《地震勘探原理》第5章 地震资料解释的理论基础

1）给定一中心点，抽取该中心点道集; 2）动校正，使反射波时距曲线成直线; 3）水平叠加形成一道，放在中心点正下方。 目前，在资料中使用最多的最基本的仍然是水 平叠加时间剖面（3D资料用经过3D偏移的3D 数据体）。
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第一节 地震剖面的特点
2、水平叠加时间剖面的特点
经过水平叠加后得到的自激自收时间剖面， 能比较直观地反映地下地质构造特征，但是时间 剖面并不是沿测线铅垂向下的地质剖面，它们之 间的主要差别是：
曲线与在R′点激发，深度
为h/2的水平界面的反射
波时距曲线在形状上是一
样的，此时，绕射点R 相
当于这个水平界面在R′点
激发时的虚震源。
h
2
41
二 地震绕射波和物理地震学
2）绕射波时距曲线的极小点在绕射点正 上方，其x坐标和极小时间是：
xmin L
1 tmin V (
L2 h2 h)
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第二节 复杂界面反射波的特点 二、地震绕射波与广义绕射
几何地震学的观点认为：地震波在传播过程中 若遇到地层或岩性突变点（如断棱、地层或岩 性的尖灭点、不整合面的突起点等）,这些突 变点会成为新的震源，再次发出球面子波，向 四周传播，该波动在地震勘探中称为绕射波。
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二 地震绕射波和物理地震学 （一）断棱绕射波
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一、弯曲界面反射波的特点
多次叠加对回转波还是加强的，偏移可以恢 复真实形态。
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（a）水平叠加剖面上的回转波；（b）偏移剖面
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H
a)凹界面模型,曲 (a) 率半径为18m；
b)曲率中心在观 测面以上R>H；
(b)
c)曲率中心在观 测面上R=H；
(c)
d) 曲率中心在观 测面以下 (d) R＜H；
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第二节 复杂界面反射波的特点
对层状介质、均匀介质、连续介质情况下，反 射波传播规律讨论时，通常把地下的地层分界 面视为连续光滑、向四面无限延伸的平面，这 种假设只是对实际情况的一种粗略简化。
地下构造是非常复杂的，由于构造运动的结果， 地层会产生断层、不整合、褶皱、挠曲等，此 时除了产生一次反射波外，还会出现一些与复 杂构造有关的地震波，如断面反射波、绕射波 和回转波等。
习惯上，把水平叠加剖面上出现的这些反射波 通常称之为特殊波。
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第二节 复杂界面反射波的特点 这些特殊波的存在有两个方面的表现：
一方面：特殊波会与一次反射波发生干涉作 用，使地震剖面的面貌复杂化，造成假象， 给波的对比和资料解释带来困难； 另一方面：特殊波是地下复杂地质构造引起 的，必然同地下复杂地质构造有一定的联系， 因而可以利用它们来了解复杂构造形态特征。

L2 h2 V
②从R点产生的绕射波传播到测线上各点所需 时间t2，
t2

RM V
1 (x L)2 h2 V
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二 地震绕射波和物理地震学
测线上任一点G的绕射波传播时间是：
tR

OR V
RG

t1

t2

1 V
(
L2 h2
(x L)2 h2 )
绕射波时距曲线为：
tR

1 V
(
L2 h2
(x L)2 h2 )
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二 地震绕射波和物理地震学
3）绕射波时距曲线极小点的位置与激发点无 关。当激发点移动时，整条绕射波时距曲线将 沿t轴平移，而绕射波时距曲线的形状保持不变。
tR

1 V
(
L2 h2
(x L)2ຫໍສະໝຸດ Baidu h2 )
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二 地震绕射波和物理地震学
1）在测线上同一点，根据钻井资料得到的地 质剖面上的地层分界面，与时间剖面上的反射 波同相轴在数量上、出现位置上，常常不是一 一对应的。
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第一节 地震剖面的特点
地质层位与反射同相轴的关系
并非每一个地质界面都对应一个反射同相轴
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第一节 地震剖面的特点
2）时间剖面的纵坐标是双程旅行时t0 ，而地 质剖面或测井资料是以铅垂深度表示的，两者 需要引入地震波速度函数，经时深转换，把变 换t0成h后，才能与钻井剖面或测井曲线对比。

x2 2t0V
2
(x 2L)2 tR t t0 2t0V 2
t0

2h V
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二 地震绕射波和物理地震学
tR

t

t0

(x 2L)2 2t0V 2
1、水平叠加剖面上，绕射 波是双曲线特征，其极小 点在x=2L处。
2、原来与绕射波相切的那 条反射波时距曲线变为一 条直线并在绕射波极小点 处终止。
识别有效波的标志： 同相性或相干性、 振幅显著增强、 波形相似
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第一节 地震剖面的特点
时差变化规律 经过动校正和水平叠加后，地震剖面上不同类 型波的同相轴的形态是不同的，这是在地震剖 面上识别波的类型的重要依据。
NMO校正前
NMO校正后
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第一节 地震剖面的特点 三、水平叠加时间剖面的主要特点
1、水平叠加时间剖面的形成
测线垂直于断棱的情况
在O点激发的地震波入射到绕射点R，然后以R点为 新震源产生绕射波，传播到地面测线上的各点。 炮点与断棱的水平距离为L，炮检距为x，速度为V.
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二 地震绕射波和物理地震学
1、断棱绕射波时距曲线
绕射波的整个传播时间可分为两部分：
①入射波从O点传播到绕射点R所需的时间t1
t1

OR V
4、回转波的特点
1）回转波只在水平叠加剖面上，或共炮点记 录上可以看到，偏移叠加剖面上看不到回转波， 这是由于经偏移处理后，反射波归位到正确位 置，回转波收敛到凹界面上，从而使凹曲界面 图像正确地显现出来。
2）在水平叠加剖面上，回转波同与之相连的 正常界面反射波同相轴常呈环圈状或牛角状 (凹曲界面一边中断)；地下的向斜界面在水平 叠加剖面上表现出“背斜”假象。有时因凹曲 界面曲率变化及与相连平界面的组合关系，可 能形成更复杂的图形。
自激自收剖面回转波示意图及 对应射线路径
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一、弯曲界面反射波的特点
3、回转波形成的条件
R＜H，即曲率中心在地面以下
R为弧形凹界面的曲率半径； H为界面深度。
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一、弯曲界面反射波的特点
凹界面出现一条向上凸的同相轴，并且反射点与 观测点的关系是“回转”的，这主要是由水平叠 加剖面的显示方式所致。
凹界面的反射波 就是回转波
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一、弯曲界面反射波的特点
回转波实质上就是凹界面的反射波，这是它与 正常反射波的共性。 回转波时距曲线形状较复杂，具有交结点和回 转点，即界面上的反射点坐标和时距曲线上的 点坐标不是单一对应的关系。
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一、弯曲界面反射波的特点
凹界面可以看成是界面上每 一点倾角都在变化的倾斜面。 采用多次叠加技术后，在水 平叠加时间剖面上常常能看 到比一次剖面更清楚的回转 波，可见在许多情况下，多 次叠加对回转波还是加强的。
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第一节 地震剖面的特点
3）反射波振幅、同相轴及波形本身包含了地 下地层的构造和岩性信息。
反射波同相轴是与地下界面对应的，反映的是界面 信息，界面的反射特性与界面两侧的地层岩性有关， 并非对应某一地层，只有通过特殊处理（如波阻抗反 演技术等），把 “界面信息”转换为“地层信息”， 才能与地质、钻井资料进行直接对比。
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第二节 复杂界面反射波的特点 一、弯曲界面反射波的特点
（一）凸界面的反射波 叠加剖面上凸界面的反射波的特点： 1、水平叠加剖面上凸界面反射波同相轴的范 围要比实际的背斜构造的范围宽。
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一、弯曲界面反射波的特点
凸界面反射波会与两翼较平的反射波发生干涉。 凸界面对反射波能量有发散作用； 对于相同曲率的凸界面，界面埋藏越深，凸界 面反射波出现的范围越大。
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第一节 地震剖面的特点
在地震记录上，每个波峰或波谷必定是多个界面的反 射子波联合作用的结果，决不代表某一个界面。
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第一节 地震剖面的特点
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水平叠加剖面上的特殊波(a)与偏移剖面的地质形态(b)
a
b
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地震勘探原理
第5章 地震资料解释的理论基础 第1节 地震剖面的特点 第2节 复杂界面反射波的特点 第3节 地震勘探的分辨能力 第4节 反射界面真正空间位置的确定
测线4）上绕的射绕波射时波距时曲间线是与：同界面反射波时距曲线 在又5）x是=整M2条L点上绕tR的相射一V切1波(条。时L绕R2 距M射h曲2为波线反射(在x射线反波L。)2射的波h最2 )时后距一曲条线射的线。 上方。
测线上的反射波时间是：
tF

OR V

x2 h2 V
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二 地震绕射波和物理地震学
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一、弯曲界面反射波的特点
3）凹曲界面的曲 率越大，深度越 深，回转波范围 越大。
4）在实际地层中，凹曲界面很少孤立存在，大多 与平界面连成一体。在水平叠加剖面上，由凹界面 产生的回转波同与之相连的正常界面反射波同相轴 常呈环圈状 (蝴蝶结)；地下的向斜界面在水平叠加 剖面上表现出“背斜”假象。有时可能形成更复杂 的图形。
地震勘探原理
第5章 地震资料解释的理论基础
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第一节 地震剖面的特点 二、地震剖面上识别各种波的标志
在实际工作中，用于解释的是“一张由许多地 震道依次排列的地震剖面。” 地震剖面上不同类型和传播特点的波的同相轴 (event --是指波峰或波谷此类相同相位的连 线），在剖面上会表现出不同的特点。 这些特点是在地震剖面上识别各种波的依据。
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第一节 地震剖面的特点
4）水平叠加剖面上存在偏移现象。
当界面非水平时，水平叠加剖面上反射波的位 置不是来自于该点的正下方，真正的反射点向 上倾方向偏移，这种现象称为水平叠加剖面的 偏移现象。
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第一节 地震剖面的特点
自激自收、并非地震道铅垂方向的地质剖面
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第一节 地震剖面的特点
6）地震剖面上的反射波是由多个地层分界面 上振幅有大有小、极性有正有负、到达时间 有先有后的反射子波叠加、复合的结果。而 复合子波的形成取决于地下地层结构的稳定 性，如薄层厚度、岩性、砂泥岩比等。 7）水平叠加时间剖面上常出现各种特殊波 （如绕射波、断面波、回转波、侧面波等)， 这些波的同相轴形态并不表示真实的地质形 态，必须经过严格处理才能用来解释，恢复 真实面貌。
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叠加时间剖面上的 凸界面
偏移剖面上的 凸界面
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一、弯曲界面反射波的特点
（二）凹界面的反射波
1、凹界面按其具体特点可分为：
①R=H为聚焦型凹界面； ②R＜H为回转型凹界面； ③R＞H为平缓型凹界面。
聚焦型
回转型
平缓型
蝴蝶结
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一、弯曲界面反射波的特点
2、单炮记录的上的回转波
①倾斜界面ABC：反 射点自左往右，时距 曲线自左往右； ②弯曲界面CDEFG： 反射点自左往右，时 距曲线自右往左，发 生“回转”； ； ③倾斜界面GHI：反射 点自左往右，时距曲 线自左往右。
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对上述各种弯曲界面反 射波的特点作如下小结：
当弯曲界面由回转型变 为凸界面时，相应的反 射波能量是由分散（回 转型界面）→集中（平 缓型、聚焦）→再分散 （凸界面）；
时距曲线的曲率由陡到 缓依次为：聚焦型凹界 面、回转型凹界面、点 绕射、凸界面、水平界 面、平缓型凹界面。
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一、弯曲界面反射波的特点
tR

1 V
(
L2 h2
(x L)2 h2 )
tR
L2 h2 1 ( (x L)2 h2 ) VV
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二 地震绕射波和物理地震学
2、绕射波时距曲线的主要特点
tR
L2 h2 1 ( (x L)2 h2 ) VV
1）绕射波时距曲线也是双曲线；
在R点产生的绕射波时距
在测线不与断棱垂直情况下：
绕射波时距曲线特点同测线方向与断棱走向 之间的夹角α有关。 α越小，时距曲线弯曲程度越大。
测线与断棱平行(α=0o)，绕射波时距曲线最陡； 测线与断棱正交(α=90o)，绕射波时距曲线最缓。
0 30 60 90
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二 地震绕射波和物理地震学
（二）水平叠加剖面上绕射波的叠加效果
思路：不管反射波还是绕射波，都按水平界面 反射波时距曲线进行动校正，再进行水平叠加， 这种作法能否保证绕射波也能同相叠加？
tR

1 V
(
L2 h2
(x L)2 h2 )
当 L 1和 x L 1时，
h
h
tR

t0

x2 2t0V
2

(x 2L)2 2t0V 2
按水平界面反射波进行动校正，t 绕射波动校正后：
在剖面识别各种波的工作中叫“波的对比”。
2
第一节 地震剖面的特点 反射波对比的四大标志(lead)是：
1、同相性 2．强振幅 3．波形相似性 4．时差变化规律
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第一节 地震剖面的特点
识别有效波的标志：同相性或相干性、 振幅显著增强、波形相似
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第一节 地震剖面的特点 波形相似性
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第一节 地震剖面的特点