlhv则绕射波的整个传播时间为：3709:20:16点坐标（L,）。第七章地震勘探资料解释◙7.2地震绕射波7.2.2断棱绕射波绕射波时距曲线特点：1、是一条双曲线，R点产生的绕射波时距曲线与在R’点激发、深度为h/2水平界面的反射波时距曲线，在形状上是一样的。此时绕射点R相当于这个等效“水平界面”在R’激发时的虚震源。2、曲线的极小点在绕射点的正上方，绕射波时距曲线极小221Lhhv3809:20:16第七章地震勘探资料解释◙7.2地震绕射波7.2.2断棱绕射波绕射波时距曲线特点：3、绕