地球物理系王永剛地震資料解釋的理論基礎地球物理勘探目前一頁\總數三十八頁\編于十九點課程內容

第1章緒論第2章地震波運動學理論第3章地震資料采集方法與技術第4章地震波速度

第5章地震資料解釋的理論基礎第6章地震資料構造解釋目前二頁\總數三十八頁\編于十九點第5章地震資料解釋的理論基礎第一節地震剖面的特點

第二節復雜界面反射波特點第三節地震勘探分辨率

第四節反射界面真正空間位置確定

目前三頁\總數三十八頁\編于十九點第三節地震勘探分辨率

一、分辨率的定義與分辨率極限二、影響分辨率的主要因素三、提高分辨率的途徑目前四頁\總數三十八頁\編于十九點一、分辨率的定義與分辨率極限1、分辨率的定義分辨能力(resolvingpower

)是指區分兩個靠近物體的能力。度量分辨能力強弱的兩種表示：一是距離表示，分辨的垂向距離或橫向范圍越小，則分辨能力越強；二是時間表示，在地震時間剖面上，相鄰地層時間間隔dt越小，則分辨能力越強。定義：時間間隔dt的倒數為分辨率(resolution)

。垂向分辨率是指沿地層垂直方向所能分辨的最薄地層厚度。橫向分辨率是指橫向上所能分辨的最小地質體的寬度。第三節地震勘探分辨率

目前五頁\總數三十八頁\編于十九點楔形地質模型的地震響應目前六頁\總數三十八頁\編于十九點下圖為已知基本子波與同極性雙脈沖和反極性雙脈沖的褶積結果,圖中r為基本子波主峰值兩側轉折點間的時差；R為基本子波波峰到波谷的時差；為雙脈沖之間的時差。當>>R時，兩個脈沖能很好地分開；當<r或<R時,兩個脈沖就不能分辨了。同極性與反極性雙脈沖的分辨率

目前七頁\總數三十八頁\編于十九點2、分辨率的極限(1)Rayleigh準則:兩子波到達時差t≥T/2可分辨；(2)Ricker準則：兩子波到達時間差t≥(子波主極值兩側的兩個最大陡度點的間距)可分辨；(3)Widess準則：t<T/4或h在/8與/4之間，合成波形的振幅與t近似成正比，可用合成波形的振幅信息來估算薄層厚度，這一工作稱之為薄層解釋原理。第三節地震勘探分辨率

目前八頁\總數三十八頁\編于十九點Rayleigh準則和Ricker準則基本子波與導數圖中（a）基本子波;（b）兩子波到達時間差較小,不能分辨;（c）時間差達到Ricker極限;（d）時間差達到Rayleigh極限;（e）時間差較大，易分辨。目前九頁\總數三十八頁\編于十九點Widess準則;（a）兩個子波到達時間差小于1/4視周期，陰影部分表示兩者之差；（b）表明兩子波之差形成的合成波形與子波時間導數一致。第三節地震勘探分辨率

目前十頁\總數三十八頁\編于十九點關于分辨率極限的小結1、上述三準則的適用條件是:零相位子波；子波的相位數少，主極值大而明顯；2、Widess準則是目前地震勘探中普遍采用的分辨率極限，且為利用振幅信息研究薄層厚度提供了理論依據；3、薄層解釋原理：在時間～振幅曲線上，當h</4時，時差關系無法區分薄層頂底，但合成波形的振幅與時間厚度t近似成正比，確定其線性函數關系，并經已知井厚度信息的標定，實現薄層厚度估計。目前十一頁\總數三十八頁\編于十九點Widess模型與時間～振幅曲線第三節地震勘探分辨率

目前十二頁\總數三十八頁\編于十九點3、分辨率的定量表示(1)縱向分辨率：h≥/4，可分辨；(2)橫向分辨率：

(3)Widess關于分辨率的定量表示：第三節地震勘探分辨率

目前十三頁\總數三十八頁\編于十九點

二、影響分辨率的主要因素1.子波的頻率成分：＝V/F；h≥/42.子波的頻帶寬度Fb或延續時間d：Fb增加或d減小，分辨率提高；3.子波的相位特征：從Widess公式得以證實；4.信噪比：S/N>2，分辨率較高；5.偏移成像的精度：與橫向分辨率有關；6.巖石的吸收作用：振幅隨旅行時增加而呈指數規律衰減；吸收具有選頻作用；7.表層影響：低速層的衰減很嚴重。第三節地震勘探分辨率

目前十四頁\總數三十八頁\編于十九點前三個影響因素的小結：1.子波的帶寬不變，若子波的主頻增加或減小，則分辨率不變；2.子波的主頻不變，帶寬增加或減小，則分辨率亦增加或減小；3.換言之：帶寬不變，若主頻的增加或減小，則倍頻程減小或增加、相位數增加或減小，分辨率都不變；倍頻程不變，則相位數不變，若主頻增加或減小，則帶寬亦增加或減小，使分辨率隨之增加或減小。倍頻程OCT＝[lg(f2/f1)]/(lg2)；如5、10、20為2個倍頻程，20、40、80也是2個倍頻程。目前十五頁\總數三十八頁\編于十九點在此把以上討論的影響分辨率的三個因素再綜合考慮如下，即在零相位子波情況下，子波的振幅譜與分辨率有如下關系，參見左圖。分辨率與帶寬、主頻的關系;圖中B為頻譜的絕對寬度，即B=f2-f1；R=f2/f1為頻譜的相對寬度目前十六頁\總數三十八頁\編于十九點(1)振幅譜絕對寬度越大，則子波延遲時間越短，即分辨率越高；(2)振幅譜絕對寬度不變，則不論主頻如何變化，分辨率不變；(3)振幅譜絕對寬度不變，則主頻越高、相對寬度越小，分辨率與主頻無關；(4)振幅譜相對寬度不變，則子波的相位數不變，此時主頻越高，絕對寬度就越大，分辨率也越高；(5)由此可見，決定分辨率高低的是振幅譜的絕對寬度，而相對寬度決定子波的相位數，與分辨率沒有直接關系。第三節地震勘探分辨率

目前十七頁\總數三十八頁\編于十九點信號及噪音在各個頻率成分中的比例目前十八頁\總數三十八頁\編于十九點新疆依南地區勝利商河地區地震剖面的信噪比影響了分辨率目前十九頁\總數三十八頁\編于十九點回轉波圖a水平疊加時間剖面圖b偏移疊加時間剖面目前二十頁\總數三十八頁\編于十九點深度(米)厚度(米)地層及巖性層速度(m/s)Q值0~22第四系表土、松砂、壤土3601.482~53第四系砂土、粘土6004.555~1510第四系含水砂、土105015.590~1515

15~5035第四系上部180051.0250~200150第四系下部200064.33200~1000800上第三系N230087.481000~20001000下第三系上部E32800134.862000~40002000下第三系下部E23500220.334000~60002000E1—EK過渡層4500383.0目前二十一頁\總數三十八頁\編于十九點三、提高分辨率的途徑1、選擇合適的野外采集參數2、采用反褶積或反演的方法3、進行子波處理4、做好地震偏移歸位處理5、提高速度分析的精度6、采用井間地震等新方法、新技術第三節地震勘探分辨率

目前二十二頁\總數三十八頁\編于十九點提高分辨率的途徑之一：選擇合適的野外采集參數1、勝利油田的四小二高：小藥量、小井深激發、小組合基距、小偏移距和高覆蓋次數、高信噪比接收。2、大慶油田的四高四小一降低：高采樣率、高寬頻帶接收、高覆蓋次數、高自然頻率檢波器；小藥量、小道距、小組合基距、小偏移距；降低環境噪音。3、克服高分辨率勘探中的誤區：唯武器論、評價野外記錄質量的標準、小藥量、組合、地面耦合等；4、做好信號與噪音強度分析、降低高頻環境噪音。目前二十三頁\總數三十八頁\編于十九點

提高分辨率的途徑之二：采用反褶積或反演的方法1、信噪比與分辨率往往是一對矛盾，提高分辨率通常會降低信噪比。2、反褶積和反演的方法很多，通常選用多道反褶積方法和居于模型的反演方法。3、在S/N<2的地區，提高S/N為主攻方向；在S/N>2的地區，提高分辨率為主要目標；在S/N>4的地區，可略微損失些S/N而設法提高分辨率。目前二十四頁\總數三十八頁\編于十九點野外常規施工經脈沖反褶積后的水平疊加剖面

目前二十五頁\總數三十八頁\編于十九點野外常規施工經兩步法反褶積后的水平疊加剖面目前二十六頁\總數三十八頁\編于十九點提高分辨率的途徑之三：進行子波處理子波處理就是嚴格保持子波的振幅譜不變，只改變子波的相位譜，使非零相位子波轉化為零相位子波。這是因為在相同振幅譜條件下，所有不同相位特征的子波中，零相位子波的分辨率最高，而且零相位子波的主極值正好對應于反射界面的位置。目前二十七頁\總數三十八頁\編于十九點

提高分辨率的途徑之四：

做好地震偏移歸位處理1、偏移歸位主要提高橫向分辨率；2、偏移的方法很多，如繞射掃描偏移、波動方程偏移(有限差分法、Kirchhoff積分法、頻率～波數域法、有限元法等)；疊前、疊后偏移；二維、三維偏移；時間、深度偏移；3、時間偏移與深度偏移的本質區別是：Thetermsdepthandtimeareusedtodistinguishthosealgorithmsthathandlelateralvelocityvariationsandproperlybendrays(depthmigration)fromthosethatdonot(timemigration).目前二十八頁\總數三十八頁\編于十九點第三節地震勘探分辨率

偏移前后菲涅爾帶范圍的變化：(a)偏移前菲涅爾帶范圍；(b)測線x方向偏移后范圍；(c)測線y方向偏移后范圍；(d)三維偏移后范圍。(a)y目前二十九頁\總數三十八頁\編于十九點

提高分辨率的途徑之五：提高速度分析的精度1、從分辨率定量表達式中可知，速度對縱、橫分辨率都有影響，速度分析精度的增加，可改進動校正、偏移成像及層速度計算的質量，進而提高了地震資料的分辨率；2、速度場的研究越來越被人們所重視，變速成圖、疊前深度偏移、油藏模擬等都要利用。目前三十頁\總數三十八頁\編于十九點

提高分辨率的途徑之六：采用井間地震等新方法、新技術井間地震示意圖

井間地震技術的突出優點是避開了表層的影響；震源和接收器就在介質中;可觀測到多種類型的波；井間地震資料與地面地震資料聯合使用可減少反演過程中的多解性。反VSP技術也有類似的優越性。反射波透射波直達波界面目前三十一頁\總數三十八頁\編于十九點測井井間地震地面地震VSP30m30m30m第三節地震勘探分辨率

測井、井間地震、VSP、地面地震資料垂向分辨率對比目前三十二頁\總數三十八頁\編于十九點變井源距的三維VSP觀測方式，地面或海面上炮點的布置方式多種多樣，如規則網格、環狀、放射狀等。第三節地震勘探分辨率

目前三十三頁\總數三十八頁\編于十九點第三節地震勘探分辨率

綜合的多角度3DVSP數據體顯示目前三十四頁\總數三十八頁\編于十九點菲涅爾帶半徑橫向分辨率問題AB＝t/2*V=(T/2)/2*V=T*V/4=/4第三節地震勘探分辨率

Bhh目前三十五頁\總數三十八頁\編于十九點影響橫向分辨率的主要因素：1.偏移孔徑(Aperture)－這是決定橫向分辨率的主要因素。通常偏移孔徑越寬,可展現的地層傾角越陡,橫向可分辨的距離越小,即橫向分辨率越高。2.幾何路徑(Geometry)－零偏移距道集橫向分辨率最高。3.覆蓋次數(Fold)－多次覆蓋可減少噪音,進而可改進分辨率。4.采樣率(Sampling)－采樣率越小對分辨率的改進越有利。實踐證明，采樣率的不同對合成空間子波寬度的影響幾乎為零，但對偏移噪音有較大的影響，采樣率越小偏移噪音的壓制效果越好。第三節地震勘探分辨率

目前三十六頁\總數三十八頁\編于十九點5.偏移成像的精度(Imaging)－精確成像這是地震資料處理