地震地質基礎

地震地質基礎第一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日序地震解釋包括：地層、構造、沉積、儲層、油氣。需要的專業(yè)基礎知識，包括：地震勘探、構造、沉積學,為提供地質模式;地震勘探基礎：認識反射層的屬性，識別干擾波及地震解釋陷阱,地震地質結合基礎知識,是從業(yè)者經常缺乏的;波形分析是地震解釋中相分析的基礎，也是儲層、油氣解釋的重要基礎；不僅如此，對于復雜條件下的地層、構造解釋，地震相（地震反射面貌特征）分析是必須同時開展的一項工作；當然，簡單的地層構造解釋，只看反射層就可以了。地震地質基礎知識，在地震勘探基礎、地震地層學等課程中零散出現(xiàn)，國內高校一般都沒有系統(tǒng)教學，需要從業(yè)者自己總結、摸索。本章內容為筆者長期從事教學科研工作摸索總結，適用于所有地震解釋從業(yè)人員。第二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日主要內容（1）地質界面（2）地震子波（3）單個界面的對稱波形（4）頂?shù)赘缮嫘睂ΨQ波形（微分波形）（5）波阻抗?jié)u變界面的變異波形（低頻波形）（6）關鍵技術（合成記錄，巖性柱與記錄道互換）（7）應用實例分析第三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震地層學起源：基于地震分辨率提高背斜構造背斜構造(磁帶模擬)地震剖面背斜構造解釋頂面底面地震構造解釋第四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日背斜構造地震構造解釋→地震地層解釋地層構造高分辨,層內獲得指示沉積構型(地層堆砌方式)的地震反射,據(jù)此,可研究地層沉積方式，推斷沉積相，預示地震地層學誕生。第五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日§1.1地質界面一、構造作用界面角度不整合面；平行不整合面二、沉積作用界面沉積間歇面；無沉積作用間斷面三、其他界面氣水界面；斷層面第六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日一、構造作用界面成因1：構造擠壓1、角度不整合面典型、常見；下有剝蝕；上有超覆；角度相交；時代不連續(xù)角度不整合：即狹義的不整合，也稱斜交不整合或截合，是指上下兩套地層之間不僅缺失部分地層，而且上下地層的產狀也不相同。

角度不整合的上覆巖系層面通常與不整合面（圖中紅線）大致平行，而下伏巖系的地層層面則與不整合面呈截交關系

不整合類型多種多樣，針對不整合的形態(tài)及形成機制將其分成7種類型：平行不整合、削截不整合、超覆不整合、褶皺不整合、斷褶不整合、伸展不整合和生長不整合。不整合附近的巖層在縱向上呈層分布：從下至上依次為半風化巖石、風化粘土層和底礫巖。不整合在油氣的運聚成藏過程中扮演重要角色：不整合面可以作為油氣長距離運移的通道，古鳳化殼或古巖溶帶能夠改善巖層的儲集性能，形成不整合油氣藏。不整合的負面作用為：對蓋層的破壞和烴源巖成熟度的影響。

第七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日形成過程下降接受沉積→褶皺上升(常伴有斷裂變動、巖漿活動、區(qū)域變質等)、沉積間斷、遭受風化剝蝕→再下降接受沉積第八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日成因2：差異升降或斜欣運動，

形成局部角度不整合面第九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日成因3：全球海平面變化，水位下降，下切谷海平面陸棚邊緣坡折帶下切谷(發(fā)生在陸棚邊緣或斜坡,水上或水下下)遞降水流平衡面(下切谷底面)SUIV第十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

2、平行不整合面

A

BC成因:構造垂直升降運動在沉積過程中，地殼運動使沉積區(qū)上升，受到剝蝕，沉積作用間斷，后來又下沉接受沉積，故其間缺失部分地層。因上、下兩套地層相互平行，其間存在一個假整合面。這種接觸關系稱為假整合或平行不整合。又稱假整合。

Parallelunconformity

第十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日二、沉積作用界面1、概述沉積作用界面,指沉積條件的突然改變，如海平面升降、基底下沉速度，物源，水體的化學成分突然改變等，所形成的界面，小到紋理，到層序界面2、分類（1）沉積間歇面;（2）無沉積作用間斷面第十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日3、沉積間歇面1）小到層理界面，大到層序界面；2）在地質歷史中，沉積在短暫的，而沉積間歇是常見現(xiàn)象。一般地，間歇時間遠大于沉積時間；間歇面上下地層的產狀基本一致，而水動力條件，沉積物成分，沉積速度，水體化學成分有明顯變化，層與層之間可有明顯的波阻抗差異。第十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日4、無沉積作用間斷面1）前積底面--斜交前積層底面;2）退積頂面--快速海進過程中的頂界面。間歇-間斷-中斷層理面層面層序界面不整合面不整合面：地層時代不連續(xù)，量化：缺一個化石帶，至少1Ma第十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日SU第十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日Micro-beddingbeddingMacro-bedding第十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日下超底面退積頂包絡面無沉積作用間斷面頂超面第十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

1、氣水界面三、其他特殊地質界面第十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日2、斷層面第十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震反射層與地質界面關系相位：反射波振動的極值點；同相軸：同一個界面產生的反射波，或一組界面產生的復合波，橫向上相同相位構成的軸線。地震反射層：一般指同相軸，代表某個地震界面或一組界面的地震反射同相軸第二十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震反射層與地質界面關系正：絕大多數(shù)地震反射界面都是地質界面，或不整合面，或整合界面；大多數(shù)地震反射波為多個界面形成的復合波，只有部分反射層與地質界面對應。并不是每一個反射層（同相軸）都代表地質界面，如續(xù)至旁瓣；并不是每一個地質界面都是地震反射界面，如巖性界面。正：地震反射界面總是追隨沉積表面；第二十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日§1.2地震子波一、地震子波二、波阻抗界面三、地震反射記錄第二十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日1、最小相位地震子波一、地震子波第二十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日2、零相位地震子波

---子波處理：最小相位子波--零相位子波灰?guī)r泥巖第二十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日3、最小相位子波與零相位子波區(qū)別b(t)=[1-2(fpt)2]e-fpt)2

第二十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日二、波阻抗界面1、

波阻抗（Z）acousticimpedanceZ=V.Anstey(1977)曾將波阻抗比喻為acoustichardness,

如灰?guī)r---硬巖石；軟巖石---泥巖2、反射系數(shù)（RC）reflectioncoefficient

RC=I=R2I03、正反射，RC0

4、負發(fā)射，RC<0particlepressure\particlevelocity;impinged;analogy;intrinsicsusceptibility;tangiblemeaning;Z2+Z1Z2-Z1第二十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

三、地震反射記錄

1、正反射、負反射

在地震勘探中，正反射波或負反射波是通過陸上檢波器檢測振動的振動，海上檢波器檢測（海水）質點壓力來完成的，檢波器可以把振動力大小、方向轉化為數(shù)字信號記錄下來。

來自正負反射界面可以通過初試振動方向來辨別，為了說明問題，我們用波阻抗界面上的質點速度或質點壓力平衡原理

（Badley,Michael,E.1982）第二十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日1）波阻抗界面上的質點速度或質點壓力平衡原理質點速度--在質點震動過程中，質點離開平衡點的運動速度。質點壓力--在質點震動過程中，質點所承受的壓力。地震波速度--在在質點震動過程中，一個質點向另外一個質點傳遞振動的速度。相關概念：

質點速度、質點壓力、地震波速度第二十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日質點壓縮情況

particlecompression質點速度

particlevelocity質點位移情況

particledisplacement質點分布

particledistributionXXX＋－＋－shot第二十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日2）正反射---初次質點振動方向：入射波、透射波向下，反射波向上，為正反射第三十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日3）負反射

初次質點振動方向：入射波、透射波向下，反射波向下，為負反射第三十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日2、反射波極性(polarity)正極性--據(jù)SEG定義：正地震信號產生正阻抗壓力(海上)，向上的初跳(陸地)；正地震信號在用負數(shù)值記錄，地震剖面上用波谷顯示。負極性--第三十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日正反射與負反射及地震波顯示的極性

負極性顯示正極性顯示第三十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日§1.3

地震記錄道與反射層一、地震記錄道

在檢測時間內，自激自收條件下檢波器接收到的反射波序列叫地震記錄道（seismictrace）1、不同于檢波記錄2、是地震剖面中的一個個體，為一維地震剖面3、由多個界面反射波的迭加而成第三十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震記錄道是地震剖面中的一個體地震剖面有橫向上等道間距的地震記錄道構成

第三十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震記錄道由多個界面反射波（強反射波）迭加而成

第三十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震記錄道由多個界面反射波的迭加而成

S（t）=s(t1)+s(t2)+s(t3)+s(t4)…..+s(tn)

其中s(tn)=r(tn)*b(tn)

第三十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日二、人工合成地震記錄道

人工合成地震記錄(syntheticseismograms)就是通過一口井的聲波、密度資料構建一個波阻抗曲線、反射系數(shù)序列，通過反射系數(shù)序列與理論地震子波的褶積(convolution)得到一個人工合成的地震記錄道，它可以與井旁的地震記錄道進行對比（一般情況下，兩者非常相似），從而獲取鉆井剖面上有關地質界面、反射界面的信息，地層和地質界面的地震響應以及地震反射波的地質屬性。第三十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震反射層（同相軸）相位：反射波振動的極值點；同相軸：同一個界面產生的反射波，或一組界面產生的復合波，橫向上相同相位構成的軸線。同相軸，代表某個地震界面或一組界面的地震反射同相軸第三十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（一）基本原理

若X(t)表示地震記錄，S1(t)、S2(t)、S3(t)、S4(t)、……….Sn(t)代表各個反射界面的反射波，則有:

X(t)=S1(t)+S2(t)+S3(t)+S4(t)+……Sn第四十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日X(t)=S1(t)+S2(t)+S3(t)+S4(t)+……Sn(t)=X(t)+S6(t)..+S11(t)..S1(t)..(t)Sn(t)=r(n)*b(t)b(t)第四十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日多個界面反射波的干涉迭加求和，數(shù)學上可以用褶積來表示，即：

X(t)=r(t)*b(t)

或X(t)=∫0∞r(t)b(t-τ)dτ

其中X(t)--地震記錄，

r(t)--反射系數(shù)序列，

b(t)—地震子波第四十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（二）需要滿足的條件

1、層狀介質模型--r(t)，橫向各向同性。

2、垂直入射--r(t)只是RC的函數(shù)。

3、子波不隨傳播時間變化而變化（無透射損失）。第四十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（三）

制作步驟

褶積公式的數(shù)值解

X(t)=∫0∞r(t)b(t-τ)dτ

若t=i?t;τ=j?t則

X(i)=Σmj=1r(i-j)b(j)對于零相位子波，X(k)=Σ

r(k-j)b(j)其中k=i+（m-1）/2mJ=1第四十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日1、求反射系數(shù)離散序列r(t)

1）劃分宏觀層所謂宏觀層（macro-bed）指波阻抗大致相同、對地震記錄起主要作用的層或層系，宏觀層間波阻抗存在明顯差異，內部波阻抗差相對可以忽略。第四十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日Soniclog劃分宏觀層示意圖第四十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日Micro-beddingbeddingMacro-bedding第四十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日1）求反射系數(shù)序列--r(t)

=a.Vk

其中k=0.23

H(i)

V(i)

T(i)=2h(i)/v(i)

t(i)=∑T(i)

ki=t(i)/t

r(ki)=RC(i)其中RC(i)=(V1.23(i+1)-V1.23(i))/(V1.23(i+1)+V1.23(i))劃分宏觀層第四十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（1）通過宏觀層的速度、厚度可以求出每個單層的雙程旅行時間。

t(i)=2(i)/V(i)（2）通過每個單層的雙程旅行時間累計，可以求出地震波從起始深度到達各界面的雙程旅行時間和離散時間序列。

T0(i)=∑t(i)2）求反射系數(shù)離散序列r(t)第四十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（3）通過速度、密度可以求出每個宏觀層分界面的反射系數(shù)

R0(i)=(ρ(i+1)v(i+1)-ρ(i)v(i))/(ρ(i+1)v(i+1)+ρ(i)v(i))若只有聲波資料，可以通過速度求取。因為ρ(i)=kv(i)а

；a=0.23RC(i)=(V1.23(i+1)-V1.23(i))/(V1.23(i+1)+V1.23(i))第五十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日4）求反射系數(shù)離散序列r(t)：把各個宏觀層分界面上的反射系數(shù)賦值到離散時間序列的對應位置，即求得反射系數(shù)離散序列r(t)：

即：r(j)=Rc(i)

其中j=T0(i)/dt；T0(i)=∑t(i)dt為離散間隔。

第五十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日r(6)=R0（1）r(14)=RC（2）反射系數(shù)序列示意圖----r(i)

j=t(i)/dt

r(j)=R0(i))

如果T0(1)=t（1）=24ms；dt=4ms,

則L=6，故r(6)=R0（1）

如果t（2）=32ms；T0(2)=t（1）+t（2）=56ms；dt=4ms,

則L=14，故r(14)=R0（2）

第五十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日2、求取地震子波的離散序列b(i)

雷克子波b(t)=[1-2(fpt)2]e-fpt)2

第五十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日3、褶積

X（i）=∑r(i-j).b(j)

下圖所示：

為了演示方便，設定反射系數(shù)序列r(i)離散點56個，子波序列b(j)離散點11個（其中b(6)=1.0），褶積過程實際上是一個顛倒相乘然后相加的過程。如X（6），X（25）所列等式。

褶積的結果X（i）就是合成地震記錄離散序列，由這些點恢復的曲線為人工合成地震記錄。第五十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日S(6)=r(11).b(1)+r(10).b(2)+r(9).b(3)+r(8).b(4)+r(7).b(5)+r(6).b(6)r(5).b(7)+r(4).b(8)+r(3).b(9)+r(2).b(10)+r(1).b(11)

S(25)=r(30).b(1)+r(29).b(2)+r(28).b(3)+r(27).b(4)+r(26).b(5)+r(25).b(6)+r(24).b(7)+r(23).b(8)+r(22).b(9)+r(21).b(10)+r(20).b(11)3）離散化褶積過程示意圖

第五十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日X（6）所列等式X(6)=r(11).b(1)+r(10).b(2)+

r(9).b(3)+r(8).b(4)+

r(7).b(5)+r(6).b(6)+r(5).b(7)+r(4).b(8)+

r(3).b(9)+r(2).b(10)+

r(1).b(11)第五十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日S(25)=

r(30).b(1)+r(29).b(2)+

r(28).b(3)+r(27).b(4)+

r(26).b(5)+r(25).b(6)+r(24).b(7)+r(23).b(8)+

r(22).b(9)+r(21).b(10)+

r(20).b(11)

S(6)=

r(11).b(1)+r(10).b(2)+

r(9).b(3)+r(8).b(4)+

r(7).b(5)+r(6).b(6)+r(5).b(7)+r(4).b(8)+

r(3).b(9)+r(2).b(10)+

r(1).b(11)

離散褶積第五十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（四）人工合成記錄的應用1、標定層位；確定反射波的地質屬性

2、地震模擬3、實例分析

適用于地震剖面中構造解釋標準層、大小層序界面、重要地質界面、砂巖層等分解面的標定；準確確定反射波的地質屬性一維地質模擬、二維的零炮距地震模擬塔里木、濟陽凹陷第五十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日塔中1井O-C井段聲波測井與宏觀層劃分第五十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日塔中1井O~C井段人工合成地震記錄第六十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日示例說明1、剖面顯示極性：2、主要地質界面的反射特征3、頻率對地震記錄的影響第六十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日濟陽坳陷新義12井地震剖面--井的合成記錄第六十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（五）常見問題1、人工合成地震記錄的顯示極性與地震剖面的顯示極性不一致2、子波頻率（帶寬或主頻）與地震剖面的子波不一致3、整個合成記錄使用一個子波帶寬或主頻

如果模擬對象時窗大，則由于地震波向下傳播過程中能量衰減造成淺層反射波頻率高，深層反射波頻率低，如果用一個頻率的地震波模擬，用高頻，會淺層對上了深層對不上；用低頻，則深層對上了淺層對不上。此時，應用能變頻的軟件制作合成記錄。第六十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日4、測井資料的系統(tǒng)誤差

測井資料反映的速度會影響雙程旅行時間，還會影響反射系數(shù)。所以要注意不同井段不同時間的測井資料的系統(tǒng)誤差，由于井壁泥餅等影響造成的局部誤差。5、斜井或陡坡帶偏移誤差第六十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日§1.4地震反射波分辨率

主要內容波的干涉作用及相關因素垂向分辯率橫向分辯率第六十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震反射波分辨率

地震波的分辨率指地震波識別最小地質體的能力，可分辨的最小地層厚度稱為垂向分辨率（verticalresolution），可分辨的最小地質體的寬度則為橫向分辨率(horizontalresolution)。第六十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日一、反射波干涉作用及相關因素

當兩個反射界面間的雙程時間厚度小于子波長度時，就會發(fā)生兩個反射波的迭加干涉（interference）。

第六十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日1、兩個界面的反射波干涉(a)—薄層情況，(b)—厚層情況。

第六十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日有關結論

從（a）和(b)兩種情況比較可知：（1）當兩個反射界面雙程時間厚度大于一個子波長度時，這兩個界面反射波沒有干涉，可以完全分開；若雙程時間間距小于子波長度時，則將發(fā)生干涉形成復合波（2）當時間厚度一定情況下，子波長度越短，越能將兩個反射界面的反射波分開第六十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日2、若干個反射界面反射波的干涉情況

-----以塔中1井部分井段為例

第七十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日討論（1）由于地層時間厚度小于子波長度，所以每個界面所對應的地震記錄相位都是多個界面干涉后的復合相位。第七十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（2）時間厚度相對較大地層（厚層）的分界面1、9、10的反射波相位與地震記錄相位一致。

如界面1，正反射界面，對應反射波1的主波瓣（mainlobe）波谷，復合波的波谷，這說明界面1的地震記錄盡管也是多個界面反射波干涉后的復合波，但由于厚度較大，在干涉中該反射界面參與干涉的是振幅最大、能量最強的主波瓣，因此能在干涉中占主導作用，其他界面參與干涉的是振幅較小，能量弱的次波瓣，對復合波的影響不大。所以，這三個厚層分界面所對應的地震記錄保持了它自身反射波的屬性，可以通過對應相位識別。第七十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（3）時間厚度相對于子波長度較小地層（薄層）的分界面，即其余11個反射界面的反射波相位與地震記錄的相位不對應。

如，石炭系頂面，界面2為正反射界面對應反射波2的主波瓣波谷，而所對應的地震記錄卻為波峰（反射波1~13干涉所形成的復合波），這是因為，界面2和界面3間的時間厚度太小，反射波2的主波瓣波谷與反射波3主波瓣波峰、界面1、6、9的次波瓣波峰迭加干涉中不占優(yōu)勢造成的地震記錄的相位與該界面反射波相位不一致。所以在現(xiàn)有的地震子波條件下，地震記錄不能識別這些薄層界面。第七十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日子波長度對地震記錄的影響第七十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

1）地層厚度：越厚（時間厚度）越易分辨，而時間厚度與速度、地層厚度相關，同樣的地震波分辨不同速度的砂巖和灰?guī)r儲層的厚度差別很大

2）子波長度（主頻）子波長度由頻帶寬度控制，帶寬越大，子波越短，分辯率越高。

3）薄層或厚層是相對于地震子波長度的一個相對概念，要提高地震分辨率，最重要的是要提高主頻，縮短子波長度。

3、反射波的干涉的相關因素

第七十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日t（子波長度）越小---垂向分辯率越高怎么能使子波變短呢？提高帶寬，不是簡單的提高頻率第七十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日中心頻率=65HZ

帶寬=20HZ中心頻率=32HZ

帶寬=40HZ中心頻率=46HZ

帶寬=70HZ帶寬與中心頻率

第七十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日每一個地震子波可以看作是無數(shù)個不同振幅、頻率和相位的諧波疊加而成

2040608000.20.4AF(Hz)AAF=40hz40AF=56hz56F=21hz第七十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日尖銳度（子波包絡面）地震分辨率尖銳度頻帶寬度第七十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日不同帶寬子波的地震響應第八十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

我們必須牢記：

地震資料的分辯率主要取決于帶寬，提高帶寬是提高地震波分辯率的唯一途徑。第八十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日二、垂向分辯率

通過上述模擬實驗和反射波干涉作用的討論，現(xiàn)在我們不禁要問：

1）一個單層或一組地層到底要多厚，其頂?shù)酌娴姆瓷洳]有干涉？2）地震波能夠將頂?shù)酌娣珠_的最小厚度是多大？第八十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日1、頂?shù)酌婺芡耆珠_的垂向分辯率

第八十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地層時間厚度=2地層厚度/地層速度，即t=2h/主波長=主周期速度=速度/主頻，即=Tp=/fp第八十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日若要使來自R1和R2的兩個反射波能完全分開，必須滿足兩個反射波到達檢波器的間的時間差大于或等于一個子波長度，這樣才不會使兩個界面的反射波發(fā)生重疊，

所以

=t

其中為頂?shù)捉缑鏁r間差；t為子波有效長度。若反射子波有n個周期構成，則子波長度

t=nTp

而由于=2h/，所以，頂?shù)酌娣瓷洳ㄍ耆珠_的地層厚度h為：

h=

t/2=n/2頂?shù)酌婺芡耆珠_的垂向分辯率

是多少？第八十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日t（子波長度）越小---垂向分辯率越高怎么能使子波變短呢？提高帶寬，不是簡單的提高頻率第八十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日4）垂向分辯率研究有關結論Rayleigh(1945)研究的結果為：

Δt=b/2，其中Δt為最小的可分辨時間厚度，b為中心波瓣寬度。Ricker(1965)的研究結果為：Δt=TR，其中Δt為最小的可分辨時間厚度，TR為中心波瓣向外上下兩個拐點間的長度。Widess（1973）的研究結論為：

Δh=λ/8，其中Δh為最小的可分辨地層厚度，λ為一個波長。第八十七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日如果都以主波長為標準：Rayleigh：由于Δt=b/2，b=Tp/2，t=2h/v，λ=TpVΔh=λ/4Ricker：Δt=TRTp/2,Δt=2h/v，λ=TpVΔh=λ/4.6Widess：Δh=λ/4第八十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日3、厚層泥巖中楔狀鑲嵌砂體的地震響應

下圖:

為一厚層頁巖中的楔狀砂體物理模型，砂層的速度2000米/秒，所以主波長λ=50米。合成記錄用主頻為40赫磁，主周期為25毫秒的雷克子波。用正常極性顯示，砂層的頂面--正反射波--主波瓣用波谷表示，底界面--負反射波--主波瓣用波峰顯示。用合成記錄方法，通過模擬砂層厚度分別為6λ/5，1λ，3λ/4，λ/2，λ/4，λ/8，λ/16，λ/32，λ/64九個厚度遞減條件下地震記錄的形成過程（圖1-19、圖1-20），來觀察砂層頂?shù)酌娣瓷洳ǖ母缮孀饔眉皬秃喜ǖ南辔弧⒉ㄐ?、振幅與頂?shù)酌娴年P系。第八十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日厚層頁巖中的楔狀鑲嵌薄層砂體的地震響應

第九十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日Widess圖解第九十一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日Widess圖解第九十二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日H=H=

/2第九十三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日H=λ/4,H=λ/8第九十四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日H=λ/16H=λ/32第九十五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

1）當h=λ/4，頂面正反射波的主波瓣（波谷）與底面負反射波的（上）次波瓣（波谷）迭合，底面負反射波的主波瓣（波峰）與頂面正反射波的（下）次波瓣（波峰）迭合，從而頂?shù)酌娣瓷洳ǜ缮娴雍蟮膹秃喜ㄟ_到最大振幅，也就是說，來自頂?shù)酌娴姆瓷洳ǖ竭_檢波器時，任何時刻頂?shù)酌娣瓷洳ǖ恼駝臃较蚨家恢拢@種物理現(xiàn)象叫諧振，復合波的振幅叫調諧振幅。討論第九十六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

2）當h＞λ/4，頂面反射波的主波瓣（波谷）與底面反射波的次波瓣迭合，底面反射波的主波瓣（波峰）與頂面反射波的次波瓣迭合，所以，頂?shù)酌娴闹鞑ò暾純?yōu)勢，復合的相位極性與頂?shù)酌娴姆瓷洳ㄖ鞑ò甑臉O性一致，因此，復合波具最大振幅的兩個主波瓣與地層的頂?shù)酌鎸?，兩個主波瓣之間的時間厚度也就是地層的時間厚度。因此，當h≥λ/4時，通過復合波的個主波瓣就可以識別地層的頂?shù)酌?。第九十七頁，共一百三十一頁?022年，8月28日

3）當h＜

/4，時,頂面反射波的主波瓣（波谷）與底面反射波的主波瓣(波峰)開始迭合，隨厚度減小，頂?shù)酌娴闹鞑ò曛饾u不占優(yōu)勢，復合的相位極性與頂?shù)酌娴姆瓷洳ㄖ鞑ò甑臉O性偏差也越來越大，復合波具最大振幅的兩個主波瓣與地層的頂?shù)酌娌粚?，兩個主波瓣之間的時間厚度明顯大于地層的時間厚度。所以，當h＜

/4時，用地震記錄最大振幅相位與反射界面不對應，地震波無法識別地層的頂?shù)酌?第九十八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日4）復合波的波形與薄層厚度的關系

（1）由于雷克子波為對稱子波，楔狀砂體的頂?shù)酌娣瓷湎禂?shù)相同，頂?shù)酌娴牡姆瓷洳O性相反，旋轉180°后波形可完全重合。所以，每個復合波都砂體的中心點，上下兩部分波形呈斜對稱關系，若下半部分向上左旋180°后與上半部分可完全重合，而上半部分向下右旋180°后可與下半部分重合。第九十九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日（2）當h≥/2，代表頂?shù)酌娣瓷洳ǖ闹鞑ò瓯３至阆辔蛔硬ǖ膶ΨQ性。（3）當h≤/2，復合波的每個波瓣本身失去對稱。復合波表現(xiàn)為向右下傾斜的零斜十字對稱。第一百頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日第一百零一頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日5）復合波的振幅與厚度的關系

(1）當h≥/2，復合波振幅與頂面或底面單個界面反射波振幅一致，比值接近1。(2）當/2≥h≥3/32，復合波的的振幅相干加強，Am/Ao>1.0。當h=/4，相干加強為最大，Am/Ao=1.598。第一百零二頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日(3）當h≤3/32時，復合波的的振幅相干減弱，當h=0，振幅為零。(4）h</4時，地層厚度與振幅呈線性正比，據(jù)Widess推導，復合波振幅與薄層厚度關系可用下式表示：

。

h=Am/4A0第一百零三頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

因此，在h</4時，盡管不能通過反射波識別地層的頂?shù)酌?，但可以通過復合波的振幅計算薄層厚度。在薄層研究中，把h≥/4時，通過復合波的主波峰與主波谷間的時間厚度直接讀出的厚度的薄層稱為可分辨薄層（resolvedbed）；而把h</4時，只能通過復合波振幅來計算厚度的薄層稱為為可檢測薄層（detectedbed）。6)可分辨薄層與可檢測薄層第一百零四頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日第一百零五頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

—頂?shù)酌鏄O性相反的條件下時間域內最小相位子波可分辯的最小厚度理論極限4、地震垂向分辯率模型第一百零六頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震垂向分辯率模型—1/4至1/8波長區(qū)域第一百零七頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日地震垂向分辯率模型—1/4至1/8波長區(qū)域第一百零八頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日頂?shù)酌鏄O性相反的楔形地層的地震響應第一百零九頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日

Widess交會圖—頂?shù)酌娌煌穹葪l件下第一百一十頁，共一百三十一頁，2022年，8月28日模擬結果表明：1）當h≥/2，楔狀儲層的頂?shù)酌婺芡耆珠_（有效子波長度為2個主周期）。2）當h≥/4，代表頂?shù)酌娴膬蓚€波谷仍能分開。頂?shù)酌娴膬蓚€正反射波相干減弱。3）當h≥/8，代表頂?shù)酌娴膬蓚€波谷合并為一個，頂?shù)酌娌荒芊珠_，振幅相干加強，當h→0,為兩個正反射界面的合并，復合波的振幅AC接近于單個反射振幅的兩倍。第一百一十一頁