地震地层学第七章(地震薄层一)

1、地震地层学地震地层学 主 讲 人： 刘 震 任课单位：资源与信息学院 2007年 4 月地质工程专业地质工程专业20042004级专业课级专业课 （第十三次课） 第一节第一节 薄层地震响应的基本特征薄层地震响应的基本特征 构造地质中，分厚皮构造和薄皮构造；构造地质中，分厚皮构造和薄皮构造； 地层学中的地层厚薄程度也是相对的；地层学中的地层厚薄程度也是相对的； 地震速度谱能量团代表的最薄地层约地震速度谱能量团代表的最薄地层约100100300300米；米； 垂直地震剖面（垂直地震剖面（VSPVSP）井下两个接收点间距为）井下两个接收点间距为2525米；米； 声波测井曲线测定间距为声波测井曲线测定

2、间距为0.50.5米。米。一、薄层概念的相对性薄层概念的相对性 第八章 地震薄层分析 决定一套地层是厚还是薄无非受到以下两个方面的限制：决定一套地层是厚还是薄无非受到以下两个方面的限制：（1）资料测量精度的限制资料测量精度的限制，如，如VSP观察间距，声波测井曲观察间距，声波测井曲线采样间隔等。线采样间隔等。（2）研究目的和要求的限制研究目的和要求的限制（如区域研究时一组同相轴与（如区域研究时一组同相轴与精细研究一个同相轴）精细研究一个同相轴） 根据地震资料确定地层厚度的历史由来已久，但过去根据地震资料确定地层厚度的历史由来已久，但过去只是用运动学参数时差来计算。地震能否解决薄层是只是用运动学

3、参数时差来计算。地震能否解决薄层是个长期争论的问题。个长期争论的问题。一、薄层概念的相对性薄层概念的相对性 二、薄层的地震响应为子波的一阶导数二、薄层的地震响应为子波的一阶导数关于薄层的地震响应，前人很早就有认识和论述。关于薄层的地震响应，前人很早就有认识和论述。雷克（雷克（1953）和维德斯（）和维德斯（1973）在做薄层的褶）在做薄层的褶积模型后均发现，随着两个脉冲间距的减小，把积模型后均发现，随着两个脉冲间距的减小，把子波与两个反极性脉冲相褶积的结果等于对子波子波与两个反极性脉冲相褶积的结果等于对子波的微分；的微分；或者说，随着脉冲间距的减小，复合波形接近于或者说，随着脉冲间距的减小，复

4、合波形接近于子波的导数。子波的导数。 第二节第二节 薄层地震响应的基本特征薄层地震响应的基本特征12合成 二、薄层的地震响应为子波的一阶导数二、薄层的地震响应为子波的一阶导数（图） 请同学们思考，并回答这个问题 1 1、楔状夹层的地震响应制作楔状夹层的地震响应制作（1 1）基本子波）基本子波： （2 2）地层模型）地层模型： 低速夹层，顶界反射导数为负，底界反低速夹层，顶界反射导数为负，底界反 射系数为正。射系数为正。（3 3）褶积运算：）褶积运算： （4）省略透射系数，上式简化为）省略透射系数，上式简化为：（图）：（图） 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征 第三节第三节 薄层地

5、震调谐原理薄层地震调谐原理0( )()()tS taR td12( )( )()S tR a tR a tH 2 2、定义两个关键参数、定义两个关键参数 （1 1）时差（视厚度）时差（视厚度） 复合波形波峰到波谷的垂向距离复合波形波峰到波谷的垂向距离 （2 2）相对振幅）相对振幅 复合波形波峰到波谷的横向绝对幅度复合波形波峰到波谷的横向绝对幅度 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征 第三节第三节 薄层地震调谐原理薄层地震调谐原理图图 3 3、时差曲线变化特征、时差曲线变化特征（1 1）当地层厚度相当大时当地层厚度相当大时 测量出的峰到谷双程时间与编入模型的实际厚测量出的峰到谷双程时

6、间与编入模型的实际厚度（真厚度）非常吻合，因此位于图中的度（真厚度）非常吻合，因此位于图中的4545线上。线上。（2）当厚度开始减小时）当厚度开始减小时 测量的时差先是慢慢偏离这条测量的时差先是慢慢偏离这条4545线。线。（3）当厚度变得很小时当厚度变得很小时 在某个点以后渐进地趋向于一个常数值。在某个点以后渐进地趋向于一个常数值。 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征时时差差曲曲线线变变化化特特征征 4 4、相对振幅曲线变化特征、相对振幅曲线变化特征（1 1）当地层厚度较大时当地层厚度较大时 测出的标准化的相对振幅是常数。测出的标准化的相对振幅是常数。（2）随着层厚的减小）随着层

7、厚的减小 相对振幅先增加到一个极大值，然后以非线相对振幅先增加到一个极大值，然后以非线性的方式减小到一个常数。性的方式减小到一个常数。（3）相对振幅出现极大值相对振幅出现极大值 极大值这一点称为极大值这一点称为“调谐点调谐点”，对应的厚度，对应的厚度称为称为“调谐厚度调谐厚度”。 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征相相对对振振幅幅曲曲线线变变化化 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征 1 1、时差曲线变化特征、时差曲线变化特征（1 1）当地层厚度相当大时当地层厚度相当大时 测量出的峰到谷双程时间与测量出的峰到谷双程时间与编入模型的实际厚度（真厚编入模型的实际厚度（真厚

8、度）非常吻合，因此位于图度）非常吻合，因此位于图中的中的4545线上。线上。（2）当厚度开始减小时）当厚度开始减小时 测量的时差先是慢慢偏离这测量的时差先是慢慢偏离这条条4545线。线。（3）当厚度变得很小时当厚度变得很小时 在某个点以后渐进地趋向于在某个点以后渐进地趋向于一个常数值。一个常数值。 第三节第三节 薄层地震调谐原理薄层地震调谐原理时差保持不变时差单调递增 时差曲线时差曲线 变化要点变化要点（1 1）存在转折点）存在转折点（2 2）存在垂直段）存在垂直段（3 3）存在近）存在近4545线线垂直段垂直段转折点转折点近近45线线 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征 2 2

9、、相对振幅曲线变化特征、相对振幅曲线变化特征（1 1）当地层厚度较大时当地层厚度较大时 测出的标准化的相对振幅是测出的标准化的相对振幅是常数。常数。（2）随着层厚的减小）随着层厚的减小 相对振幅先增加到一个极大相对振幅先增加到一个极大值，然后以非线性的方式减值，然后以非线性的方式减小到一个常数。小到一个常数。（3）相对振幅出现极大值相对振幅出现极大值 极大值这一点称为极大值这一点称为“调谐调谐点点”，对应的厚度称为，对应的厚度称为“调调谐厚度谐厚度”。振幅极大值单调递增转折点转折点单调递减垂直段垂直段 振幅曲线振幅曲线 变化要点变化要点（1 1）存在转折点）存在转折点（2 2）存在垂直段）存在

10、垂直段（3 3）存在单调递增）存在单调递增（4 4）存在单调递减存在单调递减为什么会产生调谐点？为什么会产生调谐点？ 相对振幅出现极大值的条件：相对振幅出现极大值的条件： 什么时候薄层顶与底的反什么时候薄层顶与底的反射叠加后出现振幅极大？射叠加后出现振幅极大？ 请同学们思考这个问题。请同学们思考这个问题。 二、二、调谐点产生的机理调谐点产生的机理 5组图示极大 相对振幅极大值出现的条件：相对振幅极大值出现的条件： 薄层顶底间距正好等于子波半周期薄层顶底间距正好等于子波半周期 即，即， b / 2 二、二、调谐点产生的机理调谐点产生的机理 AAA 第三节第三节 薄层地震调谐原理薄层地震调谐原理三

11、、调谐与分辨三、调谐与分辨率的关系率的关系当薄层顶底双程时间差为：当薄层顶底双程时间差为：2b12 244wbVZVf相应的薄层厚度为：相应的薄层厚度为： 1、薄层的调谐厚度=子波的四分之一波长三、调谐与分辨三、调谐与分辨率的关系率的关系2、调谐厚度就是垂向分辨率3、分辨率=四分之一波长 调谐厚度以下，时差 不能分辨地层的真厚度分辨率定义： 区分是两个物体而不是 一个物体的能力 四、薄层的定义 显然，地震条件下地层的薄与厚不是固定的，而是受地震子波波长控制，薄与厚是相对于子波波长而言，薄层的界限值是相对的。 两种定义： 地层厚度小于调谐厚度时称为薄层。 或厚度小于子波四分之一波长的地层为薄层。

12、 第四节第四节 地震调谐原理的应用地震调谐原理的应用一一、振幅异常的成因解释、振幅异常的成因解释 岩性成因（高速或低速） 物性成因（高孔或低孔） 流体成因（含天然气） 薄层调谐成因强振幅成因的一种解释 ！二二、利用调谐点可以确定子波的垂向分辨率、利用调谐点可以确定子波的垂向分辨率因调谐厚度等于分辨率，故调谐点出地层的实际厚度解释本地震数据的垂向分辨率 ！调谐点对应的地层厚度就是分辨率 1、在调谐厚度以上、在调谐厚度以上 波峰到波谷的时间间隔是波峰到波谷的时间间隔是 地层真厚度地层真厚度：12THtV其中，其中， 为地层厚度（为地层厚度（m），）， 为时差，为时差， 为地层速度为地层速度 THtV三三、薄层厚度定量计算、薄层厚度定量计算2、在调谐厚度以下 时差值变得不灵敏， 但波峰到波谷的相对振幅却是地层厚度的函数，故可以用来估算地层厚度： ()mpTHf A三三、薄层厚度定量计算、薄层厚度定量计算振幅极大，同时时差朝一侧整体抬升第八章第八章 思考题思考题 1 1、为什么说薄层的地震响应为子波的一阶导数？、为什么说薄层的地震响应为子波的一阶导数？ 2 2、薄地层什么条件下产生振幅调谐？、薄地层什么条件下产生振幅调谐？ 3 3、为什么说地震垂向分辨率为四分之一波长？、为什么说地震垂向分辨率为四分之一波长？ 4 4、地震垂向