地震勘探原理知识点总结讲解

第三章地震资料采集方法与技术一．野外工作概述陆地石工基本情况介绍试验工作内容：①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。与否、地震界面的质量如何(是否存在地震标志层)、速度剖面特点等。③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。生产工作过程：地震队的组成(1)地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置(2)地震波的激发(3)地震波的接收2.调查干扰波的方法(1)小排列(最常用)从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数(2)直角排列适用于不知道干扰波传播方向的情况Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向(3)三分量检波器观测法(4)环境噪声调查信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅(规则)信号的能量/噪声的能量3.各种干扰波的类型和特点(1)规则干扰面波(地滚波)：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。其主要特点：①低频：几Hz~20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变针方向的椭圆。面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。(能量较强)浅层折射波：当表层存在高速层或第四系下面的老地层埋藏浅，可能观测到同相轴为直线的浅层折射波。工业电干扰：当地震测线通过高压输电线路时产生，整张记录或部分记录道上出现侧面波：在地表条件比较复杂的地区进行地震勘探时，常出现侧面波干扰。虚反射(ghost)：是指从震源先到达地面或潜水面发生反射后，再向下传播到地下界面形多次反射波(Multiples)：当地下存在强波阻抗界面时，可能产生多种形式的多次反射波。其特点与正常反射波相似，时距曲线斜率较一次波大。(2)无规则干扰(随机干扰)主要指没有一定频率，也没有一定传播方向的波，它们在记录上形成杂乱无章的干扰背景频和高频背景干扰：低频和高频背景的特点是整张记录上出现，而且显得杂乱无章。干扰波分为规则干扰和随机干扰。具有重复性的(面波)和不具有重复性的(人为因素产生的干扰)随机干扰也分为：重复出现的和不重复出现的4.压制面波的方法选择适当的激发条件：(1)激发岩性：疏松地层容易产生较强的面波(2)激发深度：越深面波越弱(3)采用组合法压制面波(4)选择适当的观测系统避开面波(5)频率滤波，利用面波与有效波的频谱差异群速度：一个波列能量(包络)的传播速度相速度：特定相位(波峰或波谷)的传播速度5.激发条件和接收条件6.海上地震勘探的特点和特殊性②比陆上更早实现了野外记录数字化；③使用等浮组合电缆；④单船作业，不需采用松放电缆的措施就能保证连续工作全部采用多次覆盖技术，且覆盖次数较高，等浮电缆的道数不断增加。速受风浪、涌流等多种因素的影响。②海流和激发点间距不均匀是影响多次覆盖的因素。海流导致电缆与测线往往具有一定的夹角，称为电缆偏角。7.海上特殊干扰波海上地震勘探中可能观测到的干扰波主要有重复冲击、交混回响或鸣震、侧反射、底波等。鸣震和交混回响：海面和海底是两个反射系数较大的界面,会形成多次反射;当海底起伏不平时,由于地震波的散射和水层内多次波相互干涉造成的干扰称为交混回响。如果海底是比较平坦、反射系数比较稳定的界面,则进入水层内的能量产生多次反射造成水层共振现象,称为枪震源等。9.分析比较陆地与海上地震勘探的异同点地震勘探岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般从数十米到数十千米。常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。托缆，方便。但海上的多次波相当强，去多次是处理必须仔细进行的。二．野外观测系统1.观测系统：地震波的激发点和接收点的相互位置关系排列：震源与检波器组中点位置(中心道)之间的关系排列的类型(二维)：纵排列：端点激发排列和中间激发排列非纵排列交叉排列(二维)观测系统的图示方式：时距曲线2.布设地震侧线的基本要求①测线应为直线，保证所反映的构造形态比较真实；3.观测系统图示方法(见课本75页及课件)---三维观测系统图示方法tiplecoverage共激发点记录CSP：－从激发点出发的45°斜线代表一个排列，在此线上所有的接收点有共接收点记录CRP：从接收点出发的－45°斜线代表地面同一接收点位置,此线上不同激发是同一地面点接收,由此组成的记录称为共接收点记录。共偏移距记录CO：与激发点线平行的水平线表示等炮检距情况,各接收点的炮检距都相等,此形成的记录称为共炮检距记录。共反射点记录CRP：－垂直于共炮检距线的垂线表示共中心点(界面水平时为共反射点或共反射点记录.种记录的差异及其在地震勘探中的应用①共激发点和共接收点记录用于求取激发点和检波点的静校正量；②在野外作业中，通过显示共激发点记录实行记录质量的监控；③在资料处理中，需要对共激发点记录进行抽道集，得到大量的共中心点道集记录，然理。三．地震波的激发与接受①激发的地震波要有足够的能量，以利于反射波法查明地下数千米深度范围内的一整套地层的构造形态③激发的地震波要有较高的分辨能力，适用于精细地震勘探和开发地震的要求④在同一工区内使用的震源类型、激发参数(激发岩性、激发井深、药量等)、记录特征等应该保持基本一致，即记录面貌的一致性和稳定性。2.影响激发波形特征的主要因素、A~Q和f~Q的关系，响。具体见课本79或课件@A~Q和f~Q的关系(课本79)增大信号的延续时间Δt，但信号的延续时间过长又降低了的分辨能力。@非炸药震源使用最广泛的是可控震源①不产生地不传播的振动频率，从而节约能量②不破坏岩石，不消耗能量与岩石的破碎上③抗干扰能力强④引起地面的损失小，特别适宜于人员稠密的工区工作，但结构庞大复杂，在地表复杂的地区使用不变4.对接收的基本要求具备强大的信号放大功能：微米数量级的地面位移进行可变倍数放大。②记录的原始地震资料要有良好的信噪比：震仪器必须有频率选择功能。变化范围称为地震波的动态范围。④记录的原始地震信息具有良好的分辨能力：指在地震记录上区分某地层顶底反射波的能⑤对记录仪器的一些技术要求：求仪器是多道的，且各道间应是高度一致的；原始记录长还能经得起颠簸和恶劣的气候变化等。5.检波器的类型*检波器是安置在地面，水中或井下以拾取大地振动的地震探测器或接收器，实质是将机械振动转换为电信号的传感仪器*动圈式电磁地震检波器*涡流地震检波器*压电式水听器*数字检波器*检波器：速敏检波器：动圈式电磁地震检波器、流地震检波器(陆地)压敏检波器：压电式水听器(海上)*检波器的安置条件(课件)平稳正直紧信号放大，模拟转换，数据传输或存储三大功能7.*动态范围：在地震勘探中，把地震波振幅强弱差别的变化范围称为地震波的动态范围。*偏移距：激发点到最近的检波器组中心的距离*遥测：是利用电缆、光缆、无线电或其他传输技术对远距离的物理点进行测量。*矢量保真度：矢量保真度是指每个分量互相耦合的信号量度模拟光点记录地震仪模拟磁带记录地震仪数字磁带记录地震仪遥测地震仪可以消除地震产生的噪声，但可能损失有用的浅层信号倍目的是使地下空间采样间隔满足空间采样定理：δx≤λ/2四．低(降)速带测定与静校正1.*低速带：在地表附近一定深度范围内，地震波的传播速度往往要比其下面地层的波速低得多，该深度范围的地层称为低速带*降速带：某些地区，在低速带与相对高速地层之间，还有一层速度偏低的过渡区，称之为降速带。2.低速带测定的重要性是野外工作的重要内容之一，准确测定低速带参数有利于地震资料的静校正处理，满足地震勘探原理的基本假设条件3.低速带测定的基本方法地震勘探方法常用的有浅层折射法、微测井法，近几年又发展了小反射法和面波法，以及方法；非地震勘探方法常见的有地面地质调查、地质雷达、大地电磁测深等方法。(1)浅层折射法(时距曲线法)浅层折射法或时距曲线法求取低速带参数的步骤(2层，3层介质)课本95-96求取交叉时的方法：延长时距曲线法；相遇法；追逐法；复合时距曲线法；求界面速度的方法：差异时距曲线等。(2)微地震测井的工作方法及微地震测井资料的解释步骤课本97(3)层析成像法其方法原理是建立在对地层进行网格化的基础上的，且利用最小走时射线路径的全局算法，即利用费马原理与网络理论构建网络中的最小走时树，可以同时计算出与某点震源相关的所有的初至走时及相应的射线路径4.τ值时间：从井底到井口的直达波传播时间t5.静校正的工作内容*静校正分为野外(一次)静校正和剩余静校正tuh激发点和检波点都校正到此基准面上，用响*静校正的目的是满足基本假设条件(1)井深校正(2)地形校正(3)低速带校正具体见课本101或课件6.分析说明地震勘探原理的基本假设条件以及低速带测定的目的意义*基本假设条件：地下界面为水平,介质均匀且界面水平，界面以上速度为速度为一常数*低速带测定的目的意义：准确测定低速带参数有助于地震资料的静校正处理；满足地震勘探原理的基本假设条件。制面波之类低视速度的规则干扰以及无规则的随即干扰2.有效波与干扰波的主要差别(1)有效波和干扰波在传播方向上可能不同。方法来压制；在进行资料处理时，还可以采用视速度滤波(f-k滤波)进行去除。(2)有效波和干扰波可能在频谱上有差别.此类干扰波的压制方法主要是野外记录时进行有目的地进行滤波和在室内进行频率滤(3)有效波和干扰波经过动校正后的剩余时差可能有差别.多次波在经过动校正后，剩余时差仍不为0，广泛使用的野外多次覆盖、室内水平叠加技术能较好压制多次波；另外，预测反褶积方法对多次波也有良好的压制效果(4)有效波和干扰波在它们出现的规律上可能有差异。*有n个检波器沿直线等距排列，等灵敏度的检波器间距为△x。*组合就是n个检波器的输出叠加起来作为一道的信号。*组合的振幅特性：号是上述的两个的表达式4.讨论组合的方向－频率特性的基本思路(课本105)wwi，即只研究某一频率的简谐波的组合效果时，此时的就是就是就是方向特性，反映了组合对来自不同方向的频率为wi的简谐波的组合效果；当固定,即只研究来自某一方向的不同频率的组合效果时,此时的*通常用组合后总振动的振幅与组合前单个检波器接收到的振动的振幅的n倍之比值来表示组合对来自不同方向的波的相对加强或压制效果，称之为组合的方向特性.5.组合特性曲线的主要特点制在1/n6.组合的方向效应(即组合对信噪比的改善程度)课本106在最有利条件下，组合的方向性效应与组内检波器个数相等，检波器个数n越多，信噪比*讨论脉冲波组合的方向特性的2种方法*脉冲波的组合就不能用组合前后的振幅比来说明组合的方向特性，只能用别的参数如振幅极值比、能量比或包络面积比等*对脉冲波的组合特性的讨论所得到的主要结论：右随机干扰的特点*平稳的随机过程:程是指其基本条件在时间变化过程中保持不变，故其统计规律也不随时间而变化的随机函数的集合。*各态历经性质:一个随机过程的统计规律在一次实现中已能反映该随机过程的全部特点*描述随机过程的主要参量：平均值、方差、相关函数*随机干扰的相关半径:随机干扰的相关半径就是自相关函数第一个零值点所对应的lΔx值(在lΔx上随即干扰互不相似)9.组合的统计效应的结论*当组内各检波器之间的距离大于该地区随机干扰的相关半径时,用m个检波器组合后,(1)频率效应(防止非利用)频率畸变而组合后信号的相位相当于组内中心位置检波器接收到的信号的相位。*组合相当于一个低通滤波器，组合后信号的频谱与组合前单个检波器的信号频谱有差我们不是利用这种频率选择作用进行频率滤波。因此，组合的这种低通频率特性只能为此，对于有效反射波应尽可能通过野外工作方法增大视速度，即减小△t，以获得最佳组合效果。(2)组合的平均效应(不适合高分辨勘探)组合的平均效应包两方面内容：①是对地面的平均效应，组合对地表的平均效应是有利的。②是对地下界面的平均效应。这对细致研究断块特点不利，所以高分率或高精度地震勘探要求小组合基距就是为了避免组合对地下界面的平面的平面的平面的平均效应。11.分析说明确定组合参数的方法步骤与基本原则(1)干扰波调查(2)理论分析与计算(3)组合效果检验：(1)尽可能使有效波落入通放带,使干扰波落入压制带，要求组内距Δx为：(2)适当增加检波器的组合数目，但不宜过多过多。(3)既要考虑方向特性又要兼顾统计效应，组内距Δx应大于随机干扰波的相关半径(4)从压制干扰波的角度出发，组合基距应为：(5)理论计算结果与实际生产条件相结合的原则(1)不等灵敏度组合*不等灵敏度组合就是采用某些办法使同一组内各检波器接收到的信号幅度不一特点：①通放带宽度与组合点数为n的简单线性组合特性的通放带度基本上相同n极值的平方，所以它的压制带极值比简单线性组合特性小的多，对干扰波压制效果更佳，这是等腰三角形分布组合的显著优点(2)面积组合*简单线性组合只能压制沿测线方向传播的规则干扰波，而不能压制垂直或斜交测线方向到达的规则干扰波。如果工区存在来自不同方向的规则干扰波时则干扰波时则干扰波时，采用面积组合较为合适。采用矩形面积积组合时，通常沿(3)震源组合(可控震源)简单线性组合课件以及课本•野外检波器组合震源组合•检波器－震源联合组合新的地震道(课件图)波速的真实值。这样的结果叫做简谐波的视速度*剩余时差:把某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射时间与共中心点处的t0m之差称为剩余时差。1.多次覆盖：同一反射点重复观测的次数P速度分析、动静校正、水平叠加等一系列处理的工作过程，最终得到能基本反简称为水平叠加技术(利用动校正后有效波和干扰波的剩余时差的差异)2.多次覆盖技术主要侧重于野外资料采集观测方法,得到的是后续资料处理反演的基础资料即按一定观测系统激发并接收记录下来的原始共激发点(CSP)记录;而水平叠加技术则涉及到室内资料处理的一系列工作过程多次覆盖和组合都是用来提高信噪比的3.多次覆盖的方法原理和具体实现以及主要目的*多次覆盖的方法原理(具体实现)：按照一定的观测系统对地下某点的地质信息进行多；*主要目的：提高观测资料的信噪比。(1)水平界面以各接收点与对应的激发点的距离(称为炮检距)x为横坐标，以波到达各共反射CRPtx炮检距；h0为共中心点M处界面的法线深度；v是界面上部均匀介质的波速(2)倾斜界面5.共激发点和共中心点反射波时距曲线的主要异同点(1)反射波时距曲线都是一条双曲线共中心点：3)物理意义上的差别：共中心点反射波时距曲线只反映界面上一个点R(界面水平时)或R点附近的一个小区间(界面倾斜时时)的情况，而共激发点反射波时距曲线发点处反射波的垂直反射时间，在共反射点时距曲线上，这个t0时间代表共中心点M处垂直反射时间反射时间6.多次波的类型及其特点(1)全程多次反射波(long-pathmultiple)－在某一深层界面发生反射的波在地面又发生反射，向下在同一界面发生反射，来回多次，又称简单多次波。(2)短程多次反射波(short-pathmultiple)－地震波从某一深部界面反射回来后，再在地面向下反射，然后又在某一个较浅的界面发生反射，又称局部多次波。(3)微屈多次反射波(peg-pathmultiple)－在几个界面上发生多次反射,多次反射的路径是不对称的,或在一个薄层内受到多次反射,它与短程多次波并没有严格的差别。(4)虚反射(ghost)－进行井中激发时，地震波能量一部分向上传播，遇到地面再向下反射，这个波称为虚反射,它与直接由激发点向下传播的地震波相差一个时间延迟τ，τ等于波从井底到地面的双程旅行时7.全程多次波时距关系的思路及其方程特点*推导思路为：①做出一个等效界面，使这个等效界面的一次反射波相当于原来界面的全程多次反射波③求等效界的参数h’、φ’与原来的界面参数h、φ的关系，再代回到等效界面一*全程二次反射波与一次反射波之间的两个重要关系：(1)在激发点O处(x＝0)观测到的全程二次反射波的t0时间是：'近于水平界面的多次波的重要标志－t0标志(2)等效界面的倾角表明全程二次反射波的等效界面的倾角φ’等于一次反射界面倾角φ的二倍，这称为全程多次波的倾角标志*把某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射时间与共中心点处的t0m之差称为剩余时差*水平叠加是将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号，经过动校正后叠加起来，能够提高信噪比，改善地震记录质量，压制一种规则干扰波(多次波)，效果好。它所利用的不是频率滤波的频谱差异，也不是组合的方向差异，而是利用动校正后有效波与干扰波之间剩余时差的差异*剩余时差式中分别为多次波和一次波的正常时差，分别为多次波和一次波的速度足，影响叠加效果。通常一次剖面上剩余时差随x的加大而增大q系数，表达式变为：*在CSP记录上，来自水平界面的一次反射波同相轴经过动校正后变为一条直线；它反界面。在CRP点道集上，来自水平界面的一次反射波同相轴经过动校正后变为一条直轴经过动校正后很接近一条直线，叠加后变为一道，反映一小段界面(不是一个点)的况9.多次波剩余时差的特点:多次波的剩余时差是按抛物线规律变化的，并与下列两个参数有关：一是与炮检距x的平方成正比；二是与界面的埋藏深度或t0时间有关，因为q随t0而变，而V、Vd有利于了解突出一次反射波、压制多次干扰波的基本原理，也有助于鉴别波的类型7)多次叠加的相位特性多次叠加的频率特性(防止，不是利用)多次叠加的统计效应：:提高的倍数，多次叠加的统计效应要优于组合的统计效应剩余时差的存在影响叠加效果14.分析说明多次覆盖和组合这两大技术的基本假设条件和方法原理以及压制干扰波的效果多次多次覆盖组合基本假设条件地下界面为水平,介质均匀;方法原理分别在炮点O1,O2,O3组合确实可以视为一个滤波过(课本135)等激发，在D1,D2,D3程，单个检波器信号为该滤波等接收,保证炮检距相器的输入，多个检波器组合后对于中心点M是对称的信号是该滤波器的输出，滤的波器的系统特性就是K(jw)压制干扰波靠动校正后剩余时差不同，对根据反射波和干扰波的视速度多次波有很好的压制作用。对不同，它能压制视速度较低的随机干扰，多次叠加比组合的面波干扰等，但不能压制与反(1)时差规律不同(2)反映的反射点不同(3)压制干扰波的效果不同第四章地震波速度一．影响地震波传播速度的因素分析1.影响速度的主要因素：岩石弹性常量、岩性、密度、构造历史和地质年代、埋藏深度、孔隙率和含水性、频率和温度体性质的有利参数，威利方程是亮点技术的理论基础*频散：传播速度是频率的函数梯度较大；深度增加时垂直梯度减小(往外鼓出)3.沉积岩中速度的一般分布规律：(1)在沉积岩中速度的空间分布规律决定于地层的沉积顺序及岩性特点。沉积岩的基本特点之一是成层分布。根据形成沉积的各种条件，可将整个地质剖面划分为许多地层，在各层中波传播的速度是不同的。因此，速度在剖面上的成层分布就成为沉积岩的基(2)速度与深度和地质年代有关，这个关系基本上是平滑变化。所有影响因素的共同作用间)的增加而增大。速度垂直梯度的存在也是速度剖面的又一重要特点，速度垂直梯度是随深度的增加而减小的。(3)由于工区地质构造与沉积岩相的变化，也会引起速度的水平方向变化。一般来说，速度的水平梯度不会很大，但要细致地处理和解释地震资料，考虑速度的水平梯度还是必要的，这个问题正在引起人们的注意。构造破坏(如断层)可以引起速度的突变。个别地层中的不整合及地层尖灭都会对速度的水平梯度有显著的影响。二．各种地震波速度的概念平均速度(最小路径非最小时间)一组水平层状介质中某一界面以上介质的平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上所有地层的总厚度与总传播时间之比*n层水平层状介质的平均素的计算公式：hiviti*用途：时深转换*条件：x=0(垂直入射垂直反射)关系时引入定义2：把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近视地看成双曲线，求出的速度就是这一水平层状介质的均方根速度tii层介质中沿着垂直界面的方向双程传播的时间*适用条件：水平层状介质*意义：把各层的速度的“平方”按时间取其加权“平均”值，而后取“平方根”值，要注意其中速度较高的层所占比重要大，表明这种近似在一定程度上考虑了射线的偏折*适用条件：倾斜的一个层*意义：倾斜界面情况下共中心点道集的叠加效果存在2个问题，即反射点分散和动校正不准确。引入等效速度后，利用按水平界面动校正公式对倾斜界面的共中心点道集进行动校正，可以取得很好的叠加效果，没有剩余时差。但不应忘记从地质效果来说，反射点分散的问题，并没有解决，这个问题只有用偏移叠加才能妥善解决。*引入：在一般情况下(包括水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖层为层状介质或连续介质等)都可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用共同的式子来表示在地震勘探中，把某一相对稳定或岩性基本一致的沉积地层所对应的速度称为该地层的层速度7.地震波速度的应用野外观测系统设计时需要速度来确定具体的采集参数；地震资料数字处理过程中的动(1)实验室测定方法*岩石物理学WS：地震测井(WS-WellSurvey)野外观测方法：*CVL：声波测井*VSP：地震测井或零偏移距垂直地震剖面*TLS：时移地震④泊松比(横向压缩系数)：指当单轴方向延展时，物体横向压缩与纵向伸长之比值；⑤剪切模量μ：指表征物体反抗形状变化能力的剪切力与剪切角的比值*确定岩石超声波范围的弹性振动传播速度通常采用三种方法：共振法、脉冲法和超波的干涉测量法(2)时距曲线分析法此类方法通常把覆盖层视为均匀介质，并利用实际观测到的直达波或折射波资料获折射层界面平均速度。对于均匀介质的反射波时距曲线方程之有效速度(3)井孔测定方法*井中观测资料包括地震测井资料或零偏移距垂直地震剖面(VSP-VerticalSeismicProfile)资料和声波测井资料，两种资料都可求取相应的平均速度和层速度MWD:SWD,LWD,随钻地质导向*就求取平均速度和层速度而言，地震测井或零偏移距VSP方法在原理上是基本是基本一致的*地震测井资料的整理结果①利用相应的公式计算t,vav,先把t0(t0=2t),再把数据绘制在Vav~t0的坐标②把{H,t0/2}数据点绘制在H~t0/2坐标系中，得到地震波沿沿垂直向下方向③利用垂直时距曲线上折线段斜率不同进行分层，折线段斜率的倒数就是该地层的层速度Vn=ΔH/Δt，绘制Vn~H曲线，它反映层速度随深度变化的情况声波测井从其原理上讲,主要利用沿井壁滑行的初至折射波时差来求取速度参边测量声波时差,其倒数就是层速度慢度：速度的倒数声波测井资料的整理和解释是从连续曲线着手，任意深度H的旅行时可由下准确，但分层时应参考岩性柱状图和井径曲线共同点：均为获取层速度和平均速度的有效方法不同点：获取速度资料的方法不同工作条件不同所得资料不同(4)速度谱分析方法(求取叠加速度)(课本156)*速度谱：把地震波的能量相对于波速的变化关系的曲线称为速度谱*求取叠加速度的方法原理：对道集内某个反射波同相轴用不同的速度进行动校正并分析校正后的叠加效速度谱和相关速度谱。主要用途：可用于求取记录的最佳叠加速度资；检查多次叠加剖面的质量；发现多次波以便消除它；帮助合地质解释；提供叠加速度场，用于变速成图或偏移速度场的建立；提供层速度资料进而研究岩性变化、寻找地层或岩性圈闭等移速度，动校正，求层速度(5)速度反演方法(课本156)*反演：理论：波动方程，褶积模型(第五章，射线理论)反演方法：线性和非线性反演方法像)>输出EI(弹性参数反演)叠后反演：使用成果数据(用于资料解释)按地质目标分类：岩性反演、储层参数反演、流体性质反演、地层参数*主要使用波阻抗反演，即对地震记录做反褶积处理，再把反射系数剖面换算性、含油性解释9.各种地震波速度之间的转换关系(1)平均速度与均方根速度的关系*射线平均速度：把地震波沿某一条射线传播所走的总路程长度除以所需的时间叫做沿这条射线的射线平均速度炮检距为零时，平均速度精度高；随炮检距增大，均方根速度比较准确；炮检距过大，均方根速度精度降低(课本161图)*结论•平均速度适于设计井深、时深转换等•均方根速度考虑了界面上的射线偏折，适用于大多数炮检距，用于水平叠加•复杂介质，需要使用射线平均速度(2)射线平均速度的特点：(课本160)①它是炮检距或出射角或射线参数的函数；②它比平均速度更精确地描述了波在介质中的传播特点；③分析各种速度的精度时可以用它作为一个比较的标准；在数字处理中讨论偏移叠①可以用射线平均速度作为衡量其他速度的精度和特点的标准②平均速度和均方根速度都把介质看成是某种假象的均匀介质③平均速度一定小于均方根速度(3)叠加速度与均方根速度的关系：①对水平层状介质(或水平界面覆盖层是连续介质)，叠加速度就是均方根速度，即角校正，即：cos的求取方法见课本162)(4)均方根速度与层速度的关系(课本163)*DIX公式：*公式的适用条件：只适用于水平层状介质求出的速度能在地震记录上分清层的顶底，即层厚•稳定沉积环境、岩性和岩相下的速度趋于稳定的数值，称为层速度Vn•层速度的应用：研究岩性、沉积相、孔隙流体性质、变速成图等*小结：各种速度之间的关系①平均速度一定小于或等于均方根速度②由叠加速度计算均方根速度：•均匀介质下求取的叠加速度就是平均速度•水平层状介质的叠加速度就是均方根速度•界面倾斜时，叠加速度是等效速度Vφ，此时，叠加速度作倾角校正后，得到均方根速度④平均速度与均方根速度的换算对于不同的速度模型，方法有所不同对于水平层状介质:引入计算公式平均速度均方根速度等效速度主要用途换主要用途换水平单层研究体积密度、孔隙度及倾斜界面、均匀覆盖介质确定最佳叠加速度，生成叠加速度曲线或叠加速度场，为动校正、水平叠加、偏移识别多次波(低速能量团)和绕射波(高；利用Dix公式求取层速度第五章地震资料解释的理论基础一．地震剖面的特点1.处理之后的成果数据>解释(工作站的方式—交互形式)>构造图(课本165)t切片、岩层切片、地层切片*同相轴：指地震剖面上相同相位如波峰或波谷的连线CSPCMPVatNMO拉伸畸变>切除>水平叠加剖面(x为CMP)>叠后偏移剖面(不整合面、绕射波、回转波)3．假设地震子波的延续时间为Δt，地层间双程旅行时为Δτ同一点接收的来自界面R1和R2的2个反射②如果岩层较薄时，层间双程旅行时小于地震子波的延续时间，即，此时来自相邻的各反射界面的地震反射子波到达地面同一接收点时互相叠加，形成复合波4.褶积模型的数学表达式(课本168)一次反射波s(t)通常用线性褶积模型表示：震记录道的时间域褶积模型时间域的褶积公式在频率域中就是乘积关系：三者之间的振幅谱和相位谱分别为：5.褶积模型的物理意义输可视为该滤波器的滤波特性，即w(t)，据此褶积模型的物理意义可理解为：一系②从褶积的运算过程看，固定r(t)，把w(t)以t=ti与r(t)对齐后再对折，再相乘相加169)数值模拟：一维的合成地震记录：褶积模型二维、三维的正演：射线理论、波动理论时移地震(四维)物理模型模拟井孔地震波多分量8褶积模型的基本假设条件①地层介质是完全弹性的，而且是线性的，即地层内各种地震波相互独，各自服从自己的传播规律，但可以相互叠加，且服从线性规律；②地层介质特性是稳定的，不随时间而变化；③质点振动是被动的,地层介质质点本身不放射能量；④子波不随传播的时间和空间而变化；⑤只考虑一次反射波，没有考虑多次波*一维地震记录的形成通常采用褶积模型，二维地震剖面和三维数据体的形成通常使用射线理论波动理论，称为数值模拟或地震正演技术①地震剖面的数学模型———射线理论种实现方法，如褶积模型的逐道循环法、射线追踪法等②地震剖面的数学模型———波动理论一系列单炮记录。有多种实现方法法法法，如波动方程的有限差分法、频率-波数域法、克希霍夫(Kichhoff)积分法、有限元法等波形相似性时差变化规律类型、特征以及对产生这个波的界面的特点进行推断10.水平叠加时间剖面的主要特点(课本171)(1)在测线上同一点,根据钻井资料得到的地质剖面上的地层分界面,与时间剖面上的反射波同相轴在数量上、出现位置上,常常不是一一对应的。t0，而地质剖面或测井资料是以铅垂深度表示的，空间而变化。(3)反射波振幅、同相轴及波形本身包含了地下地层的构造和岩性信息,如振幅的强弱与地层结构、介质参数密切相关。但是反射波同相轴是与地下的分界面相对应,波阻抗反演技术等)才能把反射波所包含的“界面”的信息转换成为与“层”有关的信息后,才能与地质和钻井资料进行直接地对比。(4)地震剖面上的反射波是由多个地层分界面上振幅有大有小、极性有正有负、到达时间有先有后的反射子波叠加、复合的结果。而复合子波的形成取决于地下地层(5)水平叠加剖面上常出现各种特殊波,如绕射波、断面波、回转波、侧面波等,这些波的同相轴形态并不表示真实的地质形态，除非是经过三维偏移处理。11.子波处理：是严格保持子波的振幅谱不变，只改变子波的相位谱，使非零相位子波转二．复杂界面反射波的特点1*地下的地层构造是非常复杂的由于构造运动的结果，地层会产生断层、不整合、褶皱、挠曲等，这些复杂构造除了产生一次反射波外，还会出现一些与复杂构造有关的地震波，如断面反射波、绕射波和回转波等，水平叠加剖面上出现的这些反射波通常称之为特殊波带杂地质构造有一定的联系，因而也提供了利用它们来了解复杂构造形态态态的可能性地下复杂构造特征的有利一面*绕射波：波在传播过程中若遇到地层或岩性突变点(如断棱、地层或岩性的尖灭点、不整合面的突起点等)，这些突变点成为新震源，再次发出球、面子波向四周传播，该波动在地震勘探中称为绕射波*凸界面反射波特点：同相轴在水平叠加剖面上出现的范围要比实际的背斜构造的范围宽，,相同曲率的凸界面，埋藏越深，凸界面反射波出现的范围越大，并且凸界面对反射波能量有发散作用*凹界面的反射波按其具体特点又可分为几种种种种情况，若曲率半径为ρ的圆弧圆弧型界面的埋藏深度为H，ρ=H为聚焦型凹界面；ρ<H为回转型凹界面；ρ＞H为平缓型凹界面*回转就是凹界面的反射波，这是它与正常反射波的共性。由于它是凹界面上形成的，点坐标不是单一对应的关系，这是回转波与平界面反射波相比的特殊性界面深度*凹界面出现一条向上凸的同相轴，并且反射点与观测点的关系是“回转”的，这主要是由于水平叠加剖面的显示方式(规定叠加结果放在接收点正下方)所致*对各种弯曲界面反射波的特点作如下小结：当弯曲界面由回转型变为凸界面时，相应的反射波能量是由分散(回转型界面)→集中(平缓型、聚焦)→再分散(凸界面)而时距曲线的曲率由陡到缓依次为：聚焦型凹界面、回转型凹界面、点绕射、凸界面界面、水平界面、平缓型凹界面2.*广义绕射：物理地震学的基本观点认为绕射是最基本的，反射波是反射界面上所有小面积元产生的绕射波的总合。这种绕射又称为广义绕射*绕射波时距曲线的主要特点(课本177-178)(1)在R点产生的绕射波时距曲线与在R’点激发，深度为h/2的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相当于这个水平界面在R’点激发时的虚震源。由此可见，绕射波时距曲线也是双曲线(2)绕射波时距曲线的极小点在绕射点正上方，其x坐标和极小时间是：(3)绕射波与反射波是有一定联系的。在M点界面RS的反射波和R点的绕射波是同时到达的。并且可以证明这两条时距曲线在M点是相切的3.绕射波的叠加效果(具体见课本179)还是绕射波都一律按水平界面反射波时距曲线的规律进行动校正，然后再进行共中心点叠加(v变小了)5.几何地震学与物理地震学的适用条件：物理地震学与几何地震学的适用范围主要取决于所勘探的断块或其它特殊岩性体的大小与地震波波长间的关系。如果断块的大小远大于地震波波长，几何地震学是行之有效何地震学就很难解释这些复杂的波动特征，应当使用物理地震学的概念来解释小断块构造的力学问题，因此有可能对复杂的地质体产生的波场作出正确的解释。利用绕射波时距曲线上的时间值和相应的速度值，按照关系H=Vav.t0/2绘制绕射速度.产生分辨能力问题的原因：&地震波是一种波动，只有在一定近似条件下才遵循几何地震学的规律2.分辨能力是指区分两个靠近物体的能力。度量分辨能力强弱的两种表示：一是距离表示，分辨垂向距离或横向范围越小，则分辨能力越强；二是时间表示，在地震时间剖面上，相邻地层时间隔dt越小，则分辨能力越强垂向分辨率：沿地层垂直方向所能分辨的最薄地层厚度。横向分辨率：率是指横向上所能分辨的最小地质体宽度(1)Rayleigh准则：两子波到达时差t≥T/2可分辨；(2)Ricker准则：两子波到达时间差t≥C(子波主极值两侧的两个最大陡度点的间距)可分成波形的振幅信息来估算薄层厚度，这一工作称之为薄层解释原理4.关于分辨率极限的小结&上述三准则的适用条件是:零相位子波；子波的相位数少，主极值大而明显；&Widess准则是目前地震勘探中普遍采用的分辨率极限，且为利用振幅信息研究薄层厚度提供了理论依据&薄层解释原理：在时间~振幅曲线上，当∆h<λ/4时，时差关系无法区分薄层顶底，但形的振幅与时间厚度∆t近似成正比，确定其线性函数关系，并经已知井厚度信息5.分辨率的定量表示FnNyquestSff为相位谱，对于零相位子波：!偏移成像的精度：与横向分辨率有关；!岩石的吸收作用：振幅随旅行时增加而呈指数规律衰减；吸收具有选频作用；!表层影响：低速层的衰减很严重(1).子波的带宽不变，若子波的主频增加或减小，则分辨率不变；(2).子波的主频不变，带宽(影响分辨率的主要因素)增加或减小，则分辨率亦增加或小，分辨率都不变；倍频程不变，则相位数不变，若主频增加或减小，则带宽亦增(1)振幅谱绝对宽度越大，则子波延迟时间越短，即分辨率越高(2)振幅谱绝对宽度不变，则不论主频如何变化，分辨率不变(3)振幅谱绝对宽度不变，则主频越高、相对宽度越小，分辨率与主频无关(4)振幅谱相对宽度不变，则子波的相位数不变，此时主频越高，绝对宽度就越大，分辨(5)由此可见，决定分辨率高低的是振幅谱的绝对宽度，而相对宽度决定子波的相位数，与分辨率没有直接关系7.〇相位子波(雷克子波)最小(大)相位子波/最小延迟混合相位课件8.表示地震波振幅或能量衰减的参数(课本189)吸收系数α(x1>x2,A减小)衰减因子β(t1>t2振幅的相对变化)择合适的野外采集参数2、采用反褶积或反演的方法#信噪比与分辨率往往是一对矛盾，提高分辨率通常会降低信噪比#反褶积和反演的方法很多，通常选用多道反褶积方法和居于模型的反演方法子波处理就是严格保持子波的振幅谱不变，只改变子波的相位谱，使非零相位子波零相位子波的分辨率最高，且零相位子波的主极值正好对应于反射界面的位置#偏移归位主要提高横向分辨率#偏移的方法很多，如绕射扫描偏移(有限差分法、Kirchhoff积分法、频率~波数5、提高速度分析的精度%从分辨率定量表达式中可知，速度对纵、横分辨率都有影响