三维地震资料解读

第一章概述（原理及方法）第二章三维地震勘探数据采集第三章三维地震勘探数据处理第四章三维地震勘探资料解释物探知识回顾1、应用地球物理、勘察地球物理、地球物理勘探简称物探2、地球物理学：研究地球内外，包含地核、地幔、地壳以及水圈、大气圈及其空间的物理场和物理现象，如地磁、重力、地震、放射性、地电、地球热学、气象等。

广义地球物理学：大气圈地球物理学、水圈地球物理学、固体地球物理学又称狭义地球物理学3、物探含义：用物理方法来勘探地壳上层岩石的构造与寻找有用矿产的一门学科。

它是根据地下岩层在物理性质上（密度、磁性、电性、弹性、放射性等）的差异，通过物理学原理，借用一定的装置和专门的物探仪器测量因岩石物理性质的差异引起的物理场（如电场、重力场、磁场）变化规律及分布状况，通过分析和研究物理场的变化规律，结合有关地质资料推断出地下一定深度范围内地质体的分布规律，为地质勘探、工程勘察、环境调查及地下资源分布规律的研究提供依据。

地球物理勘探是物理学、数学、现代计算机科学和地学结合的边缘科学和最有活力的生长点。

它不同于传统的找矿方式，即通过古生物、岩石矿物性质等确定矿藏。

4、几种重要物探方法重力勘探重力勘探是以地壳中岩矿石等介质密度差异为基础，通过观测与研究天然重力场的变化规律以查明地质构造、寻找矿产、解决工程环境问题的一种物探方法。

它主要用于探查含油气远景区的地质构造、研究深部构造和区域地质构造，与其他物探方法配合，也可以寻找金属矿，近年来重力勘探在城市工程、环境方面也有应用。

磁法勘探磁法勘探是以地壳中岩矿石等介质磁性差异为基础，通过观测与研究天然磁场及人工磁场的变化规律以查明地质构造、寻找矿产的一种物探方法。

它主要用于各种比例尺的地质填图、研究区域地质构造、寻找磁铁矿、勘查含油气构造、预测成矿远景区以及寻找含磁性矿物的各种金属非金属矿床，近年来磁法勘探在城市工程、环境方面主要用于开发区、核电站、大坝选址，寻找沉船、炸弹等金属遗弃物与地下管道，考古等方面。

地热勘探和放射性勘探电法勘探电法勘探是以研究地壳中各种岩石，矿石的电学性质差异为基础，利用电场或磁场（人工或天然）在空间和时间上的分布规律，来解决地质构造或寻找有用矿产的一类物理勘探方法。

主要用于水文地质、工程地质、煤矿地质和金属矿产的勘查等方面。

水文地质中主要研究含水储水构造及其空间分布形态，划分咸水、淡水界线；工程地质中主要用于研究建筑基础的地质情况，基岩埋深和起伏情况，断裂构造岩溶发育情况等；煤矿地质主要用于研究陷落柱、断层构造、煤层顶、底板含水情况，隔水层厚度、裂隙发育情况等。

地震勘探地震勘探是以研究地壳中各种岩石，矿石的弹性差异为基础，岩石弹性差异引起弹性波场的变化，表现为弹性异常，即速度不同，根据其异常值的大小及变化规律反演地下介质地质构造情况。

常用于石油、煤田勘探和水文地质、工程地质勘查。

地震勘探是通过观测和研究人工激发的地震波在介质中的传播规律，以达到勘探地下岩层的构造形态和岩土力学性质。

地震又称为地动，分为天然地震和人工地震，两种地震主要区别在于震源不同。

天然地震由地球内部的构造力、火山活动、塌陷引起的地震。

利用天然地震了解地球内部（地壳、地幔等情况），进行地球的分层等。

人工地震人工地震是人工作用产生的地震，人们通过炸药爆炸、敲击振动，引起地动，产生地震波用仪器测量这些地震波（速度、到达的时间等），目的是了解地下介质的分层情况、界面的埋藏深度，构造分布情况等。

5、物探方法特点（1）物探是一种间接的勘探方法用钻机或其他机械手段从地下取出岩样来认识地质构造是直接的勘探方法。

物探无须从地下取出岩样，而是通过使用专门的仪器设备在地面观察由地下介质引起的某种物理场的分布状态，收集和记录某些物理信息随空间或时间场的变化，并对这些信息的分布特征作出解释和推断，从而揭示地球内部介质物理状态的空间变化和分布规律，来了解矿产资源分布和赋存状态，查明地质构造；在工程勘察和检测方面属于无损检测，对检测对象不会造成破坏。

（2）物探工作具有效率高、成本低的特点（3）物探工作相对而言能从整体上了解隐伏的勘探目标体的全貌，避免钻孔勘探‘一孔之见’的弱点，即透视性高物探工作能够提供勘探区域内二维、三维的地下岩溶分布状态，克服钻孔‘一孔之见’的局限性。

跨孔声波、电磁波透视法能了解两孔之间岩体的完整性，能从整体上评价岩体的完整性与基础的稳定性.（4）物探工作自身局限性，方法应用具有条件性由各种物探方法的工作原理可知，物探工作能否有效的解决地质问题，首先决定于探测对象与围岩之间是否存在物理性质上的差异及使物理场分布状态及强度发生足够的变化的体积。

物探方法的有效应用首先要求探测目标与围岩之间存在可被利用的物性差异以及目标体要有足够大的体积；其次，物探效果还受地形条件的影响、勘探场地的局限、地表覆盖层的性质及厚度、勘探现场噪声与地质环境中一些干扰体的影响。

（5）物探资料的反演解释具有多解性，其解释结果具有一定的概略性和近似性多解性：同一物理现象可以由多种不同因素引起。

例如，电法勘探中，视电阻率的变化可以由被测目标体电阻率值变化引起，也可以由其体积变化或埋藏深度变化引起；其他物探资料异常的反演解释也是如此。

因此物探资料具有多解性。

克服资料解释多解性必须将其与钻井资料或地质资料相结合进行推断解释，必须掌握一定的地层岩矿石的物性参数。

近似性和概略性：影响物探解释精度的主要原因：a物探仪器本身观测精度有一定的限度，其观测数据必然带一定的误差c受观测系统的影响和限制，观测数据的空间有限b环境因素的干扰影响使观测数据不准确d实际地质条件的复杂性以及地质体的物理性质和形状、产状要素的多变性的影响e正演和反演的数学物理方法的水平有限（6）物探工作的特点优点：透视性高、效率高、成本低缺点：条件性、多解性（7）物探工作的地位在我们国家的铁路、公路、水利水电、工程建设，煤矿床勘查、石油天然气勘察等各个领域具有重要的地位，但由于其本身的特点，又加上地质体及构造是复杂多样的，因此物探工作并不能取代其他的地质工作，而必须采用多种勘察手段并举，综合利用与分析。

（8）物探工作的作用物探工作在煤田、油气田中的作用a.确定煤田、油气田的赋存范围b.研究煤田采空区位置、范围c.确定煤层深度、层位、厚度、结构d.探测查明工作面前方构造e.预测顶板冒落、瓦斯突出、突水，提高采掘率f.研究背斜、向斜、断层、褶皱、不整合、退覆、超覆、尖灭等g.地质构造情况h.编制油气储层、盖层条件评价图，预测生油能力、生油质量评价i.确定油气层深度、厚度、构造和层位等j.对构造、地层岩性进行综合研究地震勘探实例1、一次完整的地震勘探包括：原始数据采集、地震数据处理、地震资料解释2、地震勘探仪器地震仪器是获得数据的工具，包括震源、地震仪和地震车，地震仪包括检波器、放大器和记录器。

3、三维地震仪建立在微型计算机上的网络通讯和控制技术。

实时显示野外采集的数据，并存储在硬盘、光盘及外置磁带机中。

采集站采用24位模数转换器和无址连接技术，动态范围大，使用方便，功耗低特点。

采集站防水，体积小，重量轻，野外操作简单，可利用计算机资源丰富。

系统兼顾工程地震勘探和石油地震勘探特点。

4、数据采集首先测量，确定勘探范围；收集区域地质资料；设计观测系统，布置测线；采集原始数据即地震记录的获取简单连续观测系统——综合平面图、连续观测系统间隔排列连续观测系统——相遇时距曲线观测系统5、室内资料处理目的：得到与地质剖面在形态上有一定对应关系的时间剖面；消除噪音；提取速度、岩性等参数；最终得到一种时间剖面。

动校正：动校正是数据处理基本步骤，即将各道记录的反射波旅行时逐点减去因炮检距不为零引起的时间差。

校正结果使同相轴形态和地下界面形态相同。

共反射点叠加消除干扰波，多次波，增强有效波。

当界面倾斜时，不存在共反射点，必须引入“偏移叠加”技术，三维地震勘探特点之一。

地震时间剖面地震时间剖面（变面积显示）地震时间剖面（彩色显示）6、室内资料解释目的：得到地质剖面图——平面构造图（等T0图或者等深度构造图）；提供勘查目的所要求的含油气、煤层走向、断层或盆地、褶皱等地质构造的具体位置与深度等资料，即最终成果；由地质院或者物探公司地质解释人员完成解释步骤：1、地震资料初步整理和评价2、进行波的对比3、绘制平面图4、速度参数的研究5、进行地震剖面的地质解释6、作出勘查目标评价a对时间剖面进行分类，优良、合格、废品三级b信噪比高目的层全，地质现象清楚为优良；可用于作解释的剖面为合格c分析研究时间剖面上反射同相轴特征，识别追踪同一界面反射波d 绘制深度剖面图、构造图和等厚度图e 求取速度参数，进行时深转换f 根据地质剖面或者时间剖面的对比，推断解释地质层位和地质构造 根据地震资料解释成果，综合地质资料，写出地震勘探成果报告。

第一章 概 述1、三维地震勘探发展的背景2、地震勘探的必要性3、三维三维地震勘探的优点三维数据采集不存在二维数据采集时来自非射线平面内的侧面反射波。

三维采集的数据按三维空间成像处理，可以真实地确定反射界面的空间位置。

三维观测可以避开地形、地物的障碍，对地表条件适应性很强。

三维观测可对原始数据有更大的保真度，相位数据更齐全，便于研究地层的岩性。

三维地震勘探资料的完整统一性及显示技术的现代化，更便于人工联机解释。

4、三维地震勘探定义三维地震勘探又称面积勘探，是在地面上同时布置规则或非规则多条测线和多个激发点。

共反射面元—— “共反射点”面积测量和折曲测线观测系统的三维多次覆盖技术不能严格遵守共反射点叠加的定义，实际的共反射点道集随着测线的改变或测线弯曲会有一定的离散，围绕着理论共反射点位置的这些实际的地下共反射点道集，称为“共反射面元”。

三维地震勘探与二维勘探共反射点示意图：5、三维地震勘探原理 常用反射波法实现a 波动理论 惠更斯－菲涅尔原理、绕射波(反射波)时距方程b 射线理论 几何地震学－研究地震波的运动学特征，研究波在介质中传播的空间位置与传播时间的几何关系。

包括：惠更斯原理、费马原理惠更斯原理：介质中波阵面（波前）上的各点，都可以看作为发射子波的波源，其后某时刻这些子波的包迹便是新的波阵面。

解释波的衍射(绕射)现象c 波阻抗分界面上的反射与折射波阻抗－ 介质密度与波在介质中传播速度的乘积。

入射角、反射角、折射角遵循斯奈尔定律 反射角和透射角的大小取决于反射波速度与透射波速度。

产生折射波条件 下层介质速度大于上层介质速度在弹性分界面上波的反射和透射 11v ρ≠p2v2地震波才会发生反射 反射定律 反射线位于入射面内，反射角等于入射角入射面：入射线和法线NP 所确定的平面垂直分界面叫入射面 透射定律22112121sin sin sin sin θθθθvv v v =⇒=斯奈尔（Snell ）定律：在一个分界面上产生的入射、反射和透射波都具有相同的射线参量。