地震解释基础地震道形成纵横向分辨率课件

1、地震资料解释基础地球物理与信息工程学院物探系周 辉2011年第一章 地震剖面的特点、纵横向分辨能力1.1 地震剖面的特点1.2 地震资料的纵向分辨能力1.3 地震资料的横向分辨能力目 录1.1 地震剖面的特点1.1.1 地震记录的形成地震子波：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，当传播到一定的距离时，波形逐渐稳定，这时的地震波为地震子波。时间、极性、强度可分辨、不可分辨单波、复波、波组1.1 地震剖面的特点1.1.1 地震记录的形成褶积模型：地震子波w(t)，各个地层界面的反射系数随界面双程垂直反射时间的变化为R(t)，在一定假设条件下，可得反射地震记录s(t)与w(t

2、)和R(t)的关系式： s(t)=w(t)*R(t)1、褶积模型的数理意义2、褶积模型的假设和局限水平层状均匀介质、无吸收衰减、子波保持不变3、褶积模型的应用层位标定、反演1.1 地震剖面的特点1.1.2 地质层位与反射同相轴的关系为什么并非每一个地质界面都对应一个反射同相轴？1.1 地震剖面的特点1.1.3 水平叠加剖面的特点地震剖面上有效波的标志同相性振幅显著增强波形相似特征时差变化规律双程时间或深度轴横向位置或CDP点号1.1 地震剖面的特点1.1.3 水平叠加剖面的特点1） 自激自收、并非地震道铅垂方向的地质剖面地质模型地震剖面1.1 地震剖面的特点1.1.3 水平叠加剖面的特点2）

3、在构造复杂地区，水平叠加剖面上会出现各种异常波（绕射、回转等），其同相轴的形态与地质剖面完全不同，不能直接用于地质解释。偏移剖面叠加剖面地质剖面绕射波产生的条件：间断点、间断线、短反射段回转波产生的条件：凹界面的曲率半径 埋藏深度回转波1.1 地震剖面的特点1.1.3 水平叠加剖面的特点3） 地质分层与反射同相轴并非一一对应4） 地质剖面在深度域表示，而叠加剖面在时间域显示1.1 地震剖面的特点1.1.3 水平叠加剖面的特点5） 反射同相轴的性质与界面两侧的岩性有关，并非对应某一地层，只有通过波阻抗反演，才能将界面信息转换为地层信息。1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.1 分辨能力及其含义垂

4、向分辨率：地震记录沿垂直方向能分辨的最薄地层的厚度。横向分辨率：地震记录沿水平方向能分辨的最小地质体的尺度。 解释人员应该对所使用地震资料能分辨多大的地质体，多厚的地层做到心中有数，提高解释精度，避免解释假象。分辨率问题是地震勘探最为核心的问题之一1.2.2 垂向分辨能力若子波的延续时间大于地层的双程旅行时间，则地层难于分辨。1）若子波的延续时间是一个视周期2）若子波的延续时间是两个视周期3）若子波的延续时间是三个视周期注意：由于实际情况并不要求完全分辨薄层的顶底界面，因此，实际情况要乐观一些，最理想的情况是厚度要大于四分之一波长1.2 地震资料的纵向分辨能力，地层顶底面的反射完全分开主频f=

5、30Hz,v=3000m/s,=v/f=100m1.2.2 垂向分辨能力影响地震记录分辨率的主要因素1）激发条件激发宽频带子波井深、药量、激发岩性、虚反射、激发组合2）接收条件检波器类型、地表岩性、检波器耦合、组合方式、仪器响应3）近地表低降速带的影响4）大地滤波作用、地层速度为什么横波勘探具有更高的分辨率？为什么提高深层勘探的分辨率困难？关键是解决的关系1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.2 垂向分辨能力反褶积是地震资料处理提高分辨率的主要方法反褶积前（上）、后（下）对比1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.3 地震子波与分辨能力的关系主频、频宽65-75-85-95Hz主频80Hz5-1

6、5-85-95Hz主频50Hz 子波的分辨率决定于子波的频带宽度1.2 地震资料的纵向分辨能力频带越宽，主频越高，子波的延续时间越短，分辨率越高1.2.3 地震子波与分辨能力的关系主频、频宽5102025（主频15、频宽10）35408085（主频60、频宽40）1.2 地震资料的纵向分辨能力相对频宽一样相对频宽相同,主频高（频带宽）,分辨率高绝对频宽：带通子波通频带的下限为f 1，上限为f 2，则B=f 2-f 1 称为绝对频宽。相对频宽：R=f 2 / f 11.2.3 地震子波与分辨能力的关系主频、频宽25355565（主频45、频宽20）5153545（主频25、频宽20）绝对频宽相同

7、，子波的有效长度相同带宽不变，主频增加，子波的有效长度不变，不能提高分辨率，容易产生分辨率假象1.2 地震资料的纵向分辨能力25-30-40-45比较两张地震剖面的分辨率，哪个高？1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.3 地震子波与分辨能力的关系主频、频宽带宽不变，主频增加，子波的有效长度不变，不能提高分辨率，容易产生分辨率假象1.2 地震资料的纵向分辨能力5-10-20-25（主频15、频宽10）45-50-60-65（主频55、频宽10）35-40-80-85（主频55、频宽40）1.2.3 地震子波与分辨能力的关系主频、频宽、倍频程主频一定、倍频程越大，分辨率越高。倍频程1.2 地震资料

8、的纵向分辨能力绝对频宽相同,频带窄,主频高，振荡严重相对频宽相同,主频高（频带宽）,分辨率高1.2.3 地震子波与分辨能力的关系主频、频宽、倍频程小结1）子波的频带不变，增加子波的主频，不能提高分辨率；2）子波的主频增高，带宽增加，则分辨率增加。1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.3 地震子波与分辨能力的关系相位特征对分辨率影响零相位最小相位45相位515506090相位270相位子波的相位特征是一个容易被忽略的影响分辨率的关键要素1.2 地震资料的纵向分辨能力零相位最小相位零相位子波的分辨率最好，其优点表现为：1）带宽相同，零相位子波的旁瓣比最小相位子波的旁瓣小；2）反射位置对应零相位子波

9、的峰值，而对应最小相位子波的起跳点；1.2.3 地震子波与分辨能力的关系相位特征对分辨率影响1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.3 地震子波与分辨能力的关系相位特征对分辨率影响1.2 地震资料的纵向分辨能力零相位子波最小相位子波1.2.4 分辨能力与主频或最高信号频率的关系对于雷克（Ricker）子波：1.2 地震资料的纵向分辨能力为子波的主频T=26.3 msDT=0.693 ms 1.2.4 分辨能力与主频或最高信号频率的关系对于子波：振幅T1.2 地震资料的纵向分辨能力(频带宽度大于2倍频程时成立)1） 垂向分辨率对信号最高频率的要求对于雷克子波：对于子波：若v=2600m/s,层厚为

10、40m，则：若v=2600m/s,层厚为10m，则：若v=2600m/s,层厚为 5m，则：若v=2600m/s,层厚为20m，则：对于子波：1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.4 分辨能力与主频或最高信号频率的关系1.2.5 分辨率与信噪比的矛盾1.2 地震资料的纵向分辨能力1.2.5 分辨率与信噪比的矛盾提高分辨率前提高分辨率后1.2 地震资料的纵向分辨能力1.3 地震资料的横向分辨能力1.3.1 水平方向的分辨能力岩性异常体绕射是物理地震学的基本观点地面自激自收的能量不完全来自于其界面的正下方，而是来自于界面上某一范围的所有面元，由此产生了横向分辨率问题1.3.1 水平方向的分辨能力菲

11、涅尔带1.3 地震资料的横向分辨能力O的反射C的反射2L1.3.1 水平方向的分辨能力不同深度的波场，其菲涅尔带的大小不同1.3 地震资料的横向分辨能力界面深度500 m25 m50 m100 m200 m400 m界面深度1000 m50 Hz Ricker子波, v=4000 m/s，2L=351 m50 Hz Ricker子波, v=4000 m/s，2L=248 m1.3.1 水平方向的分辨能力菲涅尔带 提高横向分辨率的核心是减小菲涅尔带的大小，那么，如何减小菲涅尔带？ 菲涅尔带的极限是多少？1.3 地震资料的横向分辨能力2L1.3.2 分辨能力与子波频率的关系水平分辨率对信号最高频率的要求偏移前：则：若：v=2600m/s,h=3300m,L=300 m, 则：偏移后：