地震地質(zhì)基礎(chǔ)

地震地質(zhì)基礎(chǔ)第1頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四《地震解釋原理與方法》內(nèi)容

地震解釋基礎(chǔ)知識(shí)**地震構(gòu)造樣式地震地層學(xué)

地震層序?qū)有虻貙涌蚣苣Ｊ降卣鹣喾治?*速度分析與應(yīng)用**特殊處理地震資料的解釋與應(yīng)用第2頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§1

地震解釋基礎(chǔ)知識(shí)

本章主要內(nèi)容1.1地質(zhì)界面1.2波阻抗界面1.3地震反射記錄1.4人工合成地震記錄1.5地震分辨率--垂向分辨率橫向分辨率第3頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§1-1

地質(zhì)界面簡(jiǎn)介一、構(gòu)造作用界面

1、角度不整合面

2、平行不整合面二、沉積作用界面

1、沉積間歇面

2、無(wú)沉積作用間斷面三、其他界面

1、氣水界面、斷層面第4頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、角度不整合面

1)側(cè)向構(gòu)造擠壓運(yùn)動(dòng)第5頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2)局部角度不整合面

---構(gòu)造差異升降或斜欣運(yùn)動(dòng)第6頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第7頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3）局部侵蝕型角度不整合面

---侵蝕河道第8頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2、平行不整合面

成因---構(gòu)造垂直升降運(yùn)動(dòng)

A

BC第9頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、沉積作用界面

沉積作用界面指沉積條件的突然改變，如海平面升降、基底下沉速度，物源，水體的化學(xué)成分突然改變所形成的界面。2、無(wú)沉積作用間斷面1、沉積間歇面主要分兩大類(lèi)：

第10頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、沉積間歇面1）小到層理界面，大到層序界面；都是沉積間歇面2）在地質(zhì)歷史中，沉積間歇是常見(jiàn)現(xiàn)象。一般地，間歇時(shí)間遠(yuǎn)大于沉積時(shí)間；間歇面上下地層的產(chǎn)狀基本一致，而水動(dòng)力條件，沉積物成分，沉積速度，水體化學(xué)成分有明顯變化，層與層之間可有明顯的波阻抗差異。第11頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1）水下侵蝕面---海底峽谷，槽溝2、無(wú)沉積作用間斷面主要有以下4種類(lèi)型：2）沉積過(guò)路沖刷面---三角洲沉積體系頂面。3）前積底面---斜交前積層底面。4）退積頂面---快速海進(jìn)過(guò)程中的頂界面。第12頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第13頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第14頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1、氣水界面三、其他特殊地質(zhì)界面第15頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、斷層面第16頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

思考題：1、無(wú)沉積作用間斷與侵蝕間斷區(qū)分？2、地震地層學(xué)發(fā)展的推動(dòng)力是什么？第17頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

主要參考書(shū)：1、PracticalSeismicInterpretation

Badley,Michael,E.19822、SeismicInterpretation

Anstry,E.19812、高分辨力地震勘探

李正文，1993第18頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第19頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§1-2地震反射界面

一、地震子波二、波阻抗界面三、地震反射記錄第20頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（地質(zhì)）地震反射界面與理想的反射波、反射波同相軸據(jù)Anstey,1982修改地震勘探基本原理--回顧第21頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、最小相位地震子波一、地震子波第22頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、零相位地震子波

---子波處理：最小相位子波--零相位子波灰?guī)r泥巖第23頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、最小相位子波與零相位子波區(qū)別b(t)=[1-2(fpt)2]e-fpt)2

第24頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、波阻抗界面1、

波阻抗（Z）acousticimpedanceZ=V.Anstey(1977)曾將波阻抗比喻為acoustichardness,

如灰?guī)r---硬巖石；軟巖石---泥巖2、反射系數(shù)（RC）reflectioncoefficient

RC=I=R2I03、正反射，RC0

4、負(fù)發(fā)射，RC<0particlepressure\particlevelocity;impinged;analogy;intrinsicsusceptibility;tangiblemeaning;Z2+Z1Z2-Z1第25頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

三、地震反射記錄

1、正反射、負(fù)反射

在地震勘探中，正反射波或負(fù)反射波是通過(guò)陸上檢波器檢測(cè)振動(dòng)的振動(dòng)，海上檢波器檢測(cè)（海水）質(zhì)點(diǎn)壓力來(lái)完成的，檢波器可以把振動(dòng)力大小、方向轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)記錄下來(lái)。

來(lái)自正負(fù)反射界面可以通過(guò)初試振動(dòng)方向來(lái)辨別，為了說(shuō)明問(wèn)題，我們用波阻抗界面上的質(zhì)點(diǎn)速度或質(zhì)點(diǎn)壓力平衡原理

（Badley,Michael,E.1982）第26頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1）波阻抗界面上的質(zhì)點(diǎn)速度或質(zhì)點(diǎn)壓力平衡原理質(zhì)點(diǎn)速度--在質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度。質(zhì)點(diǎn)壓力--在質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)所承受的壓力。地震波速度--在在質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)過(guò)程中，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)向另外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳遞振動(dòng)的速度。相關(guān)概念：

質(zhì)點(diǎn)速度、質(zhì)點(diǎn)壓力、地震波速度第27頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在受到撞擊數(shù)微秒后，固體介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移情況在壓縮波傳播過(guò)程中，最大的質(zhì)點(diǎn)位移情況在質(zhì)點(diǎn)密集區(qū)，質(zhì)點(diǎn)速度（擠壓）最大；在稀疏區(qū)，質(zhì)點(diǎn)速度（擠壓）最小質(zhì)點(diǎn)壓縮情況particlecompression質(zhì)點(diǎn)速度particlevelocity質(zhì)點(diǎn)位移情況

particledisplacement第28頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2）正反射---初次質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向：入射波、透射波向下，反射波向上，為正反射第29頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3）負(fù)反射

初次質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向：入射波、透射波向下，反射波向下，為負(fù)反射第30頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、反射波極性(polarity)正極性--據(jù)SEG定義：正地震信號(hào)產(chǎn)生正阻抗壓力(海上)，向上的初跳(陸地)；正地震信號(hào)在用負(fù)數(shù)值記錄，地震剖面上用波谷顯示。負(fù)極性--第31頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正反射與負(fù)反射及地震波顯示的極性

負(fù)極性顯示正極性顯示第32頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§1-3

地震記錄道與地震剖面一、地震記錄道

在檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，自激自收條件下檢波器接收到的反射波序列叫地震記錄道（seismictrace）1、不同于檢波記錄2、是地震剖面中的一個(gè)個(gè)體，為一維地震剖面3、由多個(gè)界面反射波的迭加而成第33頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震記錄道是地震剖面中的一個(gè)體地震剖面有橫向上等道間距的地震記錄道構(gòu)成

第34頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震記錄道由多個(gè)界面反射波（強(qiáng)反射波）迭加而成

第35頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震記錄道由多個(gè)界面反射波的迭加而成

S（t）=s(t1)+s(t2)+s(t3)+s(t4)+s(t5)…..+s(tn)

其中s(tn)=r(tn)*b(tn)

第36頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、地震剖面

1、從合成的角度看，時(shí)間地震剖面是橫向等間隔距離一系列零炮距地震反射波紀(jì)錄道的合成體

縱向：時(shí)間

橫向：距離（地震記錄道）

第37頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、地震剖面的基本屬性A、地震記錄道（如前所述）B、反射波同相軸

不同地震記錄道上，同一地震反射界面產(chǎn)生的地震波的相同的相位所構(gòu)成的軸線。

第38頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震剖面--常規(guī)變面積顯示剖面

雙程旅行時(shí)間（秒）地震記錄道（Trace）（據(jù)勝利油田資料，1998）第39頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震剖面--密度顯示剖面（同相軸更清楚）第40頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、地震記錄道提取方法1、地震勘探野外施工

---組合檢波2、室內(nèi)處理：

---抽道解編

---靜校動(dòng)校

---水平迭加

----偏移疊加第41頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四組合檢波共中心點(diǎn)反射波據(jù)Badley,1983

第42頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常規(guī)處理動(dòng)校正（正常時(shí)差校正）水平迭加(a)來(lái)自共中心點(diǎn)（CDP）的反射波構(gòu)成一條時(shí)距曲線;（b）時(shí)距曲線通過(guò)正常時(shí)差校正（normalmoveoutcorrection）把來(lái)自共深度點(diǎn)的反射波校正到T0時(shí)間上，T0為地表到共深度的自激自收的雙程旅行時(shí)間。(c)把校正到T0

時(shí)間上來(lái)自同深度點(diǎn)的反射波迭加到一起，反射信號(hào)加強(qiáng)，參于迭加的信號(hào)數(shù)即為地震覆蓋次數(shù)。第43頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四靜校正（基準(zhǔn)面校正）動(dòng)校正（正常時(shí)差校正）水平疊加第44頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四反射界面與反射波（據(jù)Anstey,1982修改）

第45頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)人工合成地震記錄

人工合成地震記錄(syntheticseismograms)就是通過(guò)一口井的聲波、密度資料構(gòu)建一個(gè)波阻抗曲線、反射系數(shù)序列，通過(guò)反射系數(shù)序列與理論地震子波的褶積(convolution)得到一個(gè)人工合成的地震記錄道，它可以與井旁的地震記錄道進(jìn)行對(duì)比（一般情況下，兩者非常相似），從而獲取鉆井剖面上有關(guān)地質(zhì)界面、反射界面的信息，地層和地質(zhì)界面的地震響應(yīng)以及地震反射波的地質(zhì)屬性。第46頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、基本原理

若X(t)表示地震記錄，S1(t)、S2(t)、S3(t)、S4(t)、……….Sn(t)代表各個(gè)反射界面的反射波，則有:

X(t)=S1(t)+S2(t)+S3(t)+S4(t)+……Sn第47頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四多個(gè)界面反射波的干涉迭加求和，數(shù)學(xué)上可以用褶積來(lái)表示，即：

X(t)=r(t)*b(t)

或X(t)=∫0∞r(nóng)(t)b(t-τ)dτ

其中X(t)--地震記錄，

r(t)--反射系數(shù)序列，

b(t)—地震子波第48頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、需要滿(mǎn)足的條件

1、層狀介質(zhì)模型--r(t)，橫向各向同性。

2、垂直入射--r(t)只是RC的函數(shù)。

3、子波不隨傳播時(shí)間變化而變化（無(wú)透射損失）。第49頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、

制作步驟

褶積公式的數(shù)值解

X(t)=∫0∞r(nóng)(t)b(t-τ)dτ

若t=i?t;τ=j?t則

X(i)=Σmj=1r(i-j)b(j)對(duì)于零相位子波，X(k)=Σ

r(k-j)b(j)其中k=i+（m-1）/2mJ=1第50頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、求反射系數(shù)離散序列r(t)

1）劃分宏觀層所謂宏觀層（macro-bed）指波阻抗大致相同、對(duì)地震記錄起主要作用的層或?qū)酉?，宏觀層間波阻抗存在明顯差異，內(nèi)部波阻抗差相對(duì)可以忽略。第51頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Soniclog劃分宏觀層示意圖第52頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1）求反射系數(shù)序列--r(t)

=a.Vk

其中k=0.23

H(i)

V(i)

T(i)=2h(i)/v(i)

t(i)=∑T(i)

ki=t(i)/t

r(ki)=RC(i)其中RC(i)=(V1.23(i+1)-V1.23(i))/(V1.23(i+1)+V1.23(i))劃分宏觀層第53頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（1）通過(guò)宏觀層的速度、厚度可以求出每個(gè)單層的雙程旅行時(shí)間。

t(i)=2(i)/V(i)（2）通過(guò)每個(gè)單層的雙程旅行時(shí)間累計(jì)，可以求出地震波從起始深度到達(dá)各界面的雙程旅行時(shí)間和離散時(shí)間序列。

T0(i)=∑t(i)2）求反射系數(shù)離散序列r(t)第54頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）通過(guò)速度、密度可以求出每個(gè)宏觀層分界面的反射系數(shù)

R0(i)=(ρ(i+1)v(i+1)-ρ(i)v(i))/(ρ(i+1)v(i+1)+ρ(i)v(i))若只有聲波資料，可以通過(guò)速度求取。因?yàn)棣?i)=kv(i)а

；a=0.23RC(i)=(V1.23(i+1)-V1.23(i))/(V1.23(i+1)+V1.23(i))第55頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4）求反射系數(shù)離散序列r(t)：把各個(gè)宏觀層分界面上的反射系數(shù)賦值到離散時(shí)間序列的對(duì)應(yīng)位置，即求得反射系數(shù)離散序列r(t)：

即：r(L)=Rc(i)

其中L=T0(i)/dt；T0(i)=∑t(i)dt為離散間隔。

第56頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四r(6)=R0（1）r(14)=RC（2）反射系數(shù)序列示意圖----r(t)

L=t(i)/dt

r(L)=R0(i))

如果T0(1)=t（1）=24ms；dt=4ms,

則L=6，故r(6)=R0（1）

如果t（2）=32ms；T0(2)=t（1）+t（2）=56ms；dt=4ms,

則L=14，故r(14)=R0（2）

第57頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、求取地震子波的離散序列b(i)

雷克子波b(t)=[1-2(fpt)2]e-fpt)2

第58頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、褶積

X（i）=∑r(i-j).b(j)

下圖所示：

為了演示方便，設(shè)定反射系數(shù)序列r(i)離散點(diǎn)56個(gè)，子波序列b(j)離散點(diǎn)11個(gè)（其中b(6)=1.0），褶積過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)顛倒相乘然后相加的過(guò)程。如X（6），X（25）所列等式。

褶積的結(jié)果X（i）就是合成地震記錄離散序列，由這些點(diǎn)恢復(fù)的曲線為人工合成地震記錄。第59頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四S(6)=r(11).b(1)+r(10).b(2)+r(9).b(3)+r(8).b(4)+r(7).b(5)+r(6).b(6)r(5).b(7)+r(4).b(8)+r(3).b(9)+r(2).b(10)+r(1).b(11)

S(25)=r(30).b(1)+r(29).b(2)+r(28).b(3)+r(27).b(4)+r(26).b(5)+r(25).b(6)+r(24).b(7)+r(23).b(8)+r(22).b(9)+r(21).b(10)+r(20).b(11)3）離散化褶積過(guò)程示意圖

第60頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四X（6）所列等式X(6)=r(11).b(1)+r(10).b(2)+

r(9).b(3)+r(8).b(4)+

r(7).b(5)+r(6).b(6)+r(5).b(7)+r(4).b(8)+

r(3).b(9)+r(2).b(10)+

r(1).b(11)第61頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四S(25)=

r(30).b(1)+r(29).b(2)+

r(28).b(3)+r(27).b(4)+

r(26).b(5)+r(25).b(6)+r(24).b(7)+r(23).b(8)+

r(22).b(9)+r(21).b(10)+

r(20).b(11)

S(6)=

r(11).b(1)+r(10).b(2)+

r(9).b(3)+r(8).b(4)+

r(7).b(5)+r(6).b(6)+r(5).b(7)+r(4).b(8)+

r(3).b(9)+r(2).b(10)+

r(1).b(11)

離散褶積第62頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、人工合成記錄的應(yīng)用1、標(biāo)定層位；確定反射波的地質(zhì)屬性

2、地震模擬3、實(shí)例分析

適用于地震剖面中構(gòu)造解釋標(biāo)準(zhǔn)層、大小層序界面、重要地質(zhì)界面、砂巖層等分解面的標(biāo)定；準(zhǔn)確確定反射波的地質(zhì)屬性一維地質(zhì)模擬、二維的零炮距地震模擬塔里木、濟(jì)陽(yáng)凹陷第63頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四塔中1井O-C井段聲波測(cè)井與宏觀層劃分第64頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四塔中1井O~C井段人工合成地震記錄第65頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四示例說(shuō)明（課堂討論回答）1、剖面顯示極性：2、主要地質(zhì)界面的反射特征3、頻率對(duì)地震記錄的影響第66頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四濟(jì)陽(yáng)坳陷新義12井地震剖面--井的合成記錄第67頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四濟(jì)陽(yáng)坳陷層位精確標(biāo)定及地震地層對(duì)比第68頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、人工合成記錄常見(jiàn)錯(cuò)誤1、人工合成地震記錄的顯示極性與地震剖面的顯示極性不一致2、子波頻率（帶寬或主頻）與地震剖面的子波不一致3、整個(gè)合成記錄使用一個(gè)子波帶寬或主頻

如果模擬對(duì)象時(shí)窗大，則由于地震波向下傳播過(guò)程中能量衰減造成淺層反射波頻率高，深層反射波頻率低，如果用一個(gè)頻率的地震波模擬，用高頻，會(huì)淺層對(duì)上了深層對(duì)不上；用低頻，則深層對(duì)上了淺層對(duì)不上。此時(shí)，應(yīng)用能變頻的軟件制作合成記錄。第69頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4、測(cè)井資料的系統(tǒng)誤差

測(cè)井資料反映的速度會(huì)影響雙程旅行時(shí)間，還會(huì)影響反射系數(shù)。所以要注意不同井段不同時(shí)間的測(cè)井資料的系統(tǒng)誤差，由于井壁泥餅等影響造成的局部誤差。5、斜井或陡坡帶偏移誤差五、人工合成記錄常見(jiàn)錯(cuò)誤第70頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第71頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

第3節(jié)---地震合成記錄內(nèi)容---

重點(diǎn)復(fù)習(xí)第72頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§1-3人工合成地震記錄一、原理S(t)=r(t)*b(t)S(t)=s(t1)+s(t2)+s(t3)+s(t4)+….s(tn)

地震記錄為反射系數(shù)序列r(t)與地震子波b(t)的褶積；也是多個(gè)反射界面反射波迭加的結(jié)果。復(fù)習(xí)第73頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、人工合成地震記錄的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

S(t)=r(t)жb(t)

=∫r(t-).b()d

若t=t.i

=t.j

則

S（i）=∑r(i-j).b(j)

對(duì)于零相位子波S（i）=∑r(ii-j).b(j)

其中ii=1+(m-1)/2

J=1m0J=1m復(fù)習(xí)第74頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2)求理論地震子波---

雷克子波或帶通子波-----為一根據(jù)COS函數(shù)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)函數(shù)。

帶通子波b(t)=cos(2πtfp)ek(2tπfp)2

b(t)---子波函數(shù)

k---衰減系數(shù)(k=-0.0175--0.1)

t---時(shí)間

fp----中心頻率

t復(fù)習(xí)第75頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四bb(i)=cos(2πifp)ek(2iπfp)2

j=1..m

k=(m-1)/2+1

i=1..(m-1)/2

b(i)=bb(i)j=1....k-1

b(k+i)=bb(i)j=k+1…..m

b(k)=bb(0)=1.0j=k

復(fù)習(xí)第76頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四S(6)=r(11).b(1)+r(10).b(2)+r(9).b(3)+r(8).b(4)+r(7).b(5)+r(6).b(6)r(5).b(7)+r(4).b(8)+r(3).b(9)+r(2).b(10)+r(1).b(11)

S(25)=r(30).b(1)+r(29).b(2)+r(28).b(3)+r(27).b(4)+r(26).b(5)+r(25).b(6)+r(24).b(7)+r(23).b(8)+r(22).b(9)+r(21).b(10)+r(20).b(11)3）離散化褶積

復(fù)習(xí)第77頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四S(25)=

r(30).b(1)+r(29).b(2)+

r(28).b(3)+r(27).b(4)+

r(26).b(5)+r(25).b(6)+r(24).b(7)+r(23).b(8)+

r(22).b(9)+r(21).b(10)+

r(20).b(11)

S(6)=

r(11).b(1)+r(10).b(2)+

r(9).b(3)+r(8).b(4)+

r(7).b(5)+r(6).b(6)+r(5).b(7)+r(4).b(8)+

r(3).b(9)+r(2).b(10)+

r(1).b(11)

離散褶積示意圖

復(fù)習(xí)第78頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、人工合成地震記錄應(yīng)用

---地震地層對(duì)比的橋梁1）準(zhǔn)確標(biāo)定地質(zhì)界面在地震剖面中的位置2）準(zhǔn)確確定反射波的地質(zhì)屬性3）實(shí)例分析4）模型分析--預(yù)測(cè)地質(zhì)體的地震響應(yīng)；對(duì)反射波作出正確解釋復(fù)習(xí)第79頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四準(zhǔn)確標(biāo)定地質(zhì)界面在地震剖面中的位置復(fù)習(xí)第80頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震地層對(duì)比復(fù)習(xí)第81頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震地層對(duì)比復(fù)習(xí)第82頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四層位精確標(biāo)定及地震地層對(duì)比復(fù)習(xí)第83頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四層位精確標(biāo)定及地震地層對(duì)比復(fù)習(xí)第84頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第4節(jié)地震反射波分辨率

主要內(nèi)容波的干涉作用及相關(guān)因素垂向分辯率橫向分辯率第85頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震反射波分辨率

地震波的分辨率指地震波識(shí)別最小地質(zhì)體的能力，可分辨的最小地層厚度稱(chēng)為垂向分辨率（verticalresolution），可分辨的最小地質(zhì)體的寬度則為橫向分辨率(horizontalresolution)。第86頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、反射波干涉作用及相關(guān)因素

當(dāng)兩個(gè)反射界面間的雙程時(shí)間厚度小于子波長(zhǎng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生兩個(gè)反射波的迭加干涉（interference）。

第87頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、兩個(gè)界面的反射波干涉(a)—薄層情況，(b)—厚層情況。

第88頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四有關(guān)結(jié)論

從（a）和(b)兩種情況比較可知：（1）當(dāng)兩個(gè)反射界面雙程時(shí)間厚度大于一個(gè)子波長(zhǎng)度時(shí)，這兩個(gè)界面反射波沒(méi)有干涉，可以完全分開(kāi)；若雙程時(shí)間間距小于子波長(zhǎng)度時(shí)，則將發(fā)生干涉形成復(fù)合波（2）當(dāng)時(shí)間厚度一定情況下，子波長(zhǎng)度越短，越能將兩個(gè)反射界面的反射波分開(kāi)第89頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、若干個(gè)反射界面反射波的干涉情況

-----以塔中1井部分井段為例

第90頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四討論（1）由于地層時(shí)間厚度小于子波長(zhǎng)度，所以每個(gè)界面所對(duì)應(yīng)的地震記錄相位都是多個(gè)界面干涉后的復(fù)合相位。第91頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）時(shí)間厚度相對(duì)較大地層（厚層）的分界面1、9、10的反射波相位與地震記錄相位一致。

如界面1，正反射界面，對(duì)應(yīng)反射波1的主波瓣（mainlobe）波谷，復(fù)合波的波谷，這說(shuō)明界面1的地震記錄盡管也是多個(gè)界面反射波干涉后的復(fù)合波，但由于厚度較大，在干涉中該反射界面參與干涉的是振幅最大、能量最強(qiáng)的主波瓣，因此能在干涉中占主導(dǎo)作用，其他界面參與干涉的是振幅較小，能量弱的次波瓣，對(duì)復(fù)合波的影響不大。所以，這三個(gè)厚層分界面所對(duì)應(yīng)的地震記錄保持了它自身反射波的屬性，可以通過(guò)對(duì)應(yīng)相位識(shí)別。第92頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）時(shí)間厚度相對(duì)于子波長(zhǎng)度較小地層（薄層）的分界面，即其余11個(gè)反射界面的反射波相位與地震記錄的相位不對(duì)應(yīng)。

如，石炭系頂面，界面2為正反射界面對(duì)應(yīng)反射波2的主波瓣波谷，而所對(duì)應(yīng)的地震記錄卻為波峰（反射波1~13干涉所形成的復(fù)合波），這是因?yàn)?，界?和界面3間的時(shí)間厚度太小，反射波2的主波瓣波谷與反射波3主波瓣波峰、界面1、6、9的次波瓣波峰迭加干涉中不占優(yōu)勢(shì)造成的地震記錄的相位與該界面反射波相位不一致。所以在現(xiàn)有的地震子波條件下，地震記錄不能識(shí)別這些薄層界面。第93頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四子波長(zhǎng)度對(duì)地震記錄的影響第94頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1）地層厚度：越厚（時(shí)間厚度）越易分辨，而時(shí)間厚度與速度、地層厚度相關(guān)，同樣的地震波分辨不同速度的砂巖和灰?guī)r儲(chǔ)層的厚度差別很大

2）子波長(zhǎng)度（主頻）子波長(zhǎng)度由頻帶寬度控制，帶寬越大，子波越短，分辯率越高。

3）薄層或厚層是相對(duì)于地震子波長(zhǎng)度的一個(gè)相對(duì)概念，要提高地震分辨率，最重要的是要提高主頻，縮短子波長(zhǎng)度。

3、反射波的干涉的相關(guān)因素

第95頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四t（子波長(zhǎng)度）越小---垂向分辯率越高怎么能使子波變短呢？提高帶寬，不是簡(jiǎn)單的提高頻率第96頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四中心頻率=65HZ

帶寬=20HZ中心頻率=32HZ

帶寬=40HZ中心頻率=46HZ

帶寬=70HZ帶寬與中心頻率

第97頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四每一個(gè)地震子波可以看作是無(wú)數(shù)個(gè)不同振幅、頻率和相位的諧波疊加而成

第98頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四尖銳度（子波包絡(luò)面）地震分辨率尖銳度頻帶寬度第99頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四不同帶寬子波的地震響應(yīng)第100頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

我們必須牢記：

地震資料的分辯率主要取決于帶寬，提高帶寬是提高地震波分辯率的唯一途徑。第101頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第4節(jié)地震反射波分辨率

主要內(nèi)容波的干涉作用及相關(guān)因素垂向分辯率橫向分辯率第102頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、垂向分辯率

通過(guò)上述模擬實(shí)驗(yàn)和反射波干涉作用的討論，現(xiàn)在我們不禁要問(wèn)：

1）一個(gè)單層或一組地層到底要多厚，其頂?shù)酌娴姆瓷洳](méi)有干涉？2）地震波能夠?qū)㈨數(shù)酌娣珠_(kāi)的最小厚度是多大？第103頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、頂?shù)酌婺芡耆珠_(kāi)的垂向分辯率

第104頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地層時(shí)間厚度=2地層厚度/地層速度，即t=2h/主波長(zhǎng)=主周期速度=速度/主頻，即=Tp=/fp第105頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四若要使來(lái)自R1和R2的兩個(gè)反射波能完全分開(kāi)，必須滿(mǎn)足兩個(gè)反射波到達(dá)檢波器的間的時(shí)間差大于或等于一個(gè)子波長(zhǎng)度，這樣才不會(huì)使兩個(gè)界面的反射波發(fā)生重疊，

所以

=t

其中為頂?shù)捉缑鏁r(shí)間差；t為子波有效長(zhǎng)度。若反射子波有n個(gè)周期構(gòu)成，則子波長(zhǎng)度

t=nTp

而由于=2h/，所以，頂?shù)酌娣瓷洳ㄍ耆珠_(kāi)的地層厚度h為：

h=

t/2=n/2頂?shù)酌婺芡耆珠_(kāi)的垂向分辯率

是多少？第106頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四t（子波長(zhǎng)度）越小---垂向分辯率越高怎么能使子波變短呢？提高帶寬，不是簡(jiǎn)單的提高頻率第107頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、垂向分辯率標(biāo)準(zhǔn)

1）Rayleigh(1945)標(biāo)準(zhǔn)：中心波瓣寬度（b）2）Ricker(1965)標(biāo)準(zhǔn)：中心波瓣向外上下兩個(gè)拐點(diǎn)間的長(zhǎng)度（TR）3）Widess（1973）標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)波長(zhǎng)（λ）Rayleigh和Ricker的標(biāo)準(zhǔn)為半個(gè)主周期，Widess的標(biāo)準(zhǔn)為一個(gè)主周期第108頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四垂向可分辨的最小時(shí)間厚度極限標(biāo)準(zhǔn)

第109頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4）垂向分辯率研究有關(guān)結(jié)論Rayleigh(1945)研究的結(jié)果為：

Δt=b/2，其中Δt為最小的可分辨時(shí)間厚度，b為中心波瓣寬度。Ricker(1965)的研究結(jié)果為：Δt=TR，其中Δt為最小的可分辨時(shí)間厚度，TR為中心波瓣向外上下兩個(gè)拐點(diǎn)間的長(zhǎng)度。Widess（1973）的研究結(jié)論為：

Δh=λ/8，其中Δh為最小的可分辨地層厚度，λ為一個(gè)波長(zhǎng)。第110頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四如果都以主波長(zhǎng)為標(biāo)準(zhǔn)：Rayleigh：由于Δt=b/2，b=Tp/2，t=2h/v，λ=TpVΔh=λ/4Ricker：Δt=TRTp/2,Δt=2h/v，λ=TpVΔh=λ/4.6Widess：Δh=λ/4

上述不同結(jié)論，誰(shuí)對(duì)呢？

第111頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四----誰(shuí)對(duì)呢？

1）我們自己通過(guò)做實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)判吧2）實(shí)驗(yàn)怎么做—用合成記錄原理與方法，做一維模型。第112頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、厚層泥巖中楔狀鑲嵌砂體的地震響應(yīng)

下圖:

為一厚層頁(yè)巖中的楔狀砂體物理模型，砂層的速度2000米/秒，所以主波長(zhǎng)λ=50米。合成記錄用主頻為40赫磁，主周期為25毫秒的雷克子波。用正常極性顯示，砂層的頂面--正反射波--主波瓣用波谷表示，底界面--負(fù)反射波--主波瓣用波峰顯示。用合成記錄方法，通過(guò)模擬砂層厚度分別為6λ/5，1λ，3λ/4，λ/2，λ/4，λ/8，λ/16，λ/32，λ/64九個(gè)厚度遞減條件下地震記錄的形成過(guò)程（圖1-19、圖1-20），來(lái)觀察砂層頂?shù)酌娣瓷洳ǖ母缮孀饔眉皬?fù)合波的相位、波形、振幅與頂?shù)酌娴年P(guān)系。第113頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四厚層頁(yè)巖中的楔狀鑲嵌薄層砂體的地震響應(yīng)

第114頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Widess圖解第115頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Widess圖解第116頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四H=λH=λ/2第117頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四H=λ/4,H=λ/8第118頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四H=λ/16H=λ/32第119頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1）當(dāng)h=λ/4，頂面正反射波的主波瓣（波谷）與底面負(fù)反射波的（上）次波瓣（波谷）迭合，底面負(fù)反射波的主波瓣（波峰）與頂面正反射波的（下）次波瓣（波峰）迭合，從而頂?shù)酌娣瓷洳ǜ缮娴雍蟮膹?fù)合波達(dá)到最大振幅，也就是說(shuō)，來(lái)自頂?shù)酌娴姆瓷洳ǖ竭_(dá)檢波器時(shí)，任何時(shí)刻頂?shù)酌娣瓷洳ǖ恼駝?dòng)方向都一致，這種物理現(xiàn)象叫諧振，復(fù)合波的振幅叫調(diào)諧振幅。討論第120頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2）當(dāng)h>λ/4，頂面反射波的主波瓣（波谷）與底面反射波的次波瓣迭合，底面反射波的主波瓣（波峰）與頂面反射波的次波瓣迭合，所以，頂?shù)酌娴闹鞑ò暾純?yōu)勢(shì)，復(fù)合的相位極性與頂?shù)酌娴姆瓷洳ㄖ鞑ò甑臉O性一致，因此，復(fù)合波具最大振幅的兩個(gè)主波瓣與地層的頂?shù)酌鎸?duì)應(yīng)，兩個(gè)主波瓣之間的時(shí)間厚度也就是地層的時(shí)間厚度。因此，當(dāng)h≥λ/4時(shí)，通過(guò)復(fù)合波的個(gè)主波瓣就可以識(shí)別地層的頂?shù)酌妗５?21頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3）當(dāng)h<λ/4，時(shí),頂面反射波的主波瓣（波谷）與底面反射波的主波瓣(波峰)開(kāi)始迭合，隨厚度減小，頂?shù)酌娴闹鞑ò曛饾u不占優(yōu)勢(shì)，復(fù)合的相位極性與頂?shù)酌娴姆瓷洳ㄖ鞑ò甑臉O性偏差也越來(lái)越大，復(fù)合波具最大振幅的兩個(gè)主波瓣與地層的頂?shù)酌娌粚?duì)應(yīng)，兩個(gè)主波瓣之間的時(shí)間厚度明顯大于地層的時(shí)間厚度。所以，當(dāng)h<λ/4時(shí)，用地震記錄最大振幅相位與反射界面不對(duì)應(yīng)，地震波無(wú)法識(shí)別地層的頂?shù)酌?第122頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Rayleigh(1945)研究圖1-17，對(duì)于零相位子波，主波瓣的時(shí)間寬度b(即主周期Tb)為兩個(gè)側(cè)波瓣峰值點(diǎn)的寬度，這兩個(gè)峰值點(diǎn)的一階導(dǎo)數(shù)值為零，所以，通過(guò)求子波的一階導(dǎo)數(shù)，可求的b。令b(t)=e-(2πfpt)2

[-2(πfp)2t][1-2(πfpt)2]=0可得：2(πfpt)2-3=0t=(3/2)0.5(1/πfp)1/2.6fp

研究生教學(xué)內(nèi)容第123頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四從零相位子波的對(duì)稱(chēng)性(圖1-10)可知：Tb=2t,b/2=t=1/2.6fp所以，b=1/1.3fp由于fb=1/Tb=1/b=1.3fp

或fp

0.77fb‘Rayleigh把b/2稱(chēng)為垂向分辯率的極限，這種規(guī)定稱(chēng)為Rayleigh準(zhǔn)則

研究生教學(xué)內(nèi)容第124頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四垂向可分辨的最小時(shí)間厚度極限標(biāo)準(zhǔn)

研究生教學(xué)內(nèi)容第125頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Ricker(1965)的研究

Δt=TR，其中Δt為最小的可分辨時(shí)間厚度，TR為中心波瓣向外上下兩個(gè)拐點(diǎn)間的寬度（圖1-17）。其推導(dǎo)過(guò)程如下：由于中心波瓣向外上下兩個(gè)拐點(diǎn)二階導(dǎo)數(shù)值為零，所以b(t)=e-(2πfpt)2

[-24(πfp)4t2-6(πfp)2-8(πfp)6t6]=04(πfpt)4-12(πfpt)2+3=0

研究生教學(xué)內(nèi)容第126頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四令x=(πfpt)2,則上式變?yōu)橐辉畏匠蹋梢郧蟪鏊慕M解，取其間隔最小的一對(duì)拐點(diǎn)，則有：TR=2（3-（6）0.5）0.5/πfp1/3fp或TR=1/2.3fb雷克把TR

稱(chēng)為垂向分辯率的極限，這種規(guī)定稱(chēng)為雷克準(zhǔn)則研究生教學(xué)內(nèi)容第127頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Rayleigh和Ricker標(biāo)準(zhǔn)比較如果把Rayleigh和Ricker標(biāo)準(zhǔn)都用波長(zhǎng)表示，則Rayleigh的最小的可分辨地層厚度為：Δh=/4Ricker的最小的可分辨地層厚度為：Δh=/4.6由此可見(jiàn)，Rayleigh和Ricker的最小的可分辨地層厚度都接近/4，Ricker分辨力標(biāo)準(zhǔn)稍高一些。研究生教學(xué)內(nèi)容第128頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4）復(fù)合波的波形與薄層厚度的關(guān)系

（1）由于雷克子波為對(duì)稱(chēng)子波，楔狀砂體的頂?shù)酌娣瓷湎禂?shù)相同，頂?shù)酌娴牡姆瓷洳O性相反，旋轉(zhuǎn)1800后波形可完全重合。所以，每個(gè)復(fù)合波都砂體的中心點(diǎn)，上下兩部分波形呈斜對(duì)稱(chēng)關(guān)系，若下半部分向上左旋1800后與上半部分可完全重合，而上半部分向下右旋1800后可與下半部分重合（圖1-21）。第129頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）當(dāng)h≥/2，代表頂?shù)酌娣瓷洳ǖ闹鞑ò瓯３至阆辔蛔硬ǖ膶?duì)稱(chēng)性。（3）當(dāng)h≤/2，復(fù)合波的每個(gè)波瓣本身失去對(duì)稱(chēng)。復(fù)合波表現(xiàn)為向右下傾斜的零斜十字對(duì)稱(chēng)。第130頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第131頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5）復(fù)合波的振幅與厚度的關(guān)系

(1）當(dāng)h≥/2，復(fù)合波振幅與頂面或底面單個(gè)界面反射波振幅一致，比值接近1。(2）當(dāng)/2≥h≥3/32，復(fù)合波的的振幅相干加強(qiáng)，Am/Ao>1.0。當(dāng)h=/4，相干加強(qiáng)為最大，Am/Ao=1.598。第132頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3）當(dāng)h≤3/32時(shí)，復(fù)合波的的振幅相干減弱，當(dāng)h=0，振幅為零。(4）h</4時(shí)，地層厚度與振幅呈線性正比，據(jù)Widess推導(dǎo)，復(fù)合波振幅與薄層厚度關(guān)系可用下式表示：

例如，當(dāng)h=/4時(shí)，Am/A0=1.595，=44.8米，所以，h=44.81.598/(43.1415)=5.69米，這與四分之一波長(zhǎng)時(shí)的5.6米非常接近。

h=Am/4A0第133頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

因此，在h</4時(shí)，盡管不能通過(guò)反射波識(shí)別地層的頂?shù)酌?，但可以通過(guò)復(fù)合波的振幅計(jì)算薄層厚度。在薄層研究中，把h≥/4時(shí)，通過(guò)復(fù)合波的主波峰與主波谷間的時(shí)間厚度直接讀出的厚度的薄層稱(chēng)為可分辨薄層（resolvedbed）；而把h</4時(shí)，只能通過(guò)復(fù)合波振幅來(lái)計(jì)算厚度的薄層稱(chēng)為為可檢測(cè)薄層（detectedbed）。6)可分辨薄層與可檢測(cè)薄層第134頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第135頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

—頂?shù)酌鏄O性相反的條件下時(shí)間域內(nèi)最小相位子波可分辯的最小厚度理論極限4、地震垂向分辯率模型第136頁(yè)，共163頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震垂向