地震勘探原理与解释私人整理版

绪论部分 地震勘探①它是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下的地质构造和有用矿藏的一种勘探方法②包括三种方法：反射波法地震勘探方法、折射波法~、透射波法~③原理是利用地震波从地下地层界面反射至地面时带回来的旅行时间和波形变化的信息推断地下的地层构造和岩性 地震勘探的生产过程及其任务①野外采集工作（在初步确定的有含油气希望的地区布置测线，人工激发地震波，并记录下来）②室内资料处理（利用数字电子计算机对原始数据进行加工处理，以及计算地震波的传播速度）③地震资料的解释（综合其他资料进行深入研究分析，对地下构造特点说明并绘制主要层位完整的起伏形态图件，最后查明含油气构造或者地层圈闭，提供钻探井位） 油气勘探的方法特点方法有:地质法，物探法，钻探法①地质法是通过观察，研究出露在地面的地层，对地质资料进行分析综合，了解一个地区有无生成石油和储存石油的条件，最后提出对该地区的含油气远景评价，指出有利地区②物探法是根据地质学和物理学原理。它是利用各种物理仪器在地面观测地壳上的各种物理现象，从而推断地质构造特点，寻找可能的储油构造。是一种间接找油的方法③钻探法就是利用物探提供的井位进行钻探，直接取得地下最可靠的地质资料来确定地下的构造特点及含油气的情况。 第一章 地震波运动学 子波具有确定的起始时间和有限能量的信号称为子波在地震勘探领域中子波通常指的是1—2个周期组成的地震脉冲。 地震子波由于大地滤波器的作用，尖脉冲变成了频率较低、具有一定延续时间的波形，成为地震子波。震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，这时的地震波也为地震子波。 地震波运动学研究地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，研究波的传播规律，与几何光学相似，也是运用波前、射线等几何图形描述波的运动过程和规律，也称为几何地震学 正常时差界面水平情况下，对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时同以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射波旅行时之差，这纯粹是因为炮检距不为零引起的时差。 波阻抗在声学中把密度和波速的积叫做声阻抗，在地震学中叫做波阻抗。是介质密度和速度的乘积 时距关系波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间t，同观测点相对于激发点(取作坐标原点)的距离x之间的关系。 振动图记录介质中某点位移与时间关系的图形。地震勘探中，每个检波器所记录的，是那个检波器所在之点的地面振动，故各检波器记录的曲线是其所在点的振动图。 波剖面波在传播过程中的某一时刻，介质中各个质点的位移是不同的，描述质点位移与空间位置关系的图形叫波剖面，也叫波形曲线。 射线(波线)在几何地震学中，描述波动能量从一点传播到另一点的路径就是射线。 惠更斯原理波前面的每一个点，都可以看为是新的震源，这些小震源发出的子波波列前的包络面，就是新的波前面 费马原理地震波沿射线的旅行时与沿其他任何路径的旅行时相比为最小，也是波沿旅行时最小的路径传播 什么是地震波？为什么说地震波是一种弹性波？（1）波就是振动在介质（空气、水、岩层等）中的传播过程。没有振动就谈不上振动的传播，波也就不存在，振动是波动的震源。而地震波就是在地球介质中传播的振动。（2）地震波是岩层中传播的，形成弹性波的条件是要有一种能传播弹性振动的介质，并且要在这种弹性介质中激发振动，地震勘探通常是在远离震源外进行接收，因此除震源附近以外的绝大部分地区，岩石都可以近似的看作理想弹性体或完全弹性体来研究，所以地震波实际上是一种岩层中传播的弹性波。 水平界面以及倾斜界面反射波时距曲线方程推导 常规地震勘探中主要研究的介质模型及特点主要有三种：均匀介质、层状介质、 连续介质①均匀介质：认为反射界面R以上的介质是均匀的，即层内介质的物理性质不变，地震波传播速度是一个常数V。界面R是平面，界面可以是水平的或倾斜的②层状介质：认为地层剖面是层状结构，每一层内速度是均匀的，但层与层之间的速度不同。这些分界面可以是倾斜的，也可以是水平的。在沉积岩地区，当地质构造比较简单时，把地层剖面看成层状介质是比较合理的③连续介质：认为在界面R两侧介质1与介质2的速度不相等，有突变。但介质1内部的波速不是一个常数，而是连续变化的。最常见的是速度是深度的函数V(z)。 地震波的类型，几种波的射线绘制（透射、折射、反射面波）画图 ①地震波的基本类型为体波和面波。体波分为纵波和横波，面波有瑞利面波，拉夫波，斯通利波。面波是只在自由表面或不同弹性的介质分界面附近观测到，其强度随离开界面的距离加大而迅速衰减的波。②按照波在传播过程中的传播路径的特点，可以把地震波分为:直达波，反射波，透射波和折射波 第二章 地震波动力学特征 研究地震波动力学特征的目的和意义目的：研究地层、岩性、沉积、圈闭甚至直接检测油气。意义①采集方面：激发强的有效波，压制干扰波，记录真振幅②处理上：保持真振幅，使振幅能更好地与界面上下的岩性结合起来③解释上：构造解释，地层、岩性解释的基础;波的对比、追踪的依据；划分岩性、薄层厚度及其纵横向变化、寻找油气的标志。 影响地震波振幅的因素①波前发散：均匀介质中的波前发散，层状介质中的波前发散，连续介质中的波前发散② 波散 ③ 吸收④ 透射损失⑤波的散射⑥反射系数 第三章 地震勘探数据的野外采集 观测系统为了更详细了解地下构造形态，要连续地追踪地下各界面的反射波。就必须沿测线在许多个炮点上分别激发地震波，进行多次观测。每次观测时，爆炸点和接收点的相对位置要保持一定的关系。这种炮点和接收点的关系，称为观测系统 地震测线地震测线是指沿着地面进行地震勘探野外工作的路线 排列接收段上布设的所有检波器与接收电缆，俗称“排列”。 纵测线当炮点（激发点）和接收点在同一条直线上，这样的测线称为纵测线。 非纵测线当炮点（激发点）和接收点不在测线上，这样的测线叫非纵测线 地震数据采集有几个步骤①地震测量②地震波的激发③地震波的接收 地震勘探野外采集试验工作的内容和步骤1、试验内容包括表层结构、干扰波和环境噪音调查、地层响应特征、激发因素、组合检波、仪器因素、观测系统等。2、步骤：①试验点（段）激发岩性速度、潜水面深度的测定，采用小折射和微测井方法测定低降速带速度、厚度②干扰波调查：主要了解工区内干扰波类型及特征。③地震地质条件的了解④选择激发地震波的最佳条件⑤选择接收的记录地震波的最佳条件。 地震勘探野外采集生产工作的内容和步骤生产工作内容包括：观测系统、激发参数、接收参数、仪器录制参数。步骤①地震测量②地震波的激发③地震波的接收 地震测线的布置原则①根据地质任务，整体规化② 测线尽量为直线，在无法按直测线施工时可采用弯曲测线③ 测线足够长．能控制构造形态和地质目标④主测线垂直构造走向，联络测线尽量与主测线垂直，除路线概查外，联络测线应与主测线构成网⑤测线要通过主要探井⑥注意和邻区及早年测线的连接。 第四章 地震资料数字处理 动校正是把炮检距不同的各道上来自同一界面同一点的反射波到达时间，校正为共中心点处的回声时间。就是正常时差校正，对共炮点道集和共深度点道集均可进行。 道切除是为了消除包括噪声的记录开始部分所存在的高振幅，这样可有效避免后续处理时出现的叠加噪声。道切除方法是用零乘需要切除的记录段 反滤波（反褶积）是滤波的一种逆过程。反褶积是地震数据处理中的一个关键环节，可通过压缩地震子波提高地震时间分辨率。 反滤波的目的最终目的是抵消大地滤波作用，使地震子波压缩为震源脉冲的形状，形成理想的地震记录。反滤波可以明显提高地震资料的垂向分辨率，还可以短周期鸣震和层间多次波 常规地震资料处理基本任务利用有效波和干扰波的差异，消除干扰波，利用有效波的传播规律和野外特定的观测方式，确定地震波的传播速度，通过地震资料处理的方法，获得高质量的成像剖面 地震资料数字处理的目的和任务目的消除和压制地震记录上的噪声，提高分辨率。获取解释剖面，分析和解释地下地质构造、地层分布和沉积现象，认识地质规律，指明油气勘探方向 主要任务利用地震勘探的基本原理和数字信号处理方法在电子计算机上对野外地震记录进行有效处理，提供和显示记录中包含的与地下地质体的位置、形态、结构、物质成分等有关的信息，为地震数据的地质解释服务，达到找矿的目的。 波的对比层位追踪（在地震记录仪上利用波的动力学和运动学特点来识别和追踪同一界面反射波的工作）分析研究时间剖面，识别真正来自地下各反射界面的反射波 怎样进行波的对比（波对比的原则）①同相性。来自地下同一性质界面的反射波，在相邻共反射点上的自激自收时间十分接近，极性相同，相位一致②振幅显著增强。采取增强信噪比后，地震剖面反射有效波的能量一般大于干扰背景的能量，反射波的能量较强，振幅峰值突出③波形相似。当传播路径和穿过地层的性质差别较小，同一反射层的波形基本相似④对于可靠反射波，除上三个，还能将这些特征保持一定距离和范围 静校正是研究地形、地表结构对地震波传播时间的影响，把由于激发和接收时地表条件变化所引起的时差求出来，在对其进行校正，使畸变了的时距曲线恢复成双曲线，对地下构造做出准确解释 静校正的目的和意义①目的研究地形起伏、地表低降速带横向变化等因素对地震波传播时间的影响，并进行校正。②意义把由于激发和接收时地表条件变化所引起的时差求出来，在对其进行校正，使畸变了的时距曲线恢复成双曲线，对地下构造做出准确解释 预处理的主要步骤①数据解编②道编辑和道切除③真振幅恢复（增益恢复、球面扩散补偿、吸收衰减补偿）④抽道集 第五章 地震波速度 水平叠加将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号经过校正后叠加起来，这种方法能有效压制干扰噪声，提高信噪比，改善地震记录质量，特别是压制规则干扰波效果好 叠加速度根据共反射点时距曲线求得的速度叫做叠加速度 平均速度一组水平层状介质中某一界面以上介质的平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上各层的总厚度与总的传播时间之比。 均方根速度“对于水平层状介质的共反射点时距曲线，可用双曲线的时距曲线方程近似地代替”时引入的速度概念 地震测井和声速测井的差异他们都是求取平均速度和层速度的有效方法，他们的差别如下①取得速度资料的方法不同。地震测井记录的信号频率是20～80Hz：声速测井的信号频率为20Hz，两者频率相差1000～250倍。地震测井更接近于地震勘探的实际情况②所得资料不同。地震测井时，如无其它干扰等因素影响，则其所求的平均速度值的绝对误差较，所以精度高。但因为是逐点测量，点距又不能很小，所以划分层速度粗糙。在声波测井中，声波经过岩层总时间用积分方法累积求出，误差随深度增加，所求平均速度绝对误差增大，精度略低。但它是连续测量，接收距又小，能细致划分层速度，能反映地层岩性特点，对地质解释意义较大③工作条件