地震勘探基本原理

地震勘探方法陈生昌教六-335,87951196(o)chenshengc@内容一、地震勘探基本原理二、地震数据采集、照明与静校正三、地震数据处理四、地震数据解释数据采集化学震源

炸药机械震源

气枪、可控震源等检波器

模拟检波器、数字检波器地震波：体波和面波体波：纵波、横波横波：固体中传播弹性波理论：应力、应变，虎克定律横波速度低于纵波，因此横波勘探具有比纵波勘探更高的分辨率横波不易激发和接收目前地震勘探以纵波为主研究地震波运动学、动力学运动学研究地震波传播的空间几何位置与传播时间的关系波前、射线和时距关系动力学研究波在地下传播的形状和强度等随传播距离的变化规律波形、振幅和频率弹性波方程－>声波方程－>标量波方程－>射线理论几何地震学以几何光学的方法理论研究地震波运动学惠更斯原理费马原理Snell定律球面波－>平面波Huygens原理在弹性介质中，任何时刻的波前面上的一点都可以看作一个新的点震源，由它产生二次扰动，形成子波前，而以后新波前的位置可以认为是该时刻各子波前的包络。这个原理在地震数据的绕射叠加中很有用Huygens二次点源绕射叠加Fermat原理波沿射线传播的旅行时间和沿其他任何路径传播的时间比起来是最小的。射线追踪、旅行时计算射线和波前是相互垂直的射线与波前射线追踪Snell定律垂直入射反射率在地震勘探中，认为密度随深度变化的数量级远小于速度的变化，因此密度可视为常数。在页岩或泥岩中出现含油气构造，如围岩为泥岩，储集层为含油气砂岩，这种含油气砂岩的速度会变得很低，从而形成一个强度阻抗面，并且反射系数为负值，这时在地震记录中会出现强的反射波，地震勘探中称为“亮点”。地震波动力学波动方程地震波的频谱

Fourier变换，频率，相位2DFourier变换地震波的振幅影响振幅的因素球面扩散透射损失吸收衰减波的散射反射波振幅与传播距离成反比，且按照1/r的规律衰减球面扩散、平面波扩散数据处理中球面扩散校正十分重要吸收衰减实际地层为非完全弹性介质，地层对地震波产生吸收衰减，把机械能转换为热能而消耗掉，且与岩性和地震波的频率有关大地滤波作用吸收衰减补偿地震波吸收与衰减降低振幅，降低主频，频带变窄，相位变化（波形变化）；在成像过程中考虑吸收衰减补偿可以解决这些问题；纵向和横向分辨率同时得到提高。单道吸收与衰减方法合成的地震剖面对应的速度模型波动方程偏移补偿后的结果比较车西某叠加剖面二维叠后深度偏移结果（没有吸收衰减补偿）单道补偿后的叠加剖面对应的叠后深度偏移结果（没有吸收衰减补偿）带吸收衰减的叠后深度偏移结果原叠加剖面对应的叠后深度偏移结果（没有吸收衰减补偿）带吸收衰减的叠后深度偏移结果单道补偿后的剖面对应的叠后深度偏移结果真振幅如果在数据处理中对接收的反射波振幅作波前扩散校正、透射损失及吸收衰减补偿，可得到所谓的反射波“真振幅”。真振幅只与地下的岩性有关，这就能利用地震波振幅信息来研究岩性。这是目前岩性地震勘探工作的主要内容。ConventionalmigrationConventionaloutputv=2000+0.3zAmplitudevsdistanceTrue-amplitudemigrationAmplitudevsdistanceTrueamplitudeoutputv=2000+0.3z地震勘探的地质条件速度1.岩性Wyllie公式2.构造历史与地质年代3.岩层的埋深4.孔隙中的充填物埋深速度地下介质1、均匀介质

速度为常数2、均匀层状介质

速度v(zi)3、连续介质

速度v(z)4、复杂介质

速度v(x,y,z)Marmousi模型2D盐丘模型准葛尔盆地大龙口模型试验8km6km16.4kmV:3150V:3220V:3370V:3950V:4500V:3150V:3600V:3800V:4000V:5150V5150V:4100V:3600V:3800V:4100V:5150V:5700V:5700V:3150V:4000V:4700V:5800V:6300V:3150V:4200V:4400V:5000V:4500V:3500V:3500V:5200V:5150V:5800V:6300V:6100V:68009000m6000m3000m界面1塔里木阿什里地质模型地表条件低速带使反射波射线向法线方向偏移对地震波的强吸收表层潜水面低速带的底部

低速带对地震波传播的影响地形起伏剧烈、岩性多变刀片山大断崖盐山浮土山低降速层巨厚、表层结构复杂低降速带厚度及速度横向变化剧烈，高速顶界面展布极不稳定，表层调查难度非常大，准确的模型建立困难，静校正问题严重民和巨厚黄土覆盖（50-220m）却勒-中喀-北喀厚层砂泥岩风化层（30-200m）构造特征变化剧烈，速度场横向变化大陡立地层出露逆掩推覆构造地表、地下双复杂时距关系hx双曲线方程正常时差水平层状介质时距