第七章(地震薄層分析)

1、地震地層學(xué)地震地層學(xué) 主 講 人： 劉 震 任課單位：資源與信息學(xué)院 2005 年 12 月地質(zhì)工程專業(yè)地質(zhì)工程專業(yè)20022002級(jí)專業(yè)選修課級(jí)專業(yè)選修課 （第十三次課） 第一節(jié)第一節(jié) 合成地震記錄合成地震記錄 一、一、地震子波地震子波 1、定義、定義 由地震震源激發(fā)的、在地層中傳播的穩(wěn)定波形由地震震源激發(fā)的、在地層中傳播的穩(wěn)定波形 假定傳播過程中子波的波形不變假定傳播過程中子波的波形不變 實(shí)際上子波的波形在不斷地變化實(shí)際上子波的波形在不斷地變化第七章 地震薄層分析2 2、子波類型、子波類型1)最小相位最小相位2)零相位零相位 3)雷克子波雷克子波 一、一、地震子波地震子波 第一節(jié)第一節(jié) 合

2、成地震記錄合成地震記錄 定義定義以時(shí)間為自變量的反射系數(shù)函數(shù)以時(shí)間為自變量的反射系數(shù)函數(shù) , r(t)又稱為：又稱為：地震反射率地震反射率r(t) 二、二、反射系數(shù)序列反射系數(shù)序列 第一節(jié)第一節(jié) 合成地震記錄合成地震記錄 1 1、定義、定義人工模擬的地震響應(yīng)人工模擬的地震響應(yīng)又簡(jiǎn)稱為：又簡(jiǎn)稱為：合成記錄合成記錄 第一節(jié)第一節(jié) 合成地震記錄合成地震記錄 三、三、合成地震記錄合成地震記錄 第一節(jié)第一節(jié) 合成地震記錄合成地震記錄 2 2、一般的制作方法、一般的制作方法 褶積模型褶積模型 三、三、合成地震記錄合成地震記錄0( )( ) ()tS taR td 3 3、基本特征、基本特征（1 1）與地面

3、地震記錄非常相似）與地面地震記錄非常相似（2 2）與地面地震記錄不完全相同）與地面地震記錄不完全相同 第一節(jié)第一節(jié) 合成地震記錄合成地震記錄 三、三、合成地震記錄合成地震記錄 第一節(jié)第一節(jié) 合成地震記錄合成地震記錄 4 4、合成記錄的作用、合成記錄的作用（1 1）是一維地震正演模型）是一維地震正演模型模式作用模式作用（2 2）建立井孔與地震剖面的聯(lián)系）建立井孔與地震剖面的聯(lián)系 地震標(biāo)定作用地震標(biāo)定作用 三、三、合成地震記錄合成地震記錄張海張海9 9井井 地震標(biāo)定作用地震標(biāo)定作用 標(biāo)定層位標(biāo)定層位張海張海6 6井井 地震標(biāo)定作用地震標(biāo)定作用 標(biāo)定層位標(biāo)定層位莊海莊海5標(biāo)定層位標(biāo)定層位張參張參1標(biāo)

4、定層位標(biāo)定層位張海 9 9T3T3T4T4T5T5T6T6T2T2標(biāo)定層位標(biāo)定層位 第二節(jié)第二節(jié) 薄層地震響應(yīng)的基本特征薄層地震響應(yīng)的基本特征 構(gòu)造地質(zhì)中，分厚皮構(gòu)造和薄皮構(gòu)造；構(gòu)造地質(zhì)中，分厚皮構(gòu)造和薄皮構(gòu)造； 地層學(xué)中的地層厚薄程度也是相對(duì)的；地層學(xué)中的地層厚薄程度也是相對(duì)的； 地震速度譜能量團(tuán)代表的最薄地層約地震速度譜能量團(tuán)代表的最薄地層約100100300300米；米； 垂直地震剖面（垂直地震剖面（VSPVSP）井下兩個(gè)接收點(diǎn)間距約為）井下兩個(gè)接收點(diǎn)間距約為2525米；米； 聲波測(cè)井曲線測(cè)定間距為聲波測(cè)井曲線測(cè)定間距為0.50.5米。米。一、薄層概念的相對(duì)性薄層概念的相對(duì)性 決定一套地

5、層是厚還是薄無非受到以下兩個(gè)方面的限制：決定一套地層是厚還是薄無非受到以下兩個(gè)方面的限制：（1）資料測(cè)量精度的限制資料測(cè)量精度的限制，如，如VSP觀察間距，聲波測(cè)井曲觀察間距，聲波測(cè)井曲線采樣間隔等。線采樣間隔等。（2）研究目的和要求的限制研究目的和要求的限制（如區(qū)域研究時(shí)一組同相軸與（如區(qū)域研究時(shí)一組同相軸與精細(xì)研究一個(gè)同相軸）精細(xì)研究一個(gè)同相軸） 根據(jù)地震資料確定地層厚度的歷史由來已久，但過去根據(jù)地震資料確定地層厚度的歷史由來已久，但過去只是用運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)時(shí)差來計(jì)算。地震能否解決薄層是只是用運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)時(shí)差來計(jì)算。地震能否解決薄層是個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)論的問題。個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)論的問題。一、薄層概念的相對(duì)性薄層概

6、念的相對(duì)性 二、薄層的地震響應(yīng)為子波的一階導(dǎo)數(shù)二、薄層的地震響應(yīng)為子波的一階導(dǎo)數(shù)關(guān)于薄層的地震響應(yīng)，前人很早就有認(rèn)識(shí)和論述。關(guān)于薄層的地震響應(yīng)，前人很早就有認(rèn)識(shí)和論述。雷克（雷克（1953）和維德斯（）和維德斯（1973）在做薄層的褶）在做薄層的褶積模型后均發(fā)現(xiàn)，隨著兩個(gè)脈沖間距的減小，把積模型后均發(fā)現(xiàn)，隨著兩個(gè)脈沖間距的減小，把子波與兩個(gè)反極性脈沖相褶積的結(jié)果等于對(duì)子波子波與兩個(gè)反極性脈沖相褶積的結(jié)果等于對(duì)子波的微分；的微分；或者說，隨著脈沖間距的減小，復(fù)合波形接近于或者說，隨著脈沖間距的減小，復(fù)合波形接近于子波的導(dǎo)數(shù)。子波的導(dǎo)數(shù)。 第二節(jié)第二節(jié) 薄層地震響應(yīng)的基本特征薄層地震響應(yīng)的基本特征

7、12合成 二、薄層的地震響應(yīng)為子波的一階導(dǎo)數(shù)二、薄層的地震響應(yīng)為子波的一階導(dǎo)數(shù)（圖） 請(qǐng)同學(xué)們思考，并回答這個(gè)問題 1 1、楔狀?yuàn)A層的地震響應(yīng)制作楔狀?yuàn)A層的地震響應(yīng)制作（1 1）基本子波）基本子波： （2 2）地層模型）地層模型： 低速夾層，頂界反射導(dǎo)數(shù)為負(fù)，底界反低速夾層，頂界反射導(dǎo)數(shù)為負(fù)，底界反 射系數(shù)為正。射系數(shù)為正。（3 3）褶積運(yùn)算：）褶積運(yùn)算： （4）省略透射系數(shù)，上式簡(jiǎn)化為）省略透射系數(shù)，上式簡(jiǎn)化為：（圖）：（圖） 一、一、楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征 第三節(jié)第三節(jié) 薄層地震調(diào)諧原理薄層地震調(diào)諧原理0( )( )()tS taR td12( )( )()S tRa t

8、Ra tH 2 2、定義兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)、定義兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù) （1 1）時(shí)差（視厚度）時(shí)差（視厚度） 復(fù)合波形波峰到波谷的垂向距離復(fù)合波形波峰到波谷的垂向距離 （2 2）相對(duì)振幅）相對(duì)振幅 復(fù)合波形波峰到波谷的橫向絕對(duì)幅度復(fù)合波形波峰到波谷的橫向絕對(duì)幅度 一、一、楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征 第三節(jié)第三節(jié) 薄層地震調(diào)諧原理薄層地震調(diào)諧原理圖圖 3 3、時(shí)差曲線變化特征、時(shí)差曲線變化特征（1 1）當(dāng)?shù)貙雍穸认喈?dāng)大時(shí)當(dāng)?shù)貙雍穸认喈?dāng)大時(shí) 測(cè)量出的峰到谷雙程時(shí)間與編入模型的實(shí)際厚測(cè)量出的峰到谷雙程時(shí)間與編入模型的實(shí)際厚度（真厚度）非常吻合，因此位于圖中的度（真厚度）非常吻合，因此位于圖中的454

9、5線上。線上。（2）當(dāng)厚度開始減小時(shí)）當(dāng)厚度開始減小時(shí) 測(cè)量的時(shí)差先是慢慢偏離這條測(cè)量的時(shí)差先是慢慢偏離這條4545線。線。（3）當(dāng)厚度變得很小時(shí)當(dāng)厚度變得很小時(shí) 在某個(gè)點(diǎn)以后漸進(jìn)地趨向于一個(gè)常數(shù)值。在某個(gè)點(diǎn)以后漸進(jìn)地趨向于一個(gè)常數(shù)值。 一、一、楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征時(shí)時(shí)差差曲曲線線變變化化特特征征 4 4、相對(duì)振幅曲線變化特征、相對(duì)振幅曲線變化特征（1 1）當(dāng)?shù)貙雍穸容^大時(shí)當(dāng)?shù)貙雍穸容^大時(shí) 測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)化的相對(duì)振幅是常數(shù)。測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)化的相對(duì)振幅是常數(shù)。（2）隨著層厚的減?。╇S著層厚的減小 相對(duì)振幅先增加到一個(gè)極大值，然后以非線相對(duì)振幅先增加到一個(gè)極大值，然后以非線性的方式減小到一個(gè)常數(shù)。性的方式減小到一個(gè)常數(shù)。（3）相對(duì)振幅出現(xiàn)極大值相對(duì)振幅出現(xiàn)極大值 極大值這一點(diǎn)稱為極大值這一點(diǎn)稱為“調(diào)諧點(diǎn)調(diào)諧點(diǎn)”，對(duì)應(yīng)的厚度，對(duì)應(yīng)的厚度稱為稱為“調(diào)諧厚度調(diào)諧厚度”。 一、一、楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征楔狀?yuàn)A層地震響應(yīng)特征相相對(duì)對(duì)振振幅幅曲曲線線變變化化 5 5、調(diào)諧點(diǎn)的產(chǎn)生機(jī)理、調(diào)諧點(diǎn)的產(chǎn)生機(jī)理 相對(duì)振幅出現(xiàn)極大值的條件：相對(duì)振幅出現(xiàn)極大值的條件： 薄層頂?shù)组g距正好等于子波半周期薄層頂?shù)组g距正好等于子波半周期 請(qǐng)同學(xué)們思考，并自己回答這個(gè)請(qǐng)同學(xué)們思考，并自己回答這個(gè) 問