地震勘探原理知識點(diǎn)總結(jié)講解

第三章地震資料采集方法與技術(shù)一．野外工作概述陸地石工基本情況介紹試驗(yàn)工作內(nèi)容：①干擾波調(diào)查，了解工區(qū)內(nèi)干擾波類型與特性。與否、地震界面的質(zhì)量如何(是否存在地震標(biāo)志層)、速度剖面特點(diǎn)等。③選擇激發(fā)地震波的最佳條件，如激發(fā)巖性、激發(fā)藥量、激發(fā)方式等。生產(chǎn)工作過程：地震隊(duì)的組成(1)地震測量：把設(shè)計(jì)中的測線布置到工作地區(qū)，在地面上定出各激發(fā)點(diǎn)和接收排列上各檢波點(diǎn)的位置(2)地震波的激發(fā)(3)地震波的接收2.調(diào)查干擾波的方法(1)小排列(最常用)從地震記錄中可以得到干擾波的視周期和視速度等基本特征參數(shù)(2)直角排列適用于不知道干擾波傳播方向的情況Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干擾波的傳播方向(3)三分量檢波器觀測法(4)環(huán)境噪聲調(diào)查信噪比：有效波的振幅/干擾波的振幅(規(guī)則)信號的能量/噪聲的能量3.各種干擾波的類型和特點(diǎn)(1)規(guī)則干擾面波(地滾波)：在地震勘探中也稱為地滾波，存在于地表附近，振幅隨深度增加呈指數(shù)衰減。其主要特點(diǎn)：①低頻：幾Hz~20Hz；②頻散(Dispersion)：速度隨頻率而變針方向的橢圓。面波時距曲線是直線，記錄呈現(xiàn)“掃帚狀”，面波能量的強(qiáng)弱與激發(fā)巖性、激發(fā)深度以及表層地震地質(zhì)條件有關(guān)。(能量較強(qiáng))淺層折射波：當(dāng)表層存在高速層或第四系下面的老地層埋藏淺，可能觀測到同相軸為直線的淺層折射波。工業(yè)電干擾：當(dāng)?shù)卣饻y線通過高壓輸電線路時產(chǎn)生，整張記錄或部分記錄道上出現(xiàn)側(cè)面波：在地表?xiàng)l件比較復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行地震勘探時，常出現(xiàn)側(cè)面波干擾。虛反射(ghost)：是指從震源先到達(dá)地面或潛水面發(fā)生反射后，再向下傳播到地下界面形多次反射波(Multiples)：當(dāng)?shù)叵麓嬖趶?qiáng)波阻抗界面時，可能產(chǎn)生多種形式的多次反射波。其特點(diǎn)與正常反射波相似，時距曲線斜率較一次波大。(2)無規(guī)則干擾(隨機(jī)干擾)主要指沒有一定頻率，也沒有一定傳播方向的波，它們在記錄上形成雜亂無章的干擾背景頻和高頻背景干擾：低頻和高頻背景的特點(diǎn)是整張記錄上出現(xiàn)，而且顯得雜亂無章。干擾波分為規(guī)則干擾和隨機(jī)干擾。具有重復(fù)性的(面波)和不具有重復(fù)性的(人為因素產(chǎn)生的干擾)隨機(jī)干擾也分為：重復(fù)出現(xiàn)的和不重復(fù)出現(xiàn)的4.壓制面波的方法選擇適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)條件：(1)激發(fā)巖性：疏松地層容易產(chǎn)生較強(qiáng)的面波(2)激發(fā)深度：越深面波越弱(3)采用組合法壓制面波(4)選擇適當(dāng)?shù)挠^測系統(tǒng)避開面波(5)頻率濾波，利用面波與有效波的頻譜差異群速度：一個波列能量(包絡(luò))的傳播速度相速度：特定相位(波峰或波谷)的傳播速度5.激發(fā)條件和接收條件6.海上地震勘探的特點(diǎn)和特殊性②比陸上更早實(shí)現(xiàn)了野外記錄數(shù)字化；③使用等浮組合電纜；④單船作業(yè)，不需采用松放電纜的措施就能保證連續(xù)工作全部采用多次覆蓋技術(shù)，且覆蓋次數(shù)較高，等浮電纜的道數(shù)不斷增加。速受風(fēng)浪、涌流等多種因素的影響。②海流和激發(fā)點(diǎn)間距不均勻是影響多次覆蓋的因素。海流導(dǎo)致電纜與測線往往具有一定的夾角，稱為電纜偏角。7.海上特殊干擾波海上地震勘探中可能觀測到的干擾波主要有重復(fù)沖擊、交混回響或鳴震、側(cè)反射、底波等。鳴震和交混回響：海面和海底是兩個反射系數(shù)較大的界面,會形成多次反射;當(dāng)海底起伏不平時,由于地震波的散射和水層內(nèi)多次波相互干涉造成的干擾稱為交混回響。如果海底是比較平坦、反射系數(shù)比較穩(wěn)定的界面,則進(jìn)入水層內(nèi)的能量產(chǎn)生多次反射造成水層共振現(xiàn)象,稱為槍震源等。9.分析比較陸地與海上地震勘探的異同點(diǎn)地震勘探巖層的性質(zhì)和形態(tài)的地球物理勘探方法。地震勘探是鉆探前勘測石油與天然氣資源的重要手段，在煤田和工程地質(zhì)勘查、區(qū)域地質(zhì)研究和地殼研究等方面，也得到廣泛應(yīng)用。其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般從數(shù)十米到數(shù)十千米。常采用的重要震源仍為炸藥。海上地震勘探除采用炸藥震源之外，還廣泛采用空氣槍、蒸汽槍及電火花引爆氣體等方法。托纜，方便。但海上的多次波相當(dāng)強(qiáng)，去多次是處理必須仔細(xì)進(jìn)行的。二．野外觀測系統(tǒng)1.觀測系統(tǒng)：地震波的激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)的相互位置關(guān)系排列：震源與檢波器組中點(diǎn)位置(中心道)之間的關(guān)系排列的類型(二維)：縱排列：端點(diǎn)激發(fā)排列和中間激發(fā)排列非縱排列交叉排列(二維)觀測系統(tǒng)的圖示方式：時距曲線2.布設(shè)地震側(cè)線的基本要求①測線應(yīng)為直線，保證所反映的構(gòu)造形態(tài)比較真實(shí)；3.觀測系統(tǒng)圖示方法(見課本75頁及課件)---三維觀測系統(tǒng)圖示方法tiplecoverage共激發(fā)點(diǎn)記錄CSP：－從激發(fā)點(diǎn)出發(fā)的45°斜線代表一個排列，在此線上所有的接收點(diǎn)有共接收點(diǎn)記錄CRP：從接收點(diǎn)出發(fā)的－45°斜線代表地面同一接收點(diǎn)位置,此線上不同激發(fā)是同一地面點(diǎn)接收,由此組成的記錄稱為共接收點(diǎn)記錄。共偏移距記錄CO：與激發(fā)點(diǎn)線平行的水平線表示等炮檢距情況,各接收點(diǎn)的炮檢距都相等,此形成的記錄稱為共炮檢距記錄。共反射點(diǎn)記錄CRP：－垂直于共炮檢距線的垂線表示共中心點(diǎn)(界面水平時為共反射點(diǎn)或共反射點(diǎn)記錄.種記錄的差異及其在地震勘探中的應(yīng)用①共激發(fā)點(diǎn)和共接收點(diǎn)記錄用于求取激發(fā)點(diǎn)和檢波點(diǎn)的靜校正量；②在野外作業(yè)中，通過顯示共激發(fā)點(diǎn)記錄實(shí)行記錄質(zhì)量的監(jiān)控；③在資料處理中，需要對共激發(fā)點(diǎn)記錄進(jìn)行抽道集，得到大量的共中心點(diǎn)道集記錄，然理。三．地震波的激發(fā)與接受①激發(fā)的地震波要有足夠的能量，以利于反射波法查明地下數(shù)千米深度范圍內(nèi)的一整套地層的構(gòu)造形態(tài)③激發(fā)的地震波要有較高的分辨能力，適用于精細(xì)地震勘探和開發(fā)地震的要求④在同一工區(qū)內(nèi)使用的震源類型、激發(fā)參數(shù)(激發(fā)巖性、激發(fā)井深、藥量等)、記錄特征等應(yīng)該保持基本一致，即記錄面貌的一致性和穩(wěn)定性。2.影響激發(fā)波形特征的主要因素、A~Q和f~Q的關(guān)系，響。具體見課本79或課件@A~Q和f~Q的關(guān)系(課本79)增大信號的延續(xù)時間Δt，但信號的延續(xù)時間過長又降低了的分辨能力。@非炸藥震源使用最廣泛的是可控震源①不產(chǎn)生地不傳播的振動頻率，從而節(jié)約能量②不破壞巖石，不消耗能量與巖石的破碎上③抗干擾能力強(qiáng)④引起地面的損失小，特別適宜于人員稠密的工區(qū)工作，但結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，在地表復(fù)雜的地區(qū)使用不變4.對接收的基本要求具備強(qiáng)大的信號放大功能：微米數(shù)量級的地面位移進(jìn)行可變倍數(shù)放大。②記錄的原始地震資料要有良好的信噪比：震儀器必須有頻率選擇功能。變化范圍稱為地震波的動態(tài)范圍。④記錄的原始地震信息具有良好的分辨能力：指在地震記錄上區(qū)分某地層頂?shù)追瓷洳ǖ哪堍輰τ涗泝x器的一些技術(shù)要求：求儀器是多道的，且各道間應(yīng)是高度一致的；原始記錄長還能經(jīng)得起顛簸和惡劣的氣候變化等。5.檢波器的類型*檢波器是安置在地面，水中或井下以拾取大地振動的地震探測器或接收器，實(shí)質(zhì)是將機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為電信號的傳感儀器*動圈式電磁地震檢波器*渦流地震檢波器*壓電式水聽器*數(shù)字檢波器*檢波器：速敏檢波器：動圈式電磁地震檢波器、流地震檢波器(陸地)壓敏檢波器：壓電式水聽器(海上)*檢波器的安置條件(課件)平穩(wěn)正直緊信號放大，模擬轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)傳輸或存儲三大功能7.*動態(tài)范圍：在地震勘探中，把地震波振幅強(qiáng)弱差別的變化范圍稱為地震波的動態(tài)范圍。*偏移距：激發(fā)點(diǎn)到最近的檢波器組中心的距離*遙測：是利用電纜、光纜、無線電或其他傳輸技術(shù)對遠(yuǎn)距離的物理點(diǎn)進(jìn)行測量。*矢量保真度：矢量保真度是指每個分量互相耦合的信號量度模擬光點(diǎn)記錄地震儀模擬磁帶記錄地震儀數(shù)字磁帶記錄地震儀遙測地震儀可以消除地震產(chǎn)生的噪聲，但可能損失有用的淺層信號倍目的是使地下空間采樣間隔滿足空間采樣定理：δx≤λ/2四．低(降)速帶測定與靜校正1.*低速帶：在地表附近一定深度范圍內(nèi)，地震波的傳播速度往往要比其下面地層的波速低得多，該深度范圍的地層稱為低速帶*降速帶：某些地區(qū)，在低速帶與相對高速地層之間，還有一層速度偏低的過渡區(qū)，稱之為降速帶。2.低速帶測定的重要性是野外工作的重要內(nèi)容之一，準(zhǔn)確測定低速帶參數(shù)有利于地震資料的靜校正處理，滿足地震勘探原理的基本假設(shè)條件3.低速帶測定的基本方法地震勘探方法常用的有淺層折射法、微測井法，近幾年又發(fā)展了小反射法和面波法，以及方法；非地震勘探方法常見的有地面地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)雷達(dá)、大地電磁測深等方法。(1)淺層折射法(時距曲線法)淺層折射法或時距曲線法求取低速帶參數(shù)的步驟(2層，3層介質(zhì))課本95-96求取交叉時的方法：延長時距曲線法；相遇法；追逐法；復(fù)合時距曲線法；求界面速度的方法：差異時距曲線等。(2)微地震測井的工作方法及微地震測井資料的解釋步驟課本97(3)層析成像法其方法原理是建立在對地層進(jìn)行網(wǎng)格化的基礎(chǔ)上的，且利用最小走時射線路徑的全局算法，即利用費(fèi)馬原理與網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)中的最小走時樹，可以同時計(jì)算出與某點(diǎn)震源相關(guān)的所有的初至走時及相應(yīng)的射線路徑4.τ值時間：從井底到井口的直達(dá)波傳播時間t5.靜校正的工作內(nèi)容*靜校正分為野外(一次)靜校正和剩余靜校正tuh激發(fā)點(diǎn)和檢波點(diǎn)都校正到此基準(zhǔn)面上，用響*靜校正的目的是滿足基本假設(shè)條件(1)井深校正(2)地形校正(3)低速帶校正具體見課本101或課件6.分析說明地震勘探原理的基本假設(shè)條件以及低速帶測定的目的意義*基本假設(shè)條件：地下界面為水平,介質(zhì)均勻且界面水平，界面以上速度為速度為一常數(shù)*低速帶測定的目的意義：準(zhǔn)確測定低速帶參數(shù)有助于地震資料的靜校正處理；滿足地震勘探原理的基本假設(shè)條件。制面波之類低視速度的規(guī)則干擾以及無規(guī)則的隨即干擾2.有效波與干擾波的主要差別(1)有效波和干擾波在傳播方向上可能不同。方法來壓制；在進(jìn)行資料處理時，還可以采用視速度濾波(f-k濾波)進(jìn)行去除。(2)有效波和干擾波可能在頻譜上有差別.此類干擾波的壓制方法主要是野外記錄時進(jìn)行有目的地進(jìn)行濾波和在室內(nèi)進(jìn)行頻率濾(3)有效波和干擾波經(jīng)過動校正后的剩余時差可能有差別.多次波在經(jīng)過動校正后，剩余時差仍不為0，廣泛使用的野外多次覆蓋、室內(nèi)水平疊加技術(shù)能較好壓制多次波；另外，預(yù)測反褶積方法對多次波也有良好的壓制效果(4)有效波和干擾波在它們出現(xiàn)的規(guī)律上可能有差異。*有n個檢波器沿直線等距排列，等靈敏度的檢波器間距為△x。*組合就是n個檢波器的輸出疊加起來作為一道的信號。*組合的振幅特性：號是上述的兩個的表達(dá)式4.討論組合的方向－頻率特性的基本思路(課本105)wwi，即只研究某一頻率的簡諧波的組合效果時，此時的就是就是就是方向特性，反映了組合對來自不同方向的頻率為wi的簡諧波的組合效果；當(dāng)固定,即只研究來自某一方向的不同頻率的組合效果時,此時的*通常用組合后總振動的振幅與組合前單個檢波器接收到的振動的振幅的n倍之比值來表示組合對來自不同方向的波的相對加強(qiáng)或壓制效果，稱之為組合的方向特性.5.組合特性曲線的主要特點(diǎn)制在1/n6.組合的方向效應(yīng)(即組合對信噪比的改善程度)課本106在最有利條件下，組合的方向性效應(yīng)與組內(nèi)檢波器個數(shù)相等，檢波器個數(shù)n越多，信噪比*討論脈沖波組合的方向特性的2種方法*脈沖波的組合就不能用組合前后的振幅比來說明組合的方向特性，只能用別的參數(shù)如振幅極值比、能量比或包絡(luò)面積比等*對脈沖波的組合特性的討論所得到的主要結(jié)論：右隨機(jī)干擾的特點(diǎn)*平穩(wěn)的隨機(jī)過程:程是指其基本條件在時間變化過程中保持不變，故其統(tǒng)計(jì)規(guī)律也不隨時間而變化的隨機(jī)函數(shù)的集合。*各態(tài)歷經(jīng)性質(zhì):一個隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)規(guī)律在一次實(shí)現(xiàn)中已能反映該隨機(jī)過程的全部特點(diǎn)*描述隨機(jī)過程的主要參量：平均值、方差、相關(guān)函數(shù)*隨機(jī)干擾的相關(guān)半徑:隨機(jī)干擾的相關(guān)半徑就是自相關(guān)函數(shù)第一個零值點(diǎn)所對應(yīng)的lΔx值(在lΔx上隨即干擾互不相似)9.組合的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)的結(jié)論*當(dāng)組內(nèi)各檢波器之間的距離大于該地區(qū)隨機(jī)干擾的相關(guān)半徑時,用m個檢波器組合后,(1)頻率效應(yīng)(防止非利用)頻率畸變而組合后信號的相位相當(dāng)于組內(nèi)中心位置檢波器接收到的信號的相位。*組合相當(dāng)于一個低通濾波器，組合后信號的頻譜與組合前單個檢波器的信號頻譜有差我們不是利用這種頻率選擇作用進(jìn)行頻率濾波。因此，組合的這種低通頻率特性只能為此，對于有效反射波應(yīng)盡可能通過野外工作方法增大視速度，即減小△t，以獲得最佳組合效果。(2)組合的平均效應(yīng)(不適合高分辨勘探)組合的平均效應(yīng)包兩方面內(nèi)容：①是對地面的平均效應(yīng)，組合對地表的平均效應(yīng)是有利的。②是對地下界面的平均效應(yīng)。這對細(xì)致研究斷塊特點(diǎn)不利，所以高分率或高精度地震勘探要求小組合基距就是為了避免組合對地下界面的平面的平面的平面的平均效應(yīng)。11.分析說明確定組合參數(shù)的方法步驟與基本原則(1)干擾波調(diào)查(2)理論分析與計(jì)算(3)組合效果檢驗(yàn)：(1)盡可能使有效波落入通放帶,使干擾波落入壓制帶，要求組內(nèi)距Δx為：(2)適當(dāng)增加檢波器的組合數(shù)目，但不宜過多過多。(3)既要考慮方向特性又要兼顧統(tǒng)計(jì)效應(yīng)，組內(nèi)距Δx應(yīng)大于隨機(jī)干擾波的相關(guān)半徑(4)從壓制干擾波的角度出發(fā)，組合基距應(yīng)為：(5)理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)條件相結(jié)合的原則(1)不等靈敏度組合*不等靈敏度組合就是采用某些辦法使同一組內(nèi)各檢波器接收到的信號幅度不一特點(diǎn)：①通放帶寬度與組合點(diǎn)數(shù)為n的簡單線性組合特性的通放帶度基本上相同n極值的平方，所以它的壓制帶極值比簡單線性組合特性小的多，對干擾波壓制效果更佳，這是等腰三角形分布組合的顯著優(yōu)點(diǎn)(2)面積組合*簡單線性組合只能壓制沿測線方向傳播的規(guī)則干擾波，而不能壓制垂直或斜交測線方向到達(dá)的規(guī)則干擾波。如果工區(qū)存在來自不同方向的規(guī)則干擾波時則干擾波時則干擾波時，采用面積組合較為合適。采用矩形面積積組合時，通常沿(3)震源組合(可控震源)簡單線性組合課件以及課本?野外檢波器組合震源組合?檢波器－震源聯(lián)合組合新的地震道(課件圖)波速的真實(shí)值。這樣的結(jié)果叫做簡諧波的視速度*剩余時差:把某個波按水平界面一次反射波作動校正后的反射時間與共中心點(diǎn)處的t0m之差稱為剩余時差。1.多次覆蓋：同一反射點(diǎn)重復(fù)觀測的次數(shù)P速度分析、動靜校正、水平疊加等一系列處理的工作過程，最終得到能基本反簡稱為水平疊加技術(shù)(利用動校正后有效波和干擾波的剩余時差的差異)2.多次覆蓋技術(shù)主要側(cè)重于野外資料采集觀測方法,得到的是后續(xù)資料處理反演的基礎(chǔ)資料即按一定觀測系統(tǒng)激發(fā)并接收記錄下來的原始共激發(fā)點(diǎn)(CSP)記錄;而水平疊加技術(shù)則涉及到室內(nèi)資料處理的一系列工作過程多次覆蓋和組合都是用來提高信噪比的3.多次覆蓋的方法原理和具體實(shí)現(xiàn)以及主要目的*多次覆蓋的方法原理(具體實(shí)現(xiàn))：按照一定的觀測系統(tǒng)對地下某點(diǎn)的地質(zhì)信息進(jìn)行多；*主要目的：提高觀測資料的信噪比。(1)水平界面以各接收點(diǎn)與對應(yīng)的激發(fā)點(diǎn)的距離(稱為炮檢距)x為橫坐標(biāo)，以波到達(dá)各共反射CRPtx炮檢距；h0為共中心點(diǎn)M處界面的法線深度；v是界面上部均勻介質(zhì)的波速(2)傾斜界面5.共激發(fā)點(diǎn)和共中心點(diǎn)反射波時距曲線的主要異同點(diǎn)(1)反射波時距曲線都是一條雙曲線共中心點(diǎn)：3)物理意義上的差別：共中心點(diǎn)反射波時距曲線只反映界面上一個點(diǎn)R(界面水平時)或R點(diǎn)附近的一個小區(qū)間(界面傾斜時時)的情況，而共激發(fā)點(diǎn)反射波時距曲線發(fā)點(diǎn)處反射波的垂直反射時間，在共反射點(diǎn)時距曲線上，這個t0時間代表共中心點(diǎn)M處垂直反射時間反射時間6.多次波的類型及其特點(diǎn)(1)全程多次反射波(long-pathmultiple)－在某一深層界面發(fā)生反射的波在地面又發(fā)生反射，向下在同一界面發(fā)生反射，來回多次，又稱簡單多次波。(2)短程多次反射波(short-pathmultiple)－地震波從某一深部界面反射回來后，再在地面向下反射，然后又在某一個較淺的界面發(fā)生反射，又稱局部多次波。(3)微屈多次反射波(peg-pathmultiple)－在幾個界面上發(fā)生多次反射,多次反射的路徑是不對稱的,或在一個薄層內(nèi)受到多次反射,它與短程多次波并沒有嚴(yán)格的差別。(4)虛反射(ghost)－進(jìn)行井中激發(fā)時，地震波能量一部分向上傳播，遇到地面再向下反射，這個波稱為虛反射,它與直接由激發(fā)點(diǎn)向下傳播的地震波相差一個時間延遲τ，τ等于波從井底到地面的雙程旅行時7.全程多次波時距關(guān)系的思路及其方程特點(diǎn)*推導(dǎo)思路為：①做出一個等效界面，使這個等效界面的一次反射波相當(dāng)于原來界面的全程多次反射波③求等效界的參數(shù)h’、φ’與原來的界面參數(shù)h、φ的關(guān)系，再代回到等效界面一*全程二次反射波與一次反射波之間的兩個重要關(guān)系：(1)在激發(fā)點(diǎn)O處(x＝0)觀測到的全程二次反射波的t0時間是：'近于水平界面的多次波的重要標(biāo)志－t0標(biāo)志(2)等效界面的傾角表明全程二次反射波的等效界面的傾角φ’等于一次反射界面傾角φ的二倍，這稱為全程多次波的傾角標(biāo)志*把某個波按水平界面一次反射波作動校正后的反射時間與共中心點(diǎn)處的t0m之差稱為剩余時差*水平疊加是將不同接收點(diǎn)收到的來自地下同一反射點(diǎn)的不同激發(fā)點(diǎn)的信號，經(jīng)過動校正后疊加起來，能夠提高信噪比，改善地震記錄質(zhì)量，壓制一種規(guī)則干擾波(多次波)，效果好。它所利用的不是頻率濾波的頻譜差異，也不是組合的方向差異，而是利用動校正后有效波與干擾波之間剩余時差的差異*剩余時差式中分別為多次波和一次波的正常時差，分別為多次波和一次波的速度足，影響疊加效果。通常一次剖面上剩余時差隨x的加大而增大q系數(shù)，表達(dá)式變?yōu)椋?在CSP記錄上，來自水平界面的一次反射波同相軸經(jīng)過動校正后變?yōu)橐粭l直線；它反界面。在CRP點(diǎn)道集上，來自水平界面的一次反射波同相軸經(jīng)過動校正后變?yōu)橐粭l直軸經(jīng)過動校正后很接近一條直線，疊加后變?yōu)橐坏溃从骋恍《谓缑?不是一個點(diǎn))的況9.多次波剩余時差的特點(diǎn):多次波的剩余時差是按拋物線規(guī)律變化的，并與下列兩個參數(shù)有關(guān)：一是與炮檢距x的平方成正比；二是與界面的埋藏深度或t0時間有關(guān)，因?yàn)閝隨t0而變，而V、Vd有利于了解突出一次反射波、壓制多次干擾波的基本原理，也有助于鑒別波的類型7)多次疊加的相位特性多次疊加的頻率特性(防止，不是利用)多次疊加的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)：:提高的倍數(shù)，多次疊加的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)要優(yōu)于組合的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)剩余時差的存在影響疊加效果14.分析說明多次覆蓋和組合這兩大技術(shù)的基本假設(shè)條件和方法原理以及壓制干擾波的效果多次多次覆蓋組合基本假設(shè)條件地下界面為水平,介質(zhì)均勻;方法原理分別在炮點(diǎn)O1,O2,O3組合確實(shí)可以視為一個濾波過(課本135)等激發(fā)，在D1,D2,D3程，單個檢波器信號為該濾波等接收,保證炮檢距相器的輸入，多個檢波器組合后對于中心點(diǎn)M是對稱的信號是該濾波器的輸出，濾的波器的系統(tǒng)特性就是K(jw)壓制干擾波靠動校正后剩余時差不同，對根據(jù)反射波和干擾波的視速度多次波有很好的壓制作用。對不同，它能壓制視速度較低的隨機(jī)干擾，多次疊加比組合的面波干擾等，但不能壓制與反(1)時差規(guī)律不同(2)反映的反射點(diǎn)不同(3)壓制干擾波的效果不同第四章地震波速度一．影響地震波傳播速度的因素分析1.影響速度的主要因素：巖石彈性常量、巖性、密度、構(gòu)造歷史和地質(zhì)年代、埋藏深度、孔隙率和含水性、頻率和溫度體性質(zhì)的有利參數(shù)，威利方程是亮點(diǎn)技術(shù)的理論基礎(chǔ)*頻散：傳播速度是頻率的函數(shù)梯度較大；深度增加時垂直梯度減小(往外鼓出)3.沉積巖中速度的一般分布規(guī)律：(1)在沉積巖中速度的空間分布規(guī)律決定于地層的沉積順序及巖性特點(diǎn)。沉積巖的基本特點(diǎn)之一是成層分布。根據(jù)形成沉積的各種條件，可將整個地質(zhì)剖面劃分為許多地層，在各層中波傳播的速度是不同的。因此，速度在剖面上的成層分布就成為沉積巖的基(2)速度與深度和地質(zhì)年代有關(guān)，這個關(guān)系基本上是平滑變化。所有影響因素的共同作用間)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點(diǎn)，速度垂直梯度是隨深度的增加而減小的。(3)由于工區(qū)地質(zhì)構(gòu)造與沉積巖相的變化，也會引起速度的水平方向變化。一般來說，速度的水平梯度不會很大，但要細(xì)致地處理和解釋地震資料，考慮速度的水平梯度還是必要的，這個問題正在引起人們的注意。構(gòu)造破壞(如斷層)可以引起速度的突變。個別地層中的不整合及地層尖滅都會對速度的水平梯度有顯著的影響。二．各種地震波速度的概念平均速度(最小路徑非最小時間)一組水平層狀介質(zhì)中某一界面以上介質(zhì)的平均速度就是地震波垂直穿過該界面以上所有地層的總厚度與總傳播時間之比*n層水平層狀介質(zhì)的平均素的計(jì)算公式：hiviti*用途：時深轉(zhuǎn)換*條件：x=0(垂直入射垂直反射)關(guān)系時引入定義2：把水平層狀介質(zhì)情況下的反射波時距曲線近視地看成雙曲線，求出的速度就是這一水平層狀介質(zhì)的均方根速度tii層介質(zhì)中沿著垂直界面的方向雙程傳播的時間*適用條件：水平層狀介質(zhì)*意義：把各層的速度的“平方”按時間取其加權(quán)“平均”值，而后取“平方根”值，要注意其中速度較高的層所占比重要大，表明這種近似在一定程度上考慮了射線的偏折*適用條件：傾斜的一個層*意義：傾斜界面情況下共中心點(diǎn)道集的疊加效果存在2個問題，即反射點(diǎn)分散和動校正不準(zhǔn)確。引入等效速度后，利用按水平界面動校正公式對傾斜界面的共中心點(diǎn)道集進(jìn)行動校正，可以取得很好的疊加效果，沒有剩余時差。但不應(yīng)忘記從地質(zhì)效果來說，反射點(diǎn)分散的問題，并沒有解決，這個問題只有用偏移疊加才能妥善解決。*引入：在一般情況下(包括水平界面均勻介質(zhì)、傾斜界面均勻介質(zhì)、覆蓋層為層狀介質(zhì)或連續(xù)介質(zhì)等)都可將共中心點(diǎn)反射波時距曲線看作雙曲線，用共同的式子來表示在地震勘探中，把某一相對穩(wěn)定或巖性基本一致的沉積地層所對應(yīng)的速度稱為該地層的層速度7.地震波速度的應(yīng)用野外觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)時需要速度來確定具體的采集參數(shù)；地震資料數(shù)字處理過程中的動(1)實(shí)驗(yàn)室測定方法*巖石物理學(xué)WS：地震測井(WS-WellSurvey)野外觀測方法：*CVL：聲波測井*VSP：地震測井或零偏移距垂直地震剖面*TLS：時移地震④泊松比(橫向壓縮系數(shù))：指當(dāng)單軸方向延展時，物體橫向壓縮與縱向伸長之比值；⑤剪切模量μ：指表征物體反抗形狀變化能力的剪切力與剪切角的比值*確定巖石超聲波范圍的彈性振動傳播速度通常采用三種方法：共振法、脈沖法和超波的干涉測量法(2)時距曲線分析法此類方法通常把覆蓋層視為均勻介質(zhì)，并利用實(shí)際觀測到的直達(dá)波或折射波資料獲折射層界面平均速度。對于均勻介質(zhì)的反射波時距曲線方程之有效速度(3)井孔測定方法*井中觀測資料包括地震測井資料或零偏移距垂直地震剖面(VSP-VerticalSeismicProfile)資料和聲波測井資料，兩種資料都可求取相應(yīng)的平均速度和層速度MWD:SWD,LWD,隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向*就求取平均速度和層速度而言，地震測井或零偏移距VSP方法在原理上是基本是基本一致的*地震測井資料的整理結(jié)果①利用相應(yīng)的公式計(jì)算t,vav,先把t0(t0=2t),再把數(shù)據(jù)繪制在Vav~t0的坐標(biāo)②把{H,t0/2}數(shù)據(jù)點(diǎn)繪制在H~t0/2坐標(biāo)系中，得到地震波沿沿垂直向下方向③利用垂直時距曲線上折線段斜率不同進(jìn)行分層，折線段斜率的倒數(shù)就是該地層的層速度Vn=ΔH/Δt，繪制Vn~H曲線，它反映層速度隨深度變化的情況聲波測井從其原理上講,主要利用沿井壁滑行的初至折射波時差來求取速度參邊測量聲波時差,其倒數(shù)就是層速度慢度：速度的倒數(shù)聲波測井資料的整理和解釋是從連續(xù)曲線著手，任意深度H的旅行時可由下準(zhǔn)確，但分層時應(yīng)參考巖性柱狀圖和井徑曲線共同點(diǎn)：均為獲取層速度和平均速度的有效方法不同點(diǎn)：獲取速度資料的方法不同工作條件不同所得資料不同(4)速度譜分析方法(求取疊加速度)(課本156)*速度譜：把地震波的能量相對于波速的變化關(guān)系的曲線稱為速度譜*求取疊加速度的方法原理：對道集內(nèi)某個反射波同相軸用不同的速度進(jìn)行動校正并分析校正后的疊加效速度譜和相關(guān)速度譜。主要用途：可用于求取記錄的最佳疊加速度資；檢查多次疊加剖面的質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)多次波以便消除它；幫助合地質(zhì)解釋；提供疊加速度場，用于變速成圖或偏移速度場的建立；提供層速度資料進(jìn)而研究巖性變化、尋找地層或巖性圈閉等移速度，動校正，求層速度(5)速度反演方法(課本156)*反演：理論：波動方程，褶積模型(第五章，射線理論)反演方法：線性和非線性反演方法像)>輸出EI(彈性參數(shù)反演)疊后反演：使用成果數(shù)據(jù)(用于資料解釋)按地質(zhì)目標(biāo)分類：巖性反演、儲層參數(shù)反演、流體性質(zhì)反演、地層參數(shù)*主要使用波阻抗反演，即對地震記錄做反褶積處理，再把反射系數(shù)剖面換算性、含油性解釋9.各種地震波速度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系(1)平均速度與均方根速度的關(guān)系*射線平均速度：把地震波沿某一條射線傳播所走的總路程長度除以所需的時間叫做沿這條射線的射線平均速度炮檢距為零時，平均速度精度高；隨炮檢距增大，均方根速度比較準(zhǔn)確；炮檢距過大，均方根速度精度降低(課本161圖)*結(jié)論?平均速度適于設(shè)計(jì)井深、時深轉(zhuǎn)換等?均方根速度考慮了界面上的射線偏折，適用于大多數(shù)炮檢距，用于水平疊加?復(fù)雜介質(zhì)，需要使用射線平均速度(2)射線平均速度的特點(diǎn)：(課本160)①它是炮檢距或出射角或射線參數(shù)的函數(shù)；②它比平均速度更精確地描述了波在介質(zhì)中的傳播特點(diǎn)；③分析各種速度的精度時可以用它作為一個比較的標(biāo)準(zhǔn)；在數(shù)字處理中討論偏移疊①可以用射線平均速度作為衡量其他速度的精度和特點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)②平均速度和均方根速度都把介質(zhì)看成是某種假象的均勻介質(zhì)③平均速度一定小于均方根速度(3)疊加速度與均方根速度的關(guān)系：①對水平層狀介質(zhì)(或水平界面覆蓋層是連續(xù)介質(zhì))，疊加速度就是均方根速度，即角校正，即：cos的求取方法見課本162)(4)均方根速度與層速度的關(guān)系(課本163)*DIX公式：*公式的適用條件：只適用于水平層狀介質(zhì)求出的速度能在地震記錄上分清層的頂?shù)祝磳雍?穩(wěn)定沉積環(huán)境、巖性和巖相下的速度趨于穩(wěn)定的數(shù)值，稱為層速度Vn?層速度的應(yīng)用：研究巖性、沉積相、孔隙流體性質(zhì)、變速成圖等*小結(jié)：各種速度之間的關(guān)系①平均速度一定小于或等于均方根速度②由疊加速度計(jì)算均方根速度：?均勻介質(zhì)下求取的疊加速度就是平均速度?水平層狀介質(zhì)的疊加速度就是均方根速度?界面傾斜時，疊加速度是等效速度Vφ，此時，疊加速度作傾角校正后，得到均方根速度④平均速度與均方根速度的換算對于不同的速度模型，方法有所不同對于水平層狀介質(zhì):引入計(jì)算公式平均速度均方根速度等效速度主要用途換主要用途換水平單層研究體積密度、孔隙度及傾斜界面、均勻覆蓋介質(zhì)確定最佳疊加速度，生成疊加速度曲線或疊加速度場，為動校正、水平疊加、偏移識別多次波(低速能量團(tuán))和繞射波(高；利用Dix公式求取層速度第五章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)一．地震剖面的特點(diǎn)1.處理之后的成果數(shù)據(jù)>解釋(工作站的方式—交互形式)>構(gòu)造圖(課本165)t切片、巖層切片、地層切片*同相軸：指地震剖面上相同相位如波峰或波谷的連線CSPCMPVatNMO拉伸畸變>切除>水平疊加剖面(x為CMP)>疊后偏移剖面(不整合面、繞射波、回轉(zhuǎn)波)3．假設(shè)地震子波的延續(xù)時間為Δt，地層間雙程旅行時為Δτ同一點(diǎn)接收的來自界面R1和R2的2個反射②如果巖層較薄時，層間雙程旅行時小于地震子波的延續(xù)時間，即，此時來自相鄰的各反射界面的地震反射子波到達(dá)地面同一接收點(diǎn)時互相疊加，形成復(fù)合波4.褶積模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式(課本168)一次反射波s(t)通常用線性褶積模型表示：震記錄道的時間域褶積模型時間域的褶積公式在頻率域中就是乘積關(guān)系：三者之間的振幅譜和相位譜分別為：5.褶積模型的物理意義輸可視為該濾波器的濾波特性，即w(t)，據(jù)此褶積模型的物理意義可理解為：一系②從褶積的運(yùn)算過程看，固定r(t)，把w(t)以t=ti與r(t)對齊后再對折，再相乘相加169)數(shù)值模擬：一維的合成地震記錄：褶積模型二維、三維的正演：射線理論、波動理論時移地震(四維)物理模型模擬井孔地震波多分量8褶積模型的基本假設(shè)條件①地層介質(zhì)是完全彈性的，而且是線性的，即地層內(nèi)各種地震波相互獨(dú)，各自服從自己的傳播規(guī)律，但可以相互疊加，且服從線性規(guī)律；②地層介質(zhì)特性是穩(wěn)定的，不隨時間而變化；③質(zhì)點(diǎn)振動是被動的,地層介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)本身不放射能量；④子波不隨傳播的時間和空間而變化；⑤只考慮一次反射波，沒有考慮多次波*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波動理論，稱為數(shù)值模擬或地震正演技術(shù)①地震剖面的數(shù)學(xué)模型———射線理論種實(shí)現(xiàn)方法，如褶積模型的逐道循環(huán)法、射線追蹤法等②地震剖面的數(shù)學(xué)模型———波動理論一系列單炮記錄。有多種實(shí)現(xiàn)方法法法法，如波動方程的有限差分法、頻率-波數(shù)域法、克?；舴?Kichhoff)積分法、有限元法等波形相似性時差變化規(guī)律類型、特征以及對產(chǎn)生這個波的界面的特點(diǎn)進(jìn)行推斷10.水平疊加時間剖面的主要特點(diǎn)(課本171)(1)在測線上同一點(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,常常不是一一對應(yīng)的。t0，而地質(zhì)剖面或測井資料是以鉛垂深度表示的，空間而變化。(3)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)。但是反射波同相軸是與地下的分界面相對應(yīng),波阻抗反演技術(shù)等)才能把反射波所包含的“界面”的信息轉(zhuǎn)換成為與“層”有關(guān)的信息后,才能與地質(zhì)和鉆井資料進(jìn)行直接地對比。(4)地震剖面上的反射波是由多個地層分界面上振幅有大有小、極性有正有負(fù)、到達(dá)時間有先有后的反射子波疊加、復(fù)合的結(jié)果。而復(fù)合子波的形成取決于地下地層(5)水平疊加剖面上常出現(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)，除非是經(jīng)過三維偏移處理。11.子波處理：是嚴(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)二．復(fù)雜界面反射波的特點(diǎn)1*地下的地層構(gòu)造是非常復(fù)雜的由于構(gòu)造運(yùn)動的結(jié)果，地層會產(chǎn)生斷層、不整合、褶皺、撓曲等，這些復(fù)雜構(gòu)造除了產(chǎn)生一次反射波外，還會出現(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，水平疊加剖面上出現(xiàn)的這些反射波通常稱之為特殊波帶雜地質(zhì)構(gòu)造有一定的聯(lián)系，因而也提供了利用它們來了解復(fù)雜構(gòu)造形態(tài)態(tài)態(tài)的可能性地下復(fù)雜構(gòu)造特征的有利一面*繞射波：波在傳播過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)成為新震源，再次發(fā)出球、面子波向四周傳播，該波動在地震勘探中稱為繞射波*凸界面反射波特點(diǎn)：同相軸在水平疊加剖面上出現(xiàn)的范圍要比實(shí)際的背斜構(gòu)造的范圍寬，,相同曲率的凸界面，埋藏越深，凸界面反射波出現(xiàn)的范圍越大，并且凸界面對反射波能量有發(fā)散作用*凹界面的反射波按其具體特點(diǎn)又可分為幾種種種種情況，若曲率半徑為ρ的圓弧圓弧型界面的埋藏深度為H，ρ=H為聚焦型凹界面；ρ<H為回轉(zhuǎn)型凹界面；ρ＞H為平緩型凹界面*回轉(zhuǎn)就是凹界面的反射波，這是它與正常反射波的共性。由于它是凹界面上形成的，點(diǎn)坐標(biāo)不是單一對應(yīng)的關(guān)系，這是回轉(zhuǎn)波與平界面反射波相比的特殊性界面深度*凹界面出現(xiàn)一條向上凸的同相軸，并且反射點(diǎn)與觀測點(diǎn)的關(guān)系是“回轉(zhuǎn)”的，這主要是由于水平疊加剖面的顯示方式(規(guī)定疊加結(jié)果放在接收點(diǎn)正下方)所致*對各種彎曲界面反射波的特點(diǎn)作如下小結(jié)：當(dāng)彎曲界面由回轉(zhuǎn)型變?yōu)橥菇缑鏁r，相應(yīng)的反射波能量是由分散(回轉(zhuǎn)型界面)→集中(平緩型、聚焦)→再分散(凸界面)而時距曲線的曲率由陡到緩依次為：聚焦型凹界面、回轉(zhuǎn)型凹界面、點(diǎn)繞射、凸界面界面、水平界面、平緩型凹界面2.*廣義繞射：物理地震學(xué)的基本觀點(diǎn)認(rèn)為繞射是最基本的，反射波是反射界面上所有小面積元產(chǎn)生的繞射波的總合。這種繞射又稱為廣義繞射*繞射波時距曲線的主要特點(diǎn)(課本177-178)(1)在R點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波時距曲線與在R’點(diǎn)激發(fā)，深度為h/2的水平界面的反射波時距曲線在形狀上是一樣的，此時，繞射點(diǎn)R相當(dāng)于這個水平界面在R’點(diǎn)激發(fā)時的虛震源。由此可見，繞射波時距曲線也是雙曲線(2)繞射波時距曲線的極小點(diǎn)在繞射點(diǎn)正上方，其x坐標(biāo)和極小時間是：(3)繞射波與反射波是有一定聯(lián)系的。在M點(diǎn)界面RS的反射波和R點(diǎn)的繞射波是同時到達(dá)的。并且可以證明這兩條時距曲線在M點(diǎn)是相切的3.繞射波的疊加效果(具體見課本179)還是繞射波都一律按水平界面反射波時距曲線的規(guī)律進(jìn)行動校正，然后再進(jìn)行共中心點(diǎn)疊加(v變小了)5.幾何地震學(xué)與物理地震學(xué)的適用條件：物理地震學(xué)與幾何地震學(xué)的適用范圍主要取決于所勘探的斷塊或其它特殊巖性體的大小與地震波波長間的關(guān)系。如果斷塊的大小遠(yuǎn)大于地震波波長，幾何地震學(xué)是行之有效何地震學(xué)就很難解釋這些復(fù)雜的波動特征，應(yīng)當(dāng)使用物理地震學(xué)的概念來解釋小斷塊構(gòu)造的力學(xué)問題，因此有可能對復(fù)雜的地質(zhì)體產(chǎn)生的波場作出正確的解釋。利用繞射波時距曲線上的時間值和相應(yīng)的速度值，按照關(guān)系H=Vav.t0/2繪制繞射速度.產(chǎn)生分辨能力問題的原因：&地震波是一種波動，只有在一定近似條件下才遵循幾何地震學(xué)的規(guī)律2.分辨能力是指區(qū)分兩個靠近物體的能力。度量分辨能力強(qiáng)弱的兩種表示：一是距離表示，分辨垂向距離或橫向范圍越小，則分辨能力越強(qiáng)；二是時間表示，在地震時間剖面上，相鄰地層時間隔dt越小，則分辨能力越強(qiáng)垂向分辨率：沿地層垂直方向所能分辨的最薄地層厚度。橫向分辨率：率是指橫向上所能分辨的最小地質(zhì)體寬度(1)Rayleigh準(zhǔn)則：兩子波到達(dá)時差t≥T/2可分辨；(2)Ricker準(zhǔn)則：兩子波到達(dá)時間差t≥C(子波主極值兩側(cè)的兩個最大陡度點(diǎn)的間距)可分成波形的振幅信息來估算薄層厚度，這一工作稱之為薄層解釋原理4.關(guān)于分辨率極限的小結(jié)&上述三準(zhǔn)則的適用條件是:零相位子波；子波的相位數(shù)少，主極值大而明顯；&Widess準(zhǔn)則是目前地震勘探中普遍采用的分辨率極限，且為利用振幅信息研究薄層厚度提供了理論依據(jù)&薄層解釋原理：在時間~振幅曲線上，當(dāng)?h<λ/4時，時差關(guān)系無法區(qū)分薄層頂?shù)祝蔚恼穹c時間厚度?t近似成正比，確定其線性函數(shù)關(guān)系，并經(jīng)已知井厚度信息5.分辨率的定量表示FnNyquestSff為相位譜，對于零相位子波：!偏移成像的精度：與橫向分辨率有關(guān)；!巖石的吸收作用：振幅隨旅行時增加而呈指數(shù)規(guī)律衰減；吸收具有選頻作用；!表層影響：低速層的衰減很嚴(yán)重(1).子波的帶寬不變，若子波的主頻增加或減小，則分辨率不變；(2).子波的主頻不變，帶寬(影響分辨率的主要因素)增加或減小，則分辨率亦增加或小，分辨率都不變；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(1)振幅譜絕對寬度越大，則子波延遲時間越短，即分辨率越高(2)振幅譜絕對寬度不變，則不論主頻如何變化，分辨率不變(3)振幅譜絕對寬度不變，則主頻越高、相對寬度越小，分辨率與主頻無關(guān)(4)振幅譜相對寬度不變，則子波的相位數(shù)不變，此時主頻越高，絕對寬度就越大，分辨(5)由此可見，決定分辨率高低的是振幅譜的絕對寬度，而相對寬度決定子波的相位數(shù)，與分辨率沒有直接關(guān)系7.〇相位子波(雷克子波)最小(大)相位子波/最小延遲混合相位課件8.表示地震波振幅或能量衰減的參數(shù)(課本189)吸收系數(shù)α(x1>x2,A減小)衰減因子β(t1>t2振幅的相對變化)擇合適的野外采集參數(shù)2、采用反褶積或反演的方法#信噪比與分辨率往往是一對矛盾，提高分辨率通常會降低信噪比#反褶積和反演的方法很多，通常選用多道反褶積方法和居于模型的反演方法子波處理就是嚴(yán)格保持子波的振幅譜不變，只改變子波的相位譜，使非零相位子波零相位子波的分辨率最高，且零相位子波的主極值正好對應(yīng)于反射界面的位置#偏移歸位主要提高橫向分辨率#偏移的方法很多，如繞射掃描偏移(有限差分法、Kirchhoff積分法、頻率~波數(shù)5、提高速度分析的精度%從分辨率定量表達(dá)式中可知，速度對縱、橫分辨率都有影響