地震勘探复习参考资料

地震勘探复习参考资料地震子波：爆炸产生的是一个延续时间很短的尖脉冲，这一尖脉冲造成破坏圈、塑性带。最后使离震源较远的介质产生弹性变形，形成地震波，地震波向外传播一定距离后，波形逐渐稳定，成为一个具有2-3个相位（极值）延续时间60-100毫秒。其振幅有大小，极性有正有负，到达接收点的时间有先后。时距曲线：波从震源出发，传播到测线上各观测点的旅行时间t，同观测点相对于激发点的距离x之间的关系曲线。正常时差：水平界面时，对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射旅行时同以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射旅行时之差。这是由于炮检距不为零引起的时差动校正：在水平界面的情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差t，得到x/2处的t0时间。这一过程叫正常时差校正，或称动校正静校正：由于地形高低、激发井深、低速带等因素引起的反射波旅行时间的畸变进行的校正。倾角时差：地震勘探中激发点两侧对称位置观测到的来自同一倾斜界面的反射波旅行时差。视速度：当波的传播方向与观测方向不一致（夹角）时，观测到的速度并不是波前的真速度V，而是视速度Va。滑行波：由透射定律可知，如果V2V1，即sinθ2sinθ1,θ2θ1，当θ1还没到90度时，θ2到达90度，此时透射波在第二种介质中沿界面滑行。此时这种波称为滑行波。折射波：当入射波大于临界角时，出现滑行和全反射。在分界面上的滑行波有另一种特性，即会影响第一界面，并激发新的波。在地震勘探中，由滑行波引起的波叫折射波，也叫首波。随机干扰:没有一定的规律，没有一定的传播方向，在地震记录上形成杂乱无章的干扰背景。多次波：对被追踪界面的观测次数而言，n次覆盖即对界面追踪n次。共反射点叠加：将不同接收点接收到的来自地下同一反射点的地震记录，经过动校正后叠加起来。剩余时差：把某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射时间与其共中心点处的t0之差叫剩余时差。等效速度：倾斜界面共中心点反射波时距曲线用水平界面来代替所对应的速度，适用于倾斜界面均匀覆盖介质情况。叠加速度：当在地下介质速度横向变化不大，炮检距较小（小排列），观测面水平时，共中心点反射波的时距曲线可以求得的速度叫叠加速度。Wyllie方程：关于颗速度与流体速度、孔隙率之间的关系式叫做时间平均方程，Wyllie方程时间平均方程：1/V=(1-φ)/vm+(φ/VL)V岩石孔隙中填充物的波速φ孔隙度VL岩石孔隙中充填物的波速VM岩石骨架的波速Dix公式：由均方根速度计算层速度的公式，称为dix公式。绕射波：地震波在传播过程中，遇到地层和岩性的突变点，这些突变点成为新的震源，发出球面子波向四周传播，这种波称为绕射波。垂向、横向分辨率：利用地震记录，沿垂直方向能分辨的最薄地层厚度；利用地震记录，沿水平方向能分辨地质体的大小。横向和纵向分辨率的极限都是λ/4。偏移归位：把叠加剖面上偏移了的反射层进行反偏移，归位到地层的真实位置。1形成折射波的条件和特点：形成条件：1下面介质的波速要大于所有上面介质的波速2入射角是以临界角i入射的。特点：1射线是以临界角i出射的一束平行直线且垂直于波前面2波前面是一平面，与界面的夹角为I3AM是折射波的第一条射线，M点是折射波的始点，它是反射波射线。4折射波存在盲区，盲区范围Xm=2h*thi，所以折射波必须在盲区以外才可观测到，并且h增大Xm增大。2.Dix公式：3.推导水平单层、倾斜单层的模型共激发点反射波、折射波的时距曲线方程。反射波:t=s/v==+t0=是自激自收时间特点：时距曲线是双曲线；极小点在炮点正上方，最小时间t=t0；在t2—x2的坐标系中，时距曲线为直线，其斜率可以计算速度。折射波折射波时距曲线与反射波时距曲线在其实点相切。4.水平单层界面反射波，直达波，折射波时距曲线之间的相互关系，能在实际地震记录中识别出来。（4）在xxc区间内，直达波为初至波（最先接收到的波），在xxc的区间，折射波为初至波，而直达波为续至波，反射波总是最后接收到（直达波、折射波、反射波三种波相比）。5.有效波与干扰波的主要差别及相应压制方法。（1）传播方向上有可能不同，可以用组合检波器来压制。（2）有效波和干扰波可能在频谱上有差别，可以采用频率滤波来压制，即带通滤波。（3）有效波的干扰波经过动校正后的剩余时差可能有差别，可以采用多次叠加（多次覆盖）来压制。（4）有效波和干扰波在出现的规律上可能不同，也可以用组合的方法压制。另外相关滤波、相干叠加等室外处理方法也有很好的效果。6.组合的方向效应，频率效应和统计效应。组合的方向效应：组合后的有效波与干扰波的振幅比与组合前的有效波与干扰波的振幅比的比。组合频率效应：1组合相当于一个低通滤波器，组合后信号的频谱与组合前单个检波器的信号频谱有差异，即组合前后的波形发生了畸变。2组合是为了利用地震波在传播方向上的差异来压制干扰波，突出有效波。虽然组合本身具有一定的频率选择作用，但我们不是利用这种频率选择作用进行频率滤波3组合的这种低通频率特性只能起着使有效波波形畸变的不良作用，不是利用它，而是要尽量避免这种低通滤波特性。为此，对于有效反射波应尽可能通过野外工作方法增大视速度，即减小△t，以获得最佳组合效果。组合对随机干扰的统计效应：当组合内各检波器之间的距离大于该地区随机干扰的相关半径时，用m个检波器组合后，其信噪比增大倍。在组内距Δx大于等于ρ（随机干扰的相关半径）的前提下，组合的统计效应G与组内检波器个数m的平方根成正比。7.多次叠加振幅效应，频率效应，统计效应。多次波的振幅效应与前面方向效应公式相似（这里省略，详见5章ppt77页）当反射波位于通放带时，有P(aS)≈1当干扰波落入压制带时，有P(aS)≈则有：Ge≈n，即在最有利的条件下，叠加的振幅效应等于覆盖次数n，也就是说，覆盖次数越高，信噪比的改善程度越大多次叠加频率效应：一般认为Δx、q是不变量，则可知a与f之间为线性关系，两者可一一对应。利用已知的叠加特性曲线P(a)，只要对其横坐标a进行变换，变为以频率f为横坐标就可得P(f)曲线。当叠加次数n与剩余时差δtk不变，对每个不同频率ω的谐波有不同的叠加效果P(ω)值，P(ω)相当于叠加起着频率滤波的作用。当一次波动校正正确时，δtk=0，多次叠加对一次波没有起到滤波作用。这时P(ω)=1与频率无关δtk≠0，对一个脉冲波，它可以分解成许多简谐波的叠加，不同频率的简谐波就有不同的叠加效果，相当于叠加起着频率滤波作用多次叠加统计效应经过多次叠加后，有效波相对于随机干扰的信噪比要提高倍。多次叠加的统计效应要优于组合的统计效应。组合是同一次激发，由n个检波器接收到的信号的叠加，检波器接收到的随机干扰是由同一震源在同一时间产生的。多次叠加中一个共反射点道集内各道是在各次激发时分别接收到的，因而记录下的随机干扰是由震源在不同时间、不同地点激发，并在不同时间、不同地点接收的，CMP道集中各道之间的距离也比组合的组内距大，故多次叠加中各道的随机干扰更符合“互不相关”的条件8.影响地震波岩层速度的因素有。弹性常数，岩性（最重要因素），密度，埋藏深度，构造历史和地质年代，孔隙度和含流体，压力，岩石构造，温度，频率，沉积岩中速度的一般规律。9.平均速度与均方根速度的计算。均方根速度，例题。10.地震剖面上，识别有效波的四大标志。1同相性由于同一反射波到达相邻很近的两个检波点的路程是很相近的，因而，同一反射波的相同的同相位，在相邻地震道上的到达时间也是相近的。因而，每道记录下来的振动图是相似的，所以同相轴应是一条圆滑的曲线，有一定的规律，相邻到的波形相似或渐变。这个特点也叫同相性。2强振幅由于采集和处理中已采取了许多增强信噪比的措施，所以反射有效波的能量一般都大于干扰背景的能量。3波形相似性由于震源激发的地震子波基本相同，同一界面反射波传播的路程，传播过程中经受的地层吸收等因素的影响都相近，所以同一反射波在相邻地震道上的波形特征（包括主周期，相位数，振幅包络形态等）相似。4时差变化规律在共炮点及记录上，不同类型波的同相轴的形态不同，这是在地震剖面上识别波的类型的重要依据。（反射波，绕射波，多次波，直达波，折射波）经过动校正和水平叠加后，地震剖面上的每道都可以看作自激自收记录。在自激自收地震剖面上，反射波同相轴与界面的相同基本对应，而且相邻道之间同相轴的时差变化规律应该相近。（1,2,3识别地震剖面有无反射波，4有助于识别波的类型，特征以及对产生这个波的界面特点作出推断）11.水平叠加时间剖面的主要特点。1）在测线上同一点，钻井资料得到的地层分界面与时间剖面上的同相轴在数量上，位置上常常不是一一对应的；2）时间剖面上的纵坐标是双程旅行时间t0。而地质剖面或测井资料是以铅垂深度表示的，两者需要引入速度函数，经时深转换，把变换t0成h后，才能与钻井剖面或测井曲线对比。其媒介就是地震波的传播速度Vav。3）地震波速度V一般随深度变化，所以，时间剖面上的反射同相轴所反映的界面形态、界面之间的距离都是有假象的。4）反射波振幅、同相轴及波形本身包含了地下地层的构造和岩性信息，如振幅的强弱与地层结构、介质参数密切相关。5）水平叠加剖面上存在偏移现象。界面倾斜时，反射波位置不是来自与该店正下方，真正的反射点向上倾方向偏移。6）水平叠加时间剖面上常出现各种特殊波（如绕射波、断面波、回转波、侧面波等)，这些波的同相轴形态并不表示真实的地质形态，必须经过严格处理才能用来解释，恢复真实面貌。12.水平叠加剖面存在的主要问题，如何解决。1水平叠加剖面总是把界面上反射点的位置显示杂地面共中心点下方的铅垂上。当地层倾斜时，界面法线平面与铅垂面并不正交，地层倾角越大，两者的差别越大。时间剖面上记录点位置与反射点位置不相符，记录点的位置总是相对于反射点向界面的下倾方向移动。2在界面倾斜情况下，按共中心点关系进行抽道集，动校正，水平叠加。实际上是共中心点叠加而不是真正的共反射点叠加，这会降低横向分辨率。3水平叠加剖面上也存在绕射波没有收敛，菲涅尔带干涉带没有分解，回转波没有归位等问题。解决方法：1通过数学关系，利用公式换算得到地质分界面的正确空间位置。2偏移处理，这是把反射波和绕射波准确归位到其真实位置的反演过程。3作图时进行空间校正，回复地质构造的真正形态。13.影响垂向和横向分辨率的因素，如何提高分辨率。横向分辨率是指地震记录横向上所能分辨的最小地质体的大小。影响伊苏：菲涅尔带半径。提高分辨率方法：（核心是减小肥涅尔带的大小）提高横向分辨率需要减小波长，由于=VT=V/f，所以要提高地震波的频率。偏移是提高地震勘探横向分辨率的根本方法。偏移是绕射波收敛，菲涅尔带收缩垂向分辨率指地震记录沿垂直方向能够分辨的最薄地层的厚度。影响因素：地震子波的波长（频率）、延续时间的周期数和波速，地震记录上各个子波彼此重叠。提高垂向分辨率方法：提高子波频率（选择合适激发条件和接收条件，设计合适的观测系统，提高地震波主频率和频带宽度）；压缩地震子波长度（反褶积实现，压缩地震子波延续时间）；减小速度（用横波勘探）14.地震绕射波（回转波）、特点，如何消除。绕射波：惠更斯原理（几何地震学），地震在传播的过程中，遇到界面上任何一种不规则体（地层岩性的突变点），在这些突变点上会形成新的震源，再次发出球面波，向四周传播，这种新的点震源产生的波，绕射波。回转波是指是凹界面上的反射波。另一方面，由于它是在凹界面上形成的，时距曲线形状可能很复杂，具有交结点和回转点，即界面上的反射点坐标和时距曲线上的点坐标，不是单一对应的关系。例如界面上某两个点的反射可能同时到达地面的同一个观测点。这是回转波与平民界面反射波相比的特殊性。15.会分析实际地震剖面。（书上的图多看看，可能考回转波，绕射波，直达，反射，折射，面波…..以及其形成….）费马原理（射线原理）：波沿射线传播的时间是最小的。由此推出：1地震波总是沿射线传播，以保证波到达时所用时间最少准则。2地震波沿垂直等时面的路线传播所用旅行时间最少。3等时面与射线总是互相垂直。斯奈而定律（反射—折射定律）：Sin