第7章地震勘探資料解釋

地震勘探原理第七章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)12第七章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)地震資料解釋?zhuān)?、構(gòu)造解釋?zhuān)航鉀Q構(gòu)造問(wèn)題，研究地層的空間分布特征和幾何形態(tài)，確定鉆探井位的基本依據(jù)，也是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。2、巖性解釋?zhuān)航鉀Q儲(chǔ)層、含油氣性問(wèn)題，研究地層巖性、儲(chǔ)層物性、孔隙流體性質(zhì)等。3第1節(jié)地震剖面的特點(diǎn)第2節(jié)地震繞射波和物理地震學(xué)

第3節(jié)地震勘探的分辨能力

第4節(jié)反射界面真正空間位置的確定第5節(jié)地震剖面的偏移第6節(jié)彎曲界面反射波的特點(diǎn)第七章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)45炸藥爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生的尖脈沖，在爆炸點(diǎn)附近的介質(zhì)中以沖擊波的形式傳播，當(dāng)傳播到一定的距離后，波形逐漸穩(wěn)定，我們稱(chēng)這時(shí)的地震波為地震子波。地震子波在向下傳播的過(guò)程中，遇到波阻抗界面會(huì)發(fā)生反射和透射，最后，地震子波從地下各個(gè)反射面反射回來(lái)。第一節(jié)地震剖面的特點(diǎn)一、地震記錄的形成

1、地震記錄形成的物理過(guò)程6這些反射回來(lái)的子波在波形上，嚴(yán)格講是有差別的，表現(xiàn)在振幅上有大有小——主要決定于反射界面的反射系數(shù)的絕對(duì)值，極性有正有負(fù)——決定于子波反射系數(shù)的正負(fù)，到達(dá)時(shí)間有先有后——決定于界面的深度和波速。反射系數(shù)：7反射界面間距離足夠大，地震脈沖延續(xù)時(shí)間很短（尖脈沖），各反射界面的反射波互不干涉。理論地震反射記錄地震記錄是什么樣子的？8地下地層厚度的厚薄對(duì)于記錄面貌的形成也有影響。①如果巖層較厚，即Δ

＞Δt時(shí)，可分辨巖層較厚，兩個(gè)反射波可以分開(kāi)9②如果巖層較薄時(shí)，Δ

＜Δt

，形成復(fù)波。S點(diǎn)接收到來(lái)自R1、R2、R3界面的反射子波相互疊加，形成了復(fù)波，已經(jīng)區(qū)分不出各界面的反射子波了。薄層的三個(gè)反射疊加在一起，不能分辨10地震記錄上的一個(gè)反射波組，并不是簡(jiǎn)單的一個(gè)反射子波，而是來(lái)自一組靠得很近的界面的許多反射子波的疊加結(jié)果。地震記錄上的一個(gè)反射波組并不嚴(yán)格地對(duì)應(yīng)于地質(zhì)柱狀圖上的一個(gè)地層分界面。11在地震勘探中，通常把地震記錄面貌的形成過(guò)程概括為以下的數(shù)學(xué)模型：假設(shè)地震道f(t)是由有效波s(t)和干擾波n(t)疊加組成的，即層狀介質(zhì)的一次反射波s(t)通常用線性褶積模型表示：

式中：w(t)為地震子波；r(t)為反射系數(shù)函數(shù)，符號(hào)“*”表示褶積運(yùn)算。此式為人工合成地震記錄的時(shí)間域褶積模型。2、地震記錄形成的褶積模型(convolutionmodel)12s(t)=w(t)*R(t)褶積模型1314時(shí)間域的褶積公式在頻率域中就是乘積關(guān)系，即：

式中：S(jω)、W(jω)、R(jω)分別為s(t)、w(t)及r(t)的傅立葉變換。它們的振幅譜及相位譜之間的關(guān)系，即：上式表明，地震道的振幅譜是子波振幅譜及反射系數(shù)振幅譜的乘積，其相位譜是子波相位譜及反射系數(shù)相位譜之和。15大量事實(shí)表明：利用聲波測(cè)井資料和其他資料換算出的反射率函數(shù)r(t)，并選用合適的地震子波w(t)，計(jì)算出的人工合成地震記錄與對(duì)應(yīng)的井旁地震記錄大都符合較好。由此可見(jiàn)，這一套地震記錄形成的理論即地震記錄的褶積模型理論是基本上符合客觀實(shí)際的，且正確合理的。人工合成地震記錄16一維地震記錄的形成通常采用褶積模型。二維地震剖面和三維數(shù)據(jù)體的形成通常使用射線理論或波動(dòng)理論，統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)值模擬或正演技術(shù)。①地震剖面的數(shù)學(xué)模型—射線理論

二維情況下可根據(jù)給定的地質(zhì)模型，利用射線理論得到自激自收地震剖面。有多種實(shí)現(xiàn)方法，如褶積模型的逐道循環(huán)法等。②地震剖面的數(shù)學(xué)模型—波動(dòng)理論

二維情況下也可根據(jù)給定的地質(zhì)模型，利用波動(dòng)理論得到自激自收地震剖面。有多種實(shí)現(xiàn)方法，如波動(dòng)方程的有限差分法、克?；舴?Kichhoff)積分法、頻率-波數(shù)域法等。17模型的射線追蹤18①已知W(t)和R(t)，求S(t)這是正演問(wèn)題，如合成地震記錄(syntheticseismogram)；②已知S(t)和W(t)，求R(t)這是反演問(wèn)題，如波阻抗反演(impedancainversion)；③已知S(t)和R(t)，求W(t)這是地震資料數(shù)字處理中的子波處理問(wèn)題(waveletprocessing)。由褶積模型S(t)=W(t)*R(t)中三個(gè)量的三種組合方式可以說(shuō)明其應(yīng)用情況：褶積模型在地震勘探中的應(yīng)用19在實(shí)際工作中，用于解釋的是“一張由許多地震道依次排列的地震剖面?！辈煌念?lèi)型和傳播特點(diǎn)的波的同相軸，在剖面上會(huì)表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)，就是進(jìn)行解釋時(shí)，在地震剖面上識(shí)別各種波的依據(jù)。二、地震剖面上識(shí)別各種波的標(biāo)志20211、同相性反射波對(duì)比的四大標(biāo)志(lead)是：識(shí)別有效波的標(biāo)志：同相性22232．強(qiáng)振幅識(shí)別有效波的標(biāo)志：振幅顯著增強(qiáng)243．波形相似性同一反射波在相鄰地震道上的波形特征（包括主周期，相位數(shù)，振幅包絡(luò)形狀等）是相似的25

4．時(shí)差變化規(guī)律261、水平疊加時(shí)間剖面的形成1）給定中心點(diǎn)，抽取該中心點(diǎn)道集。2）動(dòng)校正，使反射波時(shí)距曲線成直線。3）水平疊加形成一道，放在中心點(diǎn)正下方。目前，在資料中使用最多的最基本的仍然是水平疊加時(shí)間剖面（3D資料用經(jīng)過(guò)3D偏移的3D數(shù)據(jù)體）。三、水平疊加時(shí)間剖面的主要特點(diǎn)27經(jīng)過(guò)水平疊加后得到的自激自收時(shí)間剖面，能比較直觀地反映地下地質(zhì)構(gòu)造特征，但是時(shí)間剖面并不是沿測(cè)線鉛垂向下的地質(zhì)剖面，它們之間的主要差別是：1）在測(cè)線上同一點(diǎn)，根據(jù)鉆井資料得到的地質(zhì)剖面上的地層分界面，與時(shí)間剖面上的反射波同相軸在數(shù)量上、出現(xiàn)位置上，常常不是一一對(duì)應(yīng)的。2、水平疊加時(shí)間剖面的特點(diǎn)282）時(shí)間剖面的縱坐標(biāo)是雙程旅行時(shí)t0

，而地質(zhì)剖面或測(cè)井資料是以鉛垂深度表示的，兩者需要引入速度函數(shù)，經(jīng)時(shí)深轉(zhuǎn)換，把變換t0成h后，才能與鉆井剖面或測(cè)井曲線對(duì)比。其媒介就是地震波的傳播速度Vav。3）時(shí)間剖面的縱坐標(biāo)是t0，不是深度，而地震波速度V一般隨深度變化，所以，時(shí)間剖面上的反射同相軸所反映的界面形態(tài)、界面之間的距離都是有假象的。294）反射波振幅、同相軸及波形本身包含了地下地層的構(gòu)造和巖性信息，如振幅的強(qiáng)弱與地層結(jié)構(gòu)、介質(zhì)參數(shù)密切相關(guān)。反射同相軸是與地下界面對(duì)應(yīng)的，一個(gè)界面的反射特性又與界面兩邊的巖性有關(guān)。一個(gè)反射波并不是與一個(gè)層簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)，而是與兩個(gè)層有關(guān)。反射波同相軸反映的是界面信息，必須經(jīng)過(guò)一些特殊處理（如波阻抗反演技術(shù)等），把反射波同相軸的“界面信息”轉(zhuǎn)換為“層內(nèi)信息”才能與地質(zhì)、鉆井資料進(jìn)行直接對(duì)比。30反射同相軸的性質(zhì)與界面兩側(cè)的巖性有關(guān)，并非對(duì)應(yīng)某一地層，只有通過(guò)波阻抗反演，才能將界面信息轉(zhuǎn)換為地層信息。315）水平疊加剖面上存在偏移現(xiàn)象。當(dāng)界面傾斜時(shí)，水平疊加剖面上反射波的位置不是來(lái)自于該點(diǎn)的正下方，真正的反射點(diǎn)向上傾方向偏移，這種現(xiàn)象稱(chēng)為水平疊加剖面的偏移現(xiàn)象。32偏移現(xiàn)象33偏移現(xiàn)象346）水平疊加時(shí)間剖面上常出現(xiàn)各種特殊波（如繞射波、斷面波、回轉(zhuǎn)波、側(cè)面波等)，這些波的同相軸形態(tài)并不表示真實(shí)的地質(zhì)形態(tài)，必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格處理才能用來(lái)解釋?zhuān)謴?fù)真實(shí)面貌。35ab水平疊加剖面上的特殊波(a)與偏移剖面的地質(zhì)形態(tài)(b)36第1節(jié)地震剖面的特點(diǎn)第2節(jié)地震繞射波和物理地震學(xué)

第3節(jié)地震勘探的分辨能力

第4節(jié)反射界面真正空間位置的確定第5節(jié)地震剖面的偏移第6節(jié)彎曲界面反射波的特點(diǎn)第六章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)37地下的地層構(gòu)造是非常復(fù)雜的。由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，地層會(huì)產(chǎn)生斷層、不整合、褶皺等。由于存在這些比較復(fù)雜的構(gòu)造，地下的地層界面就可能發(fā)生中斷、彎曲或變得起伏不平，此時(shí)除了產(chǎn)生一次反射波外，還會(huì)出現(xiàn)一些與復(fù)雜構(gòu)造有關(guān)的地震波，如斷面反射波、繞射波和回轉(zhuǎn)波等，習(xí)慣上把水平疊加剖面上出現(xiàn)的這些反射波通常稱(chēng)之為特殊波。第二節(jié)地震繞射波和物理地震學(xué)38一方面：特殊波會(huì)與一次反射波發(fā)生干涉作用，使地震剖面的面貌復(fù)雜化，造成假象，給波的對(duì)比和資料解釋帶來(lái)困難；另一方面：特殊波是地下復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造引起的，必然同地下復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造有一定的聯(lián)系，因而可以利用它們來(lái)了解復(fù)雜構(gòu)造形態(tài)特征。這些特殊波的存在有兩個(gè)方面的表現(xiàn)：39地震波在傳播過(guò)程中若遇到地層或巖性突變點(diǎn)（如斷棱、地層或巖性的尖滅點(diǎn)、不整合面的突起點(diǎn)等）,這些突變點(diǎn)會(huì)成為新的震源,再次發(fā)出球面子波，向四周傳播,該波動(dòng)在地震勘探中稱(chēng)為繞射波。一、繞射波的產(chǎn)生40偏移剖面疊加剖面地質(zhì)剖面凹界面的繞射波41測(cè)線垂直于斷棱的情況在O點(diǎn)激發(fā)的地震波入射到繞射點(diǎn)R，然后以R點(diǎn)為新震源產(chǎn)生繞射波，傳播到地面測(cè)線上的各點(diǎn)。炮點(diǎn)與斷棱的水平距離為L(zhǎng)，炮檢距為x，速度為V二、斷棱繞射波42繞射波的整個(gè)傳播時(shí)間可分為兩部分：①入射波從O點(diǎn)傳播到繞射點(diǎn)R所需的時(shí)間t1②從R點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波傳播到測(cè)線上各點(diǎn)所需時(shí)間t2，1、斷棱繞射波時(shí)距曲線43測(cè)線上任一點(diǎn)G的繞射波整個(gè)傳播時(shí)間是：442、繞射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)1）繞射波時(shí)距曲線也是雙曲線R’h2在R點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波時(shí)距曲線與在R′點(diǎn)激發(fā)，深度為h/2的水平界面的反射波時(shí)距曲線在形狀上是一樣的，此時(shí)，繞射點(diǎn)R相當(dāng)于這個(gè)水平界面在R′點(diǎn)激發(fā)時(shí)的虛震源。452）繞射波時(shí)距曲線的極小點(diǎn)在繞射點(diǎn)正上方，其x坐標(biāo)和極小時(shí)間是：463）繞射波時(shí)距曲線極小點(diǎn)的位置與激發(fā)點(diǎn)無(wú)關(guān)。激發(fā)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，整條繞射波時(shí)距曲線將沿t軸平移，而繞射波時(shí)距曲線的形狀保持不變4）繞射波時(shí)距曲線與同界面反射波時(shí)距曲線在x=2L上相切。RM為反射波的最后一條射線。又是M點(diǎn)的一條繞射波射線。如何證明？4748495051三、動(dòng)校正前后的繞射波時(shí)距曲線思路：不管反射波還是繞射波，都按水平界面反射波時(shí)距曲線進(jìn)行動(dòng)校正，再進(jìn)行水平疊加，這種作法能否保證繞射波也能同相疊加？按水平界面反射波進(jìn)行動(dòng)校正，繞射波動(dòng)校正后：521、水平疊加剖面上，繞射波是拋物線特征，其極小點(diǎn)在x=2L處。2、原來(lái)與繞射波相切的那條反射波時(shí)距曲線變?yōu)橐粭l直線并在繞射波極小點(diǎn)處終止。校正前校正后533、多次覆蓋水平疊加不僅能夠增強(qiáng)反射波、也能夠增強(qiáng)繞射波。545556物理地震學(xué)：地震勘探的基本理論包括幾何地震學(xué)和波動(dòng)地震學(xué)。介于兩者之間的即為物理地震學(xué)。它是波動(dòng)地震學(xué)中波動(dòng)方程Kirchhoff積分解的一個(gè)特殊形式——衍射積分公式的應(yīng)用。1、物理地震學(xué)認(rèn)為：地震波是一個(gè)波動(dòng)，不能簡(jiǎn)單地把它視為沿射線傳播。四、物理地震學(xué)的基本概念震源發(fā)出的波傳到界面之后，界面上各點(diǎn)以新的二次震源向各個(gè)方向發(fā)出球面波572、物理地震學(xué)對(duì)反射波的形成的解釋?zhuān)旱卣鸩◤恼鹪闯霭l(fā)，以球面波的方式向下傳播，到達(dá)反射界面S，S可視為由許多小面積元ΔS組成，當(dāng)ΔS的大小線度接近地震波波長(zhǎng)時(shí)，每個(gè)這樣的小面積元都可視為一個(gè)繞射體。根據(jù)惠更斯原理，把每個(gè)小面積元看作一個(gè)新的點(diǎn)震源，從新震源發(fā)出的一系列球面子波向四面八方傳播。對(duì)地面上某個(gè)接收點(diǎn)P來(lái)說(shuō)，它所接收到的“反射波”就是來(lái)自S面上的每個(gè)小面積元產(chǎn)生的繞射波在P點(diǎn)疊加的結(jié)果。震源發(fā)出的波傳到界面之后，界面上各點(diǎn)以新的二次震源向各個(gè)方向發(fā)出球面波58反射波可以看作繞射波的集合593、繞射波是最基本的，反射波只是反射界面上所有小面元產(chǎn)生繞射波的集合，這種繞射稱(chēng)為廣義繞射。地面接收到的波動(dòng)的能量并不只來(lái)自反射界面的某一點(diǎn)，而是來(lái)自界面上的所有點(diǎn)。4、幾何地震學(xué)和物理地震學(xué)并不矛盾，應(yīng)用范圍取決于勘探目標(biāo)的大小與地震波波長(zhǎng)間的關(guān)系。605、幾何地震學(xué)和物理地震學(xué)主要差別：幾何地震學(xué)只研究運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，它不能保留波的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的復(fù)雜的波場(chǎng)就不能作出正確的解釋?zhuān)晃锢淼卣饘W(xué)處理地震波波場(chǎng)時(shí)，同時(shí)研究運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，既考慮了波的傳播時(shí)間，又考慮了波的強(qiáng)度，因此有可能對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)體產(chǎn)生的波場(chǎng)作出正確的解釋。61①幾何的點(diǎn)和線是不能產(chǎn)生繞射波的。實(shí)際上地震記錄到的具有一定能量的繞射波是由一定面積的界面所產(chǎn)生的。②短反射段(反射段長(zhǎng)度2a，地震波波長(zhǎng)λ，反射界面埋深H三者之間滿足的反射段稱(chēng)為短反射段)的反射波相當(dāng)于點(diǎn)繞射。繞射波的強(qiáng)度與反射段的長(zhǎng)度a成正比。6、物理地震學(xué)，繞射波與反射波的關(guān)系：6263③滿足關(guān)系的反射段稱(chēng)為長(zhǎng)反射段。長(zhǎng)反射段的終斷點(diǎn)產(chǎn)生左右兩支繞射波，斷點(diǎn)的振幅為正常反射振幅的一半。64多次疊加剖面上，反射波與繞射波的切點(diǎn)就是斷點(diǎn)的位置，形成“層斷波不斷，繞射連反射”的現(xiàn)象。多次疊加剖面上，多出現(xiàn)繞射的正半支，負(fù)半支被干涉而幾乎抵消掉了。長(zhǎng)反射段為“一個(gè)主體，兩個(gè)尾巴”，主體為反射波，尾巴為繞射波正半支。65④除去無(wú)限延伸、反射系數(shù)不變的平面，任何地下反射體都能夠產(chǎn)生繞射波。只要反射界面發(fā)生突變，在一定條件下就會(huì)產(chǎn)生繞射。構(gòu)造越復(fù)雜，埋藏越深，繞射現(xiàn)象越嚴(yán)重。66繞射波的利用利用繞射波識(shí)別斷層，為確定斷點(diǎn)提供有利條件。古潛山頂面繞射波發(fā)育在侵入體邊沿，繞射波大量出現(xiàn)。凹凸不平的不整合面，也會(huì)有明顯的繞射波五、地震繞射波的利用676869707172第1節(jié)地震剖面的特點(diǎn)第2節(jié)地震繞射波和物理地震學(xué)

第3節(jié)地震勘探的分辨能力

第4節(jié)反射界面真正空間位置的確定第5節(jié)地震剖面的偏移第6節(jié)彎曲界面反射波的特點(diǎn)第七章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)73一.分辨率的定義和分辨率的極限二.影響分辨率的主要因素三.提高分辨率的途徑第3節(jié)地震勘探的分辨能力

741、分辨力的定義分辨能力(resolvingpower)是指區(qū)分兩個(gè)靠近物體的能力。度量分辨能力強(qiáng)弱的兩種表示：一是距離表示，分辨的垂向距離或橫向范圍越小，則分辨能力越強(qiáng)；二是時(shí)間表示，在地震時(shí)間剖面上，相鄰地層時(shí)間間隔dt越小，則分辨能力越強(qiáng)。第三節(jié)地震勘探的分辨能力一、分辨能力7576777879802、垂向分辨能力是指地震記錄沿地層垂直方向所能分辨的最薄地層厚度。3、橫向分辨能力是指地震記錄橫向上所能分辨的最小地質(zhì)體的大小。如分辨小斷塊，小砂體和儲(chǔ)層邊界的能力4、為何存在分辨能力問(wèn)題

地震子波存在一定的延續(xù)時(shí)間，地震記錄是子波的復(fù)合體。8182假設(shè)地震波長(zhǎng)為，地震子波的延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度上是n個(gè)視周期。子波延續(xù)時(shí)間：

Δt=nT=n/V反射波垂直旅行時(shí)差:

Δ

=2Δh/V二、垂向分辨能力△hV83可分辨地層：Δ>Δt

即：

2Δh/V>n

/V則：Δh>n/2=nV/2f垂向分辨能力主要取決于地震子波的波長(zhǎng)（頻率）、延續(xù)時(shí)間的周期數(shù)和波速。1、垂向分辨能力84關(guān)于分辨率的極限地震記錄上各個(gè)子波彼此重疊，影響分辨率；在能分辨的條件下，并不一定要兩個(gè)子波彼此沒(méi)有重疊，在有重疊的情況下，有時(shí)還是可以分辨的。85(1)Rayleigh(瑞利)準(zhǔn)則:

兩個(gè)子波的到達(dá)時(shí)差大于或等于子波的半個(gè)視周期時(shí)，這兩個(gè)子波可分辨，即≥T/2半周期：子波主極值與相鄰異號(hào)次極值的時(shí)間。2、垂向分辨能力的極限由Δ≥T/2

即：

2Δh/V≥T/2

則：Δh≥

/4一個(gè)反射波垂向分辨力的極限：86(2)Ricker(雷克)準(zhǔn)則：兩子波到達(dá)時(shí)間差大于或等于子波主極值兩側(cè)的兩個(gè)最大陡度點(diǎn)的間距時(shí)可分辨。如果用子波時(shí)間導(dǎo)數(shù)來(lái)表示，則Ricker極限是子波導(dǎo)數(shù)兩個(gè)異號(hào)極值點(diǎn)的間距。87RickerRayleigh雷克子波兩波時(shí)差很小時(shí)差較大88(3)Widess準(zhǔn)則：兩個(gè)子波的到達(dá)時(shí)差<T/4，合成波形非常接近于子波的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，極值位置不能反映到達(dá)時(shí)差，兩個(gè)異號(hào)極值的間距始終等于子波的1/2視周期。合成波形的振幅與近似成正比，可用合成波形的振幅信息來(lái)估算薄層厚度，這一工作稱(chēng)之為薄層解釋原理。89Widess準(zhǔn)則：（a）兩個(gè)子波到達(dá)時(shí)間差小于1/4視周期，陰影部分表示兩者之差；（b）表明兩子波之差形成的合成波形與子波時(shí)間導(dǎo)數(shù)一致。90注意上述準(zhǔn)則有兩個(gè)條件：1）所用的子波都是零相位子波，子波是對(duì)稱(chēng)的。2）所用的子波都只有很少的波峰和波谷，主極值的幅度明顯大于次極值的幅度，說(shuō)明子波的振幅譜是比較寬的。如果不滿足以上兩點(diǎn)，則分辨率達(dá)不到所指的極限。911）提高子波頻率，主要通過(guò)野外采集來(lái)實(shí)現(xiàn)激發(fā)寬頻帶子波——井深、藥量、激發(fā)巖性、組合接收條件——檢波器類(lèi)型、地表巖性、檢波器耦合、組合方式、儀器響應(yīng)近地表、低降速帶的影響大地濾波作用2）壓縮地震子波長(zhǎng)度，主要通過(guò)反褶積來(lái)實(shí)現(xiàn)3）減小速度，采用橫波勘探。3、提高垂向分辨能力的方法關(guān)鍵是解決Δ與Δt的矛盾Δh>n/2=nV/2f92反褶積前（上）、后（下）對(duì)比93從物理地震學(xué)來(lái)看，地震波是一個(gè)波動(dòng)，地面上一點(diǎn)收到來(lái)自地下的可以“分辨”的反射，是來(lái)自某一范圍內(nèi)許多點(diǎn)的繞射子波疊加的結(jié)果，則水平方向的分辨力就是該范圍的大小，再小就無(wú)法分辨。三、橫向分辨能力94若toc-too′=T/2則以點(diǎn)為圓心，

CO′為半徑的圓區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波在O點(diǎn)是加強(qiáng)的，此范圍稱(chēng)為菲涅爾帶。菲涅爾帶以外的點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波在O點(diǎn)不再互相加強(qiáng)。1、菲涅爾(Fresnel)帶菲涅爾帶95菲涅爾帶的大小用的菲涅爾帶半徑R表示菲涅爾帶因?yàn)閠oc-too′=T/2當(dāng)h>>時(shí)，961）菲涅爾帶半徑越小，橫向分辨率越高；2）頻率越高，菲涅爾帶半徑越小，橫向分辨率越高；3）反射界面深度越大，菲涅爾帶半徑增大，橫向分辨率降低；4）速度越大，菲涅爾帶增大，橫向分辨率降低。菲涅爾帶半徑971）提高橫向分辨率需要減小波長(zhǎng)，由于

=VT=V/f，所以要提高地震波的頻率。2）偏移是提高地震勘探橫向分辨率的根本方法。偏移是繞射波收斂，菲涅爾帶收縮。3、提高橫向分辨率的方法核心是減小菲涅爾帶的大小98四、地震子波與分辨能力的關(guān)系1、主頻、頻寬、倍頻程對(duì)分辨能力的影響地震子波fm相位數(shù)：波峰和波谷的數(shù)目（非嚴(yán)格）絕對(duì)頻寬：相對(duì)頻寬：倍頻程：991）子波的帶寬不變，若增加子波的主頻，不能提高分辨率；2）子波的主頻不變，帶寬增加或減小，則分辨率增加或減?。?）帶寬不變，若主頻增加或減小，則倍頻程減小或增加、相位數(shù)增加或減小，分辨率不會(huì)增加；倍頻程不變，則相位數(shù)不變，若主頻增加或減小，則帶寬亦增加或減小，使得分辨率隨之增加或減小。三個(gè)影響因素的小結(jié)：由此可見(jiàn)，決定分辨率高低的是振幅譜的絕對(duì)寬度，而倍頻程決定子波的相位數(shù)，與分辨率沒(méi)有直接關(guān)系。

100最小相位子波：能量集中于子波前部混合相位子波：能量集中于子波中部最大相位子波：能量集中于子波尾部零相位子波：相位等于零的子波，關(guān)于t=0時(shí)刻對(duì)稱(chēng)，為物理不可實(shí)現(xiàn)的。2、相位特征對(duì)分辨率影響子波的相位特征是一個(gè)容易被忽略的影響分辨率的關(guān)鍵要素按能量分布1011）在相同頻帶寬度下，零相位子波的旁瓣比最小相位子波的旁瓣小，分辨率高；零相位子波的分辨率最好，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：零相位最小相位5－15－50－601022）最小相位子波對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間出現(xiàn)在子波起跳處，零相位子波對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間在子波峰值處，所以零相位子波更有利于解釋?zhuān)?）零相位子波比最小相位子波對(duì)薄層的分辨能力高；因此，零相位子波比最小相位子波更優(yōu)越，實(shí)際子波接近于最小相位，通常在處理中嚴(yán)格保持子波的振幅譜不變，只改變子波的相位譜，使非零相位子波轉(zhuǎn)化為零相位子波（子波處理）。103104105106107第1節(jié)地震剖面的特點(diǎn)第2節(jié)地震繞射波和物理地震學(xué)

第3節(jié)地震勘探的分辨能力

第4節(jié)反射界面真正空間位置的確定第5節(jié)地震剖面的偏移第6節(jié)彎曲界面反射波的特點(diǎn)第六章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)108109第四節(jié)反射界面真正空間位置的確定一、水平疊加剖面的問(wèn)題及解決途徑1、水平疊加剖面總是把界面上反射點(diǎn)的位置顯示在地面共中心點(diǎn)下方的鉛垂線上?！舢?dāng)?shù)貙铀綍r(shí)，這種顯示方式是與實(shí)際情況符合的；◆當(dāng)?shù)貙觾A斜時(shí)，界面法線平面與鉛垂面并不正交，地層傾角愈大，兩者的差別愈大。時(shí)間剖面上記錄點(diǎn)位置與反射點(diǎn)的位置不相符合，記錄點(diǎn)的顯示位置總是相對(duì)于反射點(diǎn)向界面的下傾方向移動(dòng)，這是不利于地震資料的地質(zhì)解釋的。110記錄點(diǎn)相對(duì)于反射點(diǎn)位置存在偏移1112、在界面傾斜情況下，按共中心點(diǎn)關(guān)系進(jìn)行抽道集，動(dòng)校正，水平疊加。實(shí)際上是共中心點(diǎn)疊加而不是真正的共反射點(diǎn)疊加，這會(huì)降低橫向分辨率。3、水平疊加剖面上也存在繞射波沒(méi)有收斂，菲涅爾帶干涉帶沒(méi)有分解，回轉(zhuǎn)波沒(méi)有歸位等問(wèn)題。1121）通過(guò)數(shù)學(xué)關(guān)系，利用公式換算得到地質(zhì)分界面的正確空間位置；2）偏移處理，這是把反射和繞射準(zhǔn)確歸位到其真實(shí)位置的反演過(guò)程；3）作圖時(shí)進(jìn)行空間校正，恢復(fù)地質(zhì)構(gòu)造的真正形態(tài)。解決上述問(wèn)題的主要途徑：113真傾角——傾斜界面與水平地面的夾角叫做界面的真傾角,用ψ表示。視傾角——如果測(cè)線方向不同,則反射同相軸的產(chǎn)狀也將不同,即在地震剖面上顯示的界面傾角也將不同。這種與測(cè)線方向有關(guān)的傾角稱(chēng)為界面沿該測(cè)線方向的視傾角，用表示。方位角——測(cè)線與傾斜界面的傾向在地面的投影線之間的夾角,用表示。二、真傾角、視傾角、測(cè)線方向之間關(guān)系114經(jīng)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，真傾角、視傾角和測(cè)線方位角

三者之間的關(guān)系為:1)測(cè)線垂直于界面走向=0°，=2)測(cè)線平行于界面走向=90°，=0°3)≤

115真深度——從O點(diǎn)垂直地面向下到界面的深度稱(chēng)為真深度hz，也稱(chēng)為鉛直深度或鉆井深度。法線深度——在射線平面內(nèi)從O點(diǎn)到界面的垂直距離稱(chēng)為法線深度h。視鉛直深度——在射線平面內(nèi)由O點(diǎn)作垂直測(cè)線的垂線與界面相交得到的是界面的視鉛垂深度hx。三、真深度、法線深度、視鉛直深度oh116第1節(jié)地震剖面的特點(diǎn)第2節(jié)地震繞射波和物理地震學(xué)

第3節(jié)地震勘探的分辨能力

第4節(jié)反射界面真正空間位置的確定第5節(jié)地震剖面的偏移第6節(jié)彎曲界面反射波的特點(diǎn)第七章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)1171181194.波動(dòng)方程理論偏移1205、偏移的概念1）偏移現(xiàn)象----在水平疊加時(shí)間剖面上顯示出來(lái)的反射點(diǎn)位置是沿地層下傾方向偏離了反射點(diǎn)的真實(shí)位置，這種不一致現(xiàn)象稱(chēng)為偏移。2）偏移歸位----把水平疊加剖面上偏移的反射層，進(jìn)行反偏移，使地層的真實(shí)位置形態(tài)得到恢復(fù)，通常把這個(gè)工作稱(chēng)為偏移歸位。1216、偏移的目的1）傾斜界面歸位；2）繞射波收斂，回轉(zhuǎn)波歸位；3）提高橫向分辨率。1227、偏移的類(lèi)型1）從偏移理論上分為：射線理論，波動(dòng)理論2）從波動(dòng)方程數(shù)值解的方式上：

有限差分法、Kichhoff積分法、F-K域法和有限元法3）從輸入資料的性質(zhì)上：

疊后偏移、疊前偏移二維偏移、三維偏移4）從使用的速度函數(shù)來(lái)看：

時(shí)間偏移、深度偏移123自激自收得到的反射信息對(duì)應(yīng)的反射點(diǎn)位置可能來(lái)自以以自激自收點(diǎn)O為圓心，以Vt/2為半徑的圓弧上的任一點(diǎn)。如果只有一道，而沒(méi)有其它資料配合，則無(wú)法確定反射點(diǎn)的位置。二、各種偏移法的基本原理1．界面偏移歸位的基本原理OO124來(lái)自界面上AB兩點(diǎn)的反射旅行時(shí)t0A和t0B，可以A為圓心，用Vt0A/2為半徑畫(huà)一圓弧，以B為圓心，用Vt0B/2為半徑畫(huà)一圓弧，作兩個(gè)圓弧的公切線就可以得到真正的反射點(diǎn)位置和反射段的位置。125疊后時(shí)間剖面的射線理論偏移的基本原理--圓弧切線法

126偏移之后：傾角變大、長(zhǎng)度縮短疊加剖面上傾角與偏移剖面上傾角θ之間的關(guān)系：127圓弧切線法只解決了界面的偏移問(wèn)題，而沒(méi)有解決共反射點(diǎn)分散的問(wèn)題。偏移疊加——可以從原始的共炮點(diǎn)道集記錄出發(fā)（未經(jīng)過(guò)水平疊加處理），實(shí)現(xiàn)真正的共反射點(diǎn)疊加和偏移，這種方法稱(chēng)為偏移疊加，或疊前偏移。三、偏移疊加原理128繞射掃描疊加原理物理地震學(xué)認(rèn)為繞射是最基本的，反射波是繞射疊加的結(jié)果。把繞射波收斂到繞射點(diǎn)位置，也就實(shí)現(xiàn)了地下界面正確位置的成像。1291301311321）前面介紹的偏移疊加方法，能把反射波或繞射波都?xì)w位到真正位置上，能較真實(shí)地反映地下構(gòu)造形態(tài)，無(wú)需先進(jìn)行波的對(duì)比。這些方法的主要不足是：只簡(jiǎn)單地按地震波旅行時(shí)間把振幅放到地下去，而沒(méi)有考慮到地震波的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)（頻率，波形等）偏移方法得出的結(jié)果，只適用于構(gòu)造形態(tài)的解釋?zhuān)贿m用于較精細(xì)的地層巖性圈閉解釋。四、波動(dòng)方程偏移原理1、從幾何地震學(xué)出發(fā)的偏移技術(shù)存在的問(wèn)題和波動(dòng)方程偏移的優(yōu)點(diǎn)及意義

1332）波動(dòng)方程偏移技術(shù)這是1970年提出的波動(dòng)方程偏移的優(yōu)點(diǎn)：1）保持地震波的動(dòng)力學(xué)特征——巖性解釋

2）適應(yīng)復(fù)雜構(gòu)造的偏移——無(wú)需射線追蹤1341、先看看觀測(cè)面與地質(zhì)體的距離對(duì)反射點(diǎn)偏移的影響隨著觀測(cè)面向地下深處移動(dòng)，則1）偏移距愈來(lái)愈小。2）旅行時(shí)間愈來(lái)愈短。2、波動(dòng)方程偏移原理

1352、波場(chǎng)延拓——通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算由一個(gè)深度的波場(chǎng)換算為另一深度的波場(chǎng)。136137地震理論模型138地震模型的水平疊加剖面139140141142最終得到的經(jīng)過(guò)偏移的結(jié)果143五、二維偏移與三維偏移利用一條測(cè)線觀測(cè)得到原始數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移處理，這只是一種二維偏移。二維偏移只有在剖面上的全部信息都是來(lái)自過(guò)此剖面的垂直平面內(nèi)時(shí)，才能取得好的偏移效果，即只有當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造是一個(gè)二度體，測(cè)線垂直走向。如果地質(zhì)體是一個(gè)三度體，沿一條測(cè)線得到的資料就可能包括了來(lái)自幾個(gè)不同射線平面的信息，在這樣的剖面內(nèi)進(jìn)行偏移，只能對(duì)來(lái)自測(cè)線與它的走向垂直的界面的信息進(jìn)行偏移，來(lái)自其它“側(cè)面”的反射仍無(wú)法歸位。144二維偏移模型舉例145三維偏移得到地下構(gòu)造的真實(shí)形態(tài)146目前使用的時(shí)間偏移方法最重要的基本假設(shè)是介質(zhì)均勻或水平層狀。1、時(shí)間偏移的基本思想：—認(rèn)為速度函數(shù)是已知的，速度結(jié)構(gòu)可以表示成旅行時(shí)的函數(shù)，偏移的一切信息都?xì)w結(jié)為旅行時(shí)的變化，偏移的結(jié)果以旅行時(shí)做為縱坐標(biāo)輸出。六、時(shí)間偏移與深度偏移147時(shí)間偏移的特點(diǎn)：由地下一個(gè)繞射點(diǎn)產(chǎn)生的繞射曲線的極小點(diǎn)必然位于繞射點(diǎn)的正上方。因?yàn)橛傻叵吕@射點(diǎn)發(fā)出的繞射波射線中，有一條最短時(shí)間路徑，它和地面是垂直的。把位于這條繞射曲線上的能量全部加起來(lái)，并放到曲線的頂點(diǎn)上，這樣也就實(shí)現(xiàn)了繞射點(diǎn)的正確成像了。148成像射線與法向射線重合成像射線與法向射線不重合成像射線法向射線成像射線：旅行時(shí)最小法向射線：垂直界面出射的射線149時(shí)距曲線的極小點(diǎn)在成像射線出射點(diǎn)的正上方；成像射線與法向射線重合成像射線與法向射線