高分辨率地震勘探PPT课件

浅谈高分辨率地震勘探的应用

一、前言

目前来说，地震方法是在进行水温、工程、环境、地址调查的主要的勘察方法，这种方法的工作原理主要是通过在人工方面进行地震波的运动学和动力学的激发的方法用来解决在地质上的难题。这种方法在生产运用的过程中非常的常见，所以我们需要进行深入的研究。我们在进行地震方法研究的时候，首先要知道这种方法的主要工作原理是利用地震波，地震波会通过人工爆破产生，当地震波在传播到地下遇到了底层的界面的时候，就会按照波所产生的反射和折射原路返回到产生地震波的地方，这些返回的地震波会被我们在不同位置上所放置的验波器所接收，从而在机器中被记录，这些所记录的数据是呈现出一个规律的，所记录的数据再由我们进行处理，得到的资料可以用在我们需要的勘测地质的方面，方便我们在地质方面的生产活动。在以往的进行高分辨率在地震勘探中的使用越来越频繁，几乎成为了地质勘探的主要的工具，在进行基岩的起伏和含水层等各种不同的地下构造的时候，积累了很多的经验。而矿井地质的工作上却很少用高分辨率解决煤矿中的问题，在煤矿的生产过程中，几乎还是使用传统的解决方法进行煤矿生产的问题。但是由于最近煤矿的生产对于矿井地质的工作的要求可以说是越来越严格，传统的工作方式已经无法满足我们对于生产上的需求，怎样将高分辨率运用在矿井的工作中，提高矿井工作的效率是当今矿井地质工作的当务之急。

二、高分辨率地震勘探原理和方法

地震在我们的日常生活中并不陌生，仅仅几年的时间就发生了大大小小十几起的地震时间，从汶山地震到玉树地震，地震似乎是我们生活中的随处可见的，然而高分辨率地震勘探原理就是利用这种地震波，所谓地震波就是利用爆炸或者是其它的人工方法使地面发生震动，这种震动就是通过波的形式向各个方向进行传播，这种波就是我们所说的地震波。波在同一种介质中可以以相同的速度进行传播，但是地下岩层由各种各样不同的性质组成，这也就造成了这种地震波碰到他们的界面的时候会发生反射和折射，由于这种反射和折射就造成了有一部分的波返回到地面上，这种回到地面上的波可以通过验波器接收并且总结各种数据资料。地震勘探就是利用这种原理，将人工所激发的地震波向地下进行传播，遇到岩层的分界面的时候进行反射波和折射波，计算这其中的时间，地震勘探就可以通过这个时间来确定界面埋藏的深度和其基本形状。地震勘探的目的就是根据人工所发射的地震波的到达的时间，还有其频率和波形来进行地下岩层的形状和构造的信息的分析。近几年，我国的地震勘探技术在不断的提高，高分辨地震勘探方法逐渐的变得成熟，传统的地震勘探的方法已經过时。高分辨地震勘探主要是分别从垂向和横向这两个方面进行了煤矿的岩层和断裂的构造的形状进行分辨的能力。本篇文章通过对于一个企业中的实例的描述进行对于高分辨地震勘探方法的发展前景进行分析。

地震

名词解释

1. 时距曲线：表示波从震源出发，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的距离x之间的关系的曲线。

2. 惠更斯原理：波前面上的每一点，都可以看做是新的震源，而这些小震源发出的子波波前的包络面，就是新的波前面。

3. 同相轴：地震记录上各道振动相位相同的波峰或波谷的连线称为同相轴。

4. 均方根速度：在一定条件下，把不是双曲线关系的时距曲线方程简化为双曲线关系时引入的速度。

5. 动校正：动校正就是把炮检距不同的各道上来自同一界面、同一反射波到达时间，校正为共中心点的回声时间。

6. 地震构造图：地震构造图是一种以地震资料为依据，用等深线（或等时线）及其他地质符号表示地下某一层面起伏形态的一种平面图件。

7. 正常时差：炮检距为x时的旅行时与零炮检距时的旅行时之差。

8. 波阻抗：地震波在介质中传播时，作用于某个面积上的压力与单位时间内垂直通过此面积的质点流量之比，称为波阻抗。

9. 视速度：沿某一观测方向（通常是地面测线）确定的速度称为视速度。

10. 反射系数：反射波的振幅与入射波的振幅之比，叫做反射截面的反射系数。 11. 反射定律：入射角等于反射角，入射线，法线和反射线在同一界面内。

12. 分辨率：指识别出多于一个地震反射的能力。

13. 垂直分辨率：指通过比较地震子波延续时间△t和垂直通过底层的双程时间△ζ表示垂向分辨能力。

14. 水平分辨率：指利用地震资料，在横向上能分辨地质体的最小宽度或范围。

15. 费马原理：地震波沿射线的旅行时与沿其它任何路径的旅行时相比最小，亦是波沿旅行时最小路径传播。

16. 射线平面：由入射线、反射线和法线组成的平面叫射线平面。

17. 透射定律：入射线、透射线位于法线两侧，入射线、透射线和法线在同一射线平面内；入射角的正弦和透射角的正弦之比等于入射波的速度和透射波的速度之比。

18. 波前：某一时刻t，空间中所有刚刚开始振动的点连成曲面，该曲面称为某一时刻t的波前面，简称波前。

地震勘探

1、地震勘探：以岩矿石间的弹性差异为基础，通过接受和研究地质体（构造或矿体等）在地表及其周围空间的弹性波场的变化和特征来推断地质体存在状态（产状、埋深、规模等）的一种物探方法。P1

2、工程地震勘探；是一种研究人工震源（如机械敲击、可控震源、爆破等）所激发产生的地震波在地下岩层、土壤或其他介质中传播来解决工程地质问题的方法。P2

3、塑性形变：人工激震后，岩石附近发生破碎，介质产生的变化是塑性变形。P7

4、弹性变形：远离震源的介质质点会发生振动，发生体积和形状的变化，但由于受到的作用力极小，且作用时间极短，随着外力的消失而消失，岩层的这种随外力消失而恢复原形的形变称为弹性形变。

5、振动图：在波传播的某一特定距离上，该质点位移u随时间t变化规律的图形称振动图形。P12

6、波剖面/波剖面图：若在某一确定的时刻t，位移u随距离x变化关系的图形称波剖面。（即以观测点与震源O的距离x为横坐标，以质点离开平衡位置的位移u为纵坐标作图）

7、波动：振动在介质中的传播。振动和波动的关系就是部分和整体的关系。波有一定的速率，波的频率等于震源的频率。P13

8、等相位面：在某一时刻，相同相位状态的质点所连成的面（显然，波前面和波尾面都是等相位面）P14

9、视速度定理：地震波是沿射线方向传播的，我们观测它时，只有和射线方向一致才能测得其真实速度v。其他任意方向所得的速度为视速度v。P15

10、地震界面:地震波传播时波速变化的界面或波阻抗不同的界面，即弹性性质不同岩层之间的分界面。P18

11、地质界面：岩性不同的界面。

12、地震波运动学：研究地震波波前得空间位置与其传播时间的关系，也叫几何地震学。P20

13、地震波动力学：研究地震波传播过程中它的波形、振幅、频率、相位等的变化。

14、地震波的类型：纵波（p波、膨缩波、疏密波、压缩波）、横波（剪切波、s波）、面波（Rayleigh波Love波）

高分辨率地震勘探综述 (2)

高分辨率地震勘探综述

摘要高分辨率是地震勘探的一个重要研究方向，涉及地震数据采集、处理和解释等各个方面。在回顾高分辨率地震勘探发展历程及存在问题的基础上，重点阐述了高分辨率的评价机制，并对近年来发展的高分辨率方法原理及应用实例进行了详细介绍。高分辨率是一个系统工程，实际生产中的各个环节都有可能对分辨率造成影响，因此，高分辨率不仅仅局限于某个单独的技术，需要同时发展采集、处理和解释各方面的技术，尤其是借鉴交叉学科的新方法。

关键词：采集；处理；解释；高分辨率；评价机制

1 概述

1.1 高分辨率勘探的目的及技术发展历程

地震勘探是一种应用地震波在地下介质中的传播来对地下地质构造和岩性进行测量的技术，经过近一个世纪的发展，该方法已经成为最有成效的油气勘探物探方法。纵观地震勘探的发展历程，高分辨率一直是科研、生产的重点和难点。诚然，高分辨率地震勘探是一个系统工程，从地震资料采集、处理到解释，每一个环节都对分辨率有着重要的影响。虽然采集、处理和解释分属不同的环节，考量高分辨率的角度也有所不同，但三者是有机联系的。首先，野外地震数据的采集质量直接关系着地震勘探的成败，只有在采集质量得到保证的前提下，处理技术（诸如静校正、拓频和压噪技术等）才有发挥的空间，而地震处理得到的剖面又是解释的基础，解释成果则是高分辨率地震勘探的最终目标，三者环环相扣，紧密联系；其次，采集、处理和解释的方法也是相互影响和促进的，例如，采集观测方式的改变有可能对处理方法或参数提出新的要求（如可控震源采集对处理提出了谐波压制的要求等），解释方法的突破也有可能对处理提出新的标准（如AVO解释技术要求处理方法具有高保真度等）。

在阐述高分辨率地震勘探之前，有必要先介绍一下分辨率的概念及主要影响因素。地震勘探分辨率是基于地震测量技术对地下构造进行空间测量的精度描述，在反射波地震勘探中可以概括如下：可分辨的最小地质体的厚度或最窄地质体的宽度，前者称为垂（纵）向分辨率，后者称为横向分辨率[1-2]。马在田[3]（2004年）又提出了偏移成像广义空间分辨率的概念，扩展了分辨率的范畴。对于垂向分辨率，不少学者从不同的角度进行了研究，形成了几个具有代表性的分辨率标准，如Rayleigh准则[4]（分辨率极限为4）、Ricker准则（分辨率极限为4.6）和Widess准则[5]（小于8），其中，4是目前生产中最常用的分辨率判断标准。上述准则都是以地震子波波长作为定量估算垂向分辨率的参量，这表明，在地震波速度一定的情况下，地震子波的优势频带越高，波长（主周期）越短，则垂向分辨率越高。对于横向分辨率，人们一般用菲涅尔带的半径进行描述[6]。横向分辨率主要取决于勘探深度、地层速度和地震波频率，速度越小、深度越浅、频率越高，则横向分辨率越高，反之亦然。广义空间分辨率除了与频率、速度有关，还受深度、距成像点地面投影的水平距离及炮检距等因素的影响[7]。

-地震勘探

地震解释:将地震信息转换成地质信息。核心就是依据地震剖面的反射特征和地震信息，应用地震勘探原理和地质基础理论，赋予其明确的地质意义和概念模型。

地震构造解释阶段

 在构造地质学和地震成像基本原理的基础上，确定地下主要反射界面的埋藏深度，落实和描述地下岩层的构造形态特征，为钻探提供有力的构造圈闭是其主要目的。

 地震沉积解释阶段

 以地震地层学和层序地层学理论（思想方法）为基础，落实隐蔽油气藏、描述地下储层空间几何形态为主要目的。

 地震资料综合解释阶段

以地震资料为基础，综合一切可能获得的资料（包括地质、钻井、测井以及地球化学和其他地球物理资料），合理判断和分析各种地震信息的地质意义，以达到精确重现地下地质情况。

震源激发时产生尖脉冲，在激发点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一定距离时，波形逐渐稳定，称该时刻的地震波为地震子波

• 地震信息主要以时间剖面的形式显示出来。

• 使用最广泛的时间剖面有两种：一是水平叠加时间剖面，简称水平剖面；二是叠加偏移时间剖面，简称偏移剖面。

• 速度剖面（叠加速度剖面、均方根速度剖面、速度剖面）、三瞬剖面（瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位剖面）、保持相对振幅剖面（亮点剖面）、反射系数剖面、波阻抗剖面和合成速度剖面

时间剖面的显示:波形剖面变面积剖面变密度剖面波形加变面积剖面彩色显示剖面

基准面：统一或浮动的，多选在低速带之下。地震剖面上0秒所对应的海拔。

视周期：相邻波峰(谷)之间的时间长度

视主频：视周期的倒数。主频指频谱图上最大能量对应之频率

波峰：地震道振动向上(右)为波峰，向下(左)为波谷。

地震剖面上各种波的识别标志

1. 同相性：同一反射波的相同相位，在相邻地震道上的到达时间也是相近的

2. 振幅显著增强：反射有效波的能量一般都大于干扰背景的能量。

3. 波形特征:同一反射波在相邻的地震道上的波形特征相似，即主周期、相位数等是相似的。

高分辨率地震勘探

随着油气勘探技术的发展和勘探程度的提高，要求地震勘探能确定储集层（储集体）的垂向厚度及向四周延伸的范围，查明小断层及小幅度构造，但是，很多储集层，尤其是地层性的储集层，其体积一般都较小，这时常规的地震勘探方法已不能满足这种要求，必须进行高分辨率勘探。

我国大约在1985年开展这方面的试验工作。经过几十年的努力和工作实践，积累了一些经验，也取得了较好的地质效果，找到了一定数量的地层岩性圈闭的油气藏。

一、高分辨率地震勘探的意义

高分辨率地震的意义远远不限于分辨两个相邻的物体，而是为油气勘探提供更多的、更精细的地质信息。因此，对油气勘探而言，地震分辨率是指精细而且正确反映地下地质情况的能力；这种分辨能力是通过地震波同相轴的分离、组合、延伸、相互接触关系、振幅、频率变化而表现出对地下多个(不仅是两个)地质体的地层及其之间的关系、沉积相、岩性、含油气性等对油气勘探至关重要的地质信息。因此，地震分辨率不仅仅是一个纯物理概念，而是一个地球物理概念。

高分辨率地震的优越性主要表现在以下方面：

(1)精细的构造解释

由于分辨率的提高，地震剖面更清晰，小断层、小幅度构造、水道等细微的地质现象都表现出来了，有利于精细的构造解释.

莺歌海盆地LT31—2构造，就是应用高分辨率地震后在地层上倾方向发现一条深切谷，形成上倾方向的封闭，侵蚀面与地层界面共同形成一个背斜圈闭；

在南海东部，曾应用高分辨率地震寻找小幅度背斜，取得很好的效果；

江汉、苏北也应用高分辨率地震解决了小断层、小断块以至砂岩体的问题。

(2)含气层的直接标志——亮点和平点当砂、泥岩的阻抗差别不大时，含气层顶面将有亮点出现，而气水界面处则应有平点；但由于气层顶面与气水界面之间的距离一般都很小，特别是地层倾角较小时，常规地震是很难分辨的。地震分辨率提高后，就有可能同时得到亮点和平点反射。

海洋石油总公司应用亮点加平点的直接标志，在莺歌海盆地勘探天然气时，钻探4个构造，成功率达100％，并应用平点圈定气田的含气范围，确定气水界面，有效地减少了评价井数量，获得巨大的成功。

工程地震勘探的地质基础课件 (一)

工程地震勘探是以地震波在地下介质中传播及其反射、折射、衍射、散射等规律为基础的地质勘探方法，是现代工程地质勘探的重要手段之一。要进行有效的地震勘探，必须有一定的地质背景知识，因此，工程地震勘探的地质基础课件的编写也至关重要。

一、基本概念

工程地震勘探是指应用地震波在地下介质中传播及其反射、折射、衍射、散射等规律，进行对地层结构的物理探测方法。

二、地震波的基本特性及其传播规律

地震波是指地震能量在地球内部传播过程中的一种机械振动波动，主要包括纵波和横波两种形式。地震波在地下介质中的传播包括相速度、波速、衰减等特性，了解这些特性对地震勘探有着重要的意义。

三、地震波的反射、折射、衍射、散射

地震波在不同介质之间传播时会出现反射、折射、衍射、散射等现象，这些现象是工程地震勘探中不可缺少的重要课题。此外，了解不同地质条件下的地震波反射、折射、衍射、散射等规律也对工程地震勘探的精确度有着重要的影响。

四、地震波在不同地质构造下的传播

不同构造下的地质物理参数不尽相同，因此地震波在不同构造下的传播规律也存在差异。如何了解不同地质构造下的地震波传播规律，是有效进行工程地震勘探的前提。

五、地震勘探中的测量与分析

前面所述均是理论知识，地震勘探的实现还需要大量的测量与分析。不同的勘探目标有着不同的测量方法和相应的分析手段，掌握测量与分析技术对于工程地震勘探具有十分重要的实践意义。

总体来说，在编写工程地震勘探的地质基础课件时，应该以工程实际工作为出发点，系统、全面地阐述工程地震勘探中的关键地质问题，以期为工程实践提供有效的参考依据。

地震勘探理论基本知识课件

一、地震勘探理论概述........................................3

1.1 地震勘探的定义与意义.................................4

1.2 地震勘探的历史与发展.................................5

1.3 地震勘探在油气勘探中的应用...........................7

二、地震波理论..............................................8

2.1 地震波的传播原理....................................10

2.2 地震波的类型与特性..................................11

2.3 地震波的传播介质与速度..............................12

三、地震勘探方法...........................................13

3.1 地震测线与地震观测..................................15

3.2 地震数据采集技术....................................16

3.3 地震数据处理方法....................................17

3.3.1 预处理..........................................18 3.3.2 初次处理........................................19

3.3.3 解释处理........................................20

地震勘探 2

横波(纵波):质点振动方向与波传播方向垂直(一致).

振动图:同一质点在不同时刻所处位置关系.

波动图:振动在传播过程中,各个质点所在位置组成的波形曲线.

视速度:不沿射线方向测得的传播速度.

视波长:从波剖面中可得到的相邻两峰或两谷间的距离称为视波长.

正常时差:将由震源点激发到某一反射界面的自激自收时间与某一炮检距处接收时间之差,称为正常时差-由炮检距不同而引起的时差.

剩余时差:动校正后多次各叠加道时间与其中心点处的时间t0之差.

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.

均方根速度:把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似当作双曲线,求出的地震波速度称为均方根速度.这种近似在一定程度上考虑了射线的偏折.

等效速度:在均方介质条件下,理论双曲线与实际反射波时距曲线最佳拟合的介质速度.

平均速度:地震波垂直穿过地层的总厚度与总传播时间之比.

地震子波:震源产生的信号传播一段时间后,波行趋于稳定,我们称这时地震波为地震子波.

纵向分辨率:在纵向上能分辨岩层的最小厚度.纵向分辨率能分辨的最小厚度为1/4波长.

横向分辨率:指在横向区分最小地质的宽度.设为一个菲涅耳带宽度.

地震勘探分为反射波勘探地震法,折射波勘探地震法和透射波勘探地震法,用于石油和天然气勘探主要是反射波勘探地震法,其他两种方法用的较少.

观测系统:炮点和检波器之间的位置关系

动校正过程:从一次反射波的旅行时中减去正常时差,就得到炮点处自激自收反射时间t0.

水平叠加:地震资料数据采集得到的是共炮点记录,在地震资料处理时,根据观测系统进行抽道,得到共中心的点道集,再对共中心点道集进行动校正,然后利用水平叠加技术,就得到水平叠加剖面.

影响水平叠加效果的因素主要有叠加速度的影响,界面倾斜情况.

在水平叠加剖面上,多次波能量得到的压制,绕射波能量加强.

地震解释显示方式:波行形式,变面积形式,变面积加波形形式,变密度形式,变密度加波形形式. 地震子波表达式:S(t)=W(t)*R(t)+n(t)