开发地震AVO

常见沉积岩的泊松比
岩石类别 页岩 干砂 含水砂岩 90%气砂岩 50%气砂岩 泊松比 0.4 0.15~0.33 0.25~0.434 0.100 0.050 岩石类别 20%气砂岩 燧石 白云岩 石灰岩 煤 泊松比 0.120 0.31 0.30 0.311 0.40
三、Zoeppritz方程近似表达式 方程近似表达式
ρ2 vp1 vs22 sin 2α2 2 ρ1 vp2 vs1 ρ2 vp2 − cos2β2 ρ1 vp1
反射系数和透射系数是随着入射角的改变而变化的。 反射系数和透射系数是随着入射角的改变而变化的。 Zoeppritz 方程是计算反射系数和透射系数的精确表达式，也 方程是计算反射系数和透射系数的精确表达式， 分析的理论基础。 是AVO分析的理论基础。 分析的理论基础
σ=
(vp / vs ) − 2
2
2 (vp / vs ) −1
2
(
)
不同岩石具有不同的泊松比， 不同岩石具有不同的泊松比，而岩石的固结程度 、孔隙度以及孔隙中的充填物都会严重影响岩层的泊 松比值。总的来说：岩石愈固结其泊松比愈小。 松比值。总的来说：岩石愈固结其泊松比愈小。利用 泊松比进行岩性判别的准则是 泊松比进行岩性判别的准则是： （1）高孔隙度盐水饱和砂岩往往具有较高的泊松比 ） （0.3~0.4）。 ）。 （2）随岩石孔隙度减小以及沉积物固结程度的增加泊 ） 松比往往减小； 松比往往减小； （3）未固结的浅层盐水饱和沉积岩往往具有非常高的 ） 泊松比（ 以上），如风化层 以上），如风化层； 泊松比（0.4以上），如风化层； （4）气饱和高孔隙砂岩往往具有很低的泊松比（0.1或 ）气饱和高孔隙砂岩往往具有很低的泊松比（ 或 更低）。 更低）。
完整的Zoeppritz方程全面考虑了平面纵波和横 方程全面考虑了平面纵波和横 完整的 波入射在平界面两侧产生的纵、 波入射在平界面两侧产生的纵、横反射和透射能量 之间的关系。当只考虑纵波入射时， 之间的关系。当只考虑纵波入射时，可以大大简化 Zoeppritz方程。简化公式很多，但主要有两种： 方程。简化公式很多，但主要有两种： 方程 （1）区分流体和固体的简化公式； ）区分流体和固体的简化公式； （2）突出泊松比的简化公式。 ）突出泊松比的简化公式。
一、AVO技术的理论基础（Zoeppritz方程） AVO技术的理论基础（Zoeppritz方程） 技术的理论基础 方程
S P
α1
β1
α2 β2
P
ρ1VP1VS 1
ρ 2VP 2VS 2
Snell定律： 定律： 定律
S
P
sin α1 sin α 2 sin β1 sin β 2 = = = =P VP1 VP 2 VS1 VS 2
如果入射波为横波， 如果入射波为横波，可采用类似的方法导出计算 反射系数和透射系数的公式。 波 垂直偏振横波） 反射系数和透射系数的公式。SV波（垂直偏振横波） 入射时产生P、 反射波 透射波。 波 反射波、 入射时产生 、SV反射波、透射波。SH波（水平偏振 横波）入射时只产生 反射波和 透射波。 反射波和SH透射波 横波）入射时只产生SH反射波和 透射波。 一般地，若不采用专门方法激发横波， 一般地，若不采用专门方法激发横波，目前使用 的炸药、电火花、气枪以及纵波可控震源等产生的主 的炸药、电火花、 要是纵波，虽然也产生横波，但其能量很小， 要是纵波，虽然也产生横波，但其能量很小，并且衰 减速度远远大于纵波， 减速度远远大于纵波，同时考虑到目前的反射波地震 勘探中检波器、仪器主要是针对纵波的接收， 勘探中检波器、仪器主要是针对纵波的接收，因此在 讨论中只考虑纵波入射的情况。 讨论中只考虑纵波入射的情况。
地震反射振幅随炮检距变化 (Amplitude Versus Offset， ， 简称AVO) 的研究主要是在叠前 的研究主要是在叠前CDP道集上分析振幅随炮检 简称 道集上分析振幅随炮检 距变化的规律， 距变化的规律 ， 它是利用含油气砂岩反射振幅随共深度点 或共中心点） 道集炮检距变化而变化的特征研究地下岩 （ 或共中心点 ） 道集炮检距变化而变化的特征 研究地下岩 直接检测油气藏的一种方法。 性、直接检测油气藏的一种方法。 AVO技术是对非零炮检距数据反演，反演泊松比、拉梅常数、 泊松比、拉梅常数、 AVO技术是对非零炮检距数据反演， 技术是对非零炮检距数据反演
倾斜入射时的反射系数和透射系数
密度比对反射系数和透射系数影响
纵 波 速 度 比 对 反 射 系 数 和 透 射 系 数 影 响
横 波 速 度 比 对 反 射 系 数 和 透 射 系 度比和横波速度比 ） 对反射系数和透射系数随角 度的变化趋势（曲线形状） 度的变化趋势（曲线形状） 影响不大，只影响取值大小； 影响不大，只影响取值大小； （ 2） 临界角主要由介质 ） 临界角主要由介质II 与介质I的纵波速度比决定 的纵波速度比决定， 与介质 的纵波速度比决定 ， 横波速度比和密度比对临界 角 没 有 影 响 ；
体积模量、切变模量和杨氏模量等弹性参数，进而进行岩性 等弹性参数， 体积模量、
识别以及油气预测。 识别以及油气预测。 AVO技术是亮点技术之后又一种具有直接检测油气的技术。 AVO技术是亮点技术之后又一种具有直接检测油气的技术。 技术是亮点技术之后又一种具有直接检测油气的技术 碎屑岩孔隙含天然气后，纵波速度降低，横波速度不变， 碎屑岩孔隙含天然气后，纵波速度降低，横波速度不变，导 致振幅随炮检距分布规律改变，这就是AVO现象。 致振幅随炮检距分布规律改变，这就是AVO现象。 AVO现象
法线入射时的反射系数和透射系数
2ρ1vp1 ρ2vp2 − ρ1vp1 TPP = RPP = ρ2vp2 + ρ1vp1 ρ2vp2 + ρ1vp1
RPS = TPS = 0
（1）法线入射时不产生转换波，只有反射纵波和透射纵波； ）法线入射时不产生转换波，只有反射纵波和透射纵波； 2）反射系数是由两种介质的波阻抗差决定的， （2）反射系数是由两种介质的波阻抗差决定的，波阻抗差有 正有负，所以反射波的相位不一定与入射波相位相同， 正有负，所以反射波的相位不一定与入射波相位相同，反射 系数取值为-1~+1； 系数取值为 ； （3）透射系数总是正值，所以透射波相位与入射波相位总是 ）透射系数总是正值， 一致的； 一致的； （4）反射系数与透射系数是一个恒定不变的值，当两种介质 ）反射系数与透射系数是一个恒定不变的值， 的纵波速度和密度确定后， 的纵波速度和密度确定后，反射系数与透射系数也就唯一地 确定了。 确定了。
二、泊松比
泊松比是进行 研究中非常重要的弹性参数， 泊松比是进行AVO研究中非常重要的弹性参数， 是进行 研究中非常重要的弹性参数 正演中， 在AVO正演中，首先要知道各种岩石的泊松比，在进 正演中 首先要知道各种岩石的泊松比， 资料解释时， 行AVO资料解释时，泊松比是识别岩性和所含流体的 资料解释时 主要参数。它与纵、横波速度比有密切关系。 主要参数。它与纵、横波速度比有密切关系。在各向 同性介质中，二者的关系为： 同性介质中，二者的关系为：
R.T.Shuey（1985）提出的简化式最为常用，根据这一简化公 （ ）提出的简化式最为常用， 属性剖面， 式，在实际地震资料处理中产生一整套AVO属性剖面，促进了 在实际地震资料处理中产生一整套 属性剖面 AVO技术在油气勘探中的应用。 技术在油气勘探中的应用。 技术在油气勘探中的应用
Shuey近似式 Shuey近似式 Aki-Richards近似式 Aki-Richards近似式 Smith-Gidlow近似式 Smith-Gidlow近似式 Fatti近似式 Fatti近似式 Gray近似式 Gray近似式 Hilterman近似式 Hilterman近似式 Xu-Bancroft近似式 Xu-Bancroft近似式 Downton近似式 Downton近似式 Swarts近似式 Swarts近似式 这些简化公式从不同 方面帮助我们理解岩性参 数、纵横波速度、密度和 纵横波速度、 泊松比对反射系数（ 泊松比对反射系数（或反 射振幅）的影响。 射振幅）的影响。
横波速度比
（ 3） 入射角小于临界角时 ， ） 入射角小于临界角时， 反射系数变化比较简单， 反射系数变化比较简单，在 代数值范围内表现为单调的 上升或下降； 上升或下降；入射角大于临 界角时，无纵波透射波产生， 界角时，无纵波透射波产生， 这时反射系数和相位的变化 都比较复杂， 都比较复杂，此时就是所谓 的 广 角 反 射 ；
油田开发地球物理
第二篇 开发地震部分
第11章 开发地震综述 第12章 薄储层地震技术 第13章 储层孔隙度与渗透率的地震预测 第14章 用地震资料预测地层压力 第15章 地震勘探在油藏动态监测中的应用
第五节 AVO技术 技术
技术的理论基础（ 方程） 一、AVO技术的理论基础（Zoeppritz方程） 技术的理论基础 方程 二、 泊松比 Zoeppritz方程的近似表达式 重点） 方程的近似表达式（ 三、Zoeppritz方程的近似表达式（重点） 特征（ 四、不同岩性组合的AVO特征（重点） 不同岩性组合的 特征 重点） 五、AVO研究中影响反射振幅的因素 研究中影响反射振幅的因素 资料处理及属性剖面 六、AVO资料处理及属性剖面（重点） 资料处理及属性剖面（重点） 七、利用AVO技术进行岩性预测的方法步骤 利用 技术进行岩性预测的方法步骤 八、AVO反演中存在的问题 反演中存在的问题
当平面纵波入射在弹性界面上时，其纵波反射系数和透射系 当平面纵波入射在弹性界面上时， 数是随入射角的变化而变化的。 数是随入射角的变化而变化的。主要变化特征可依入射角的 大小分为三种情况， ；（2） 大小分为三种情况，即（1）法线入射；（ ）中等角度入射 ）法线入射；（ 小于临界角）；（ ）；（3）大角度入射（大于临界角， （小于临界角）；（ ）大角度入射（大于临界角，将引起广 角反射）。 角反射）。