地震勘探原理期末总复习 4 (共四部分)

第四章 地震波的速度1影响速度的各种因素还有：与温度的关系：随着温度的增加， 波速地降低与频率的关系频散是液体在孔隙空间中流动造成的；随着孔隙度或压力增大，频散变 弱；含泥量或流体粘滞性增加，频散增大。

2 速度各向异性地震速度各向异性：地震波速度随测量方向变化。

3 几种速度概念 1》、平均速度Vav平均速度定义为：“一组水平层状介质中某一界面以上介质的平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上各层的总厚度与总的传播时间之比”。

n 层水平层状介质的平均速度是另一定义：在水平层状介质中，波沿直线传播所走过的总路程与所需总时间之比。

但此时要注意：这里的地震波传播，真正遵循的是“沿最小时间路程传播”，在非均匀介质(如层状介质)中，最小时间路程将是折线而不是直线。

可见这样引入平均速度时所作的“地震波沿最短路程直线传播”的假设就是对一种实际介质结构的近似简化。

2》、均方根速度VR （对于水平多层介质）问题引出：水平层状介质的反射波时距曲线是否还是双曲线？如果不是的话，能否近似地把它看成双曲线?均方根速度的假设条件：把不是双曲线关系的时距方程简化为双曲线关系均方根速度定义：把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似地当作双曲线，求出的波速就是这一水平层状介质的均方根速度。

在一定的近似之下，便可得到在形式上与均匀覆盖介质情况下完全一样的双曲线型的时距曲线方程： VR 就相当于均匀介质情况下的波速，称为n 层水平层状介质的均方根速度：∑∑∑∑----==n i i ni i i n i i in i iav t v t v h h v 111122202R v x t t +=∑∑===n i n i ii i R t v t v 112/均方根速度的意义还可以这样说明：把各层的速度值的平“方”按时间取其加权平“均”值，而后取平方“根”值，要注意其中速度较高的层所占比重要大，表明这种近似在一定程度上考虑了射线的偏折3》、等效速度（对于倾斜单层介质）均匀倾斜界面的共中心点时距曲线方程为： 式中V 是介质的速度；h0是共中心点处界面的法线深度；φ是界面倾角。

上式还可以该写为： 我们引入符号： （V φ倾斜界面均匀介质情况下的等效速度）等效速度存在的问题：上一章曾提到，倾斜界面情况下的共中心点道集的叠加效果存在两个问题，即反射点分散和动校正不准确。

等效速度的概念意义在于，用V φ代替V ，倾斜界面共中心点时距曲线就可以变成水平界面形式的共反射点时距曲线。

也就是说，用等效速度对倾斜界面的共中心点道集进行动校正可以取得很好的叠加效果，没有剩余时差。

但不应忘记，从地质效果来说，反射点分散的问题并没有解决，这个问题只有用偏移叠加才能妥善解决。

4》、叠加速度V α由前面讨论的几个速度知道，在一般情况下，(包括水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖层为层状介质或连续介质等)，都可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用一个共同的式子来表示：式中V α称为叠加速度,t0为偏移距为零时的反射时间。

叠加速度V α的含义：对一组共反射点道集上的某个同相轴，利用双曲线公式选用一系列不同速度Vi ，计算各道的动校正量，对道集内各道进行动校正；当取某一个Vi 能把同相轴校成水平直线(将得到最好的叠加效果)时，则这个Vi 就是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。

对于不同的地质结构，叠加速度V α有更具体的意义：1)对水平单层结构为：V α =V1，即为单层介质的速度；2)倾斜单层地质结构为：V α=V1/cos φ，V1为单层介质速度，φ为界面倾角； ， 3)水平多层地质结构为：V α =VRϕ2220cos 41x h vt +=ϕ222202cos v x t t +=v h t 002=22202ϕv x t t +=ϕϕcos v v =22202av x t t +=4 叠加速度的求取用计算速度谱的方法求取叠加速度的基本原理。

显然，动校正的正确与否和速度的选择很有关系；如果速度值选得正确。

动校正后的共反射点时距曲线就是水平直线。

速度谱分析的原理：选用一系列不同的速度值对共反射点时距曲线进行动校正，看选用哪一个速度值时正好能把共反射点时距曲线校正为水平直线，则这个速度就是合适的叠加速度。

问：怎样来判断共反射点时距曲线是否被校直？（两个判别校直的标准）1）“叠加速度谱”：如果校成直线，则各道的波形都没有相位差，叠加后的波形能量最强；如果没有校正成直线，则各道的波形仍然存在相位差，叠加后的波形能量较弱。

2）“相关速度谱”：计算共反射点道集的多道相关函数，用相关函数值的相对大小来判断是否同相。

计算速度谱的过程设有一组反射点道集只有一个反射波。

它的t0时间是t01。

先选一个较小的速度V1，按动校公式：对各道进行动校正，计算出各道的动校正量Δtx。

校正后计算这组道上这个波的叠加能量ф(v1)。

如果V1不合适，时距曲线下弯(V1小)或上弯(V1大)，相应的叠加能量ф(v1)较小。

例子：从ф(vn)--V曲线上看到，当V=V M时值最大，当选用V = V M时正好把共反射点时距曲线校正成水平直线。

所以，V M就是最合适的动校正速度。

对于小于或大于V M的速度值，校正后的共反射点时距由线就变成向下或上弯。

这时各道波的叠加能量也较小。

5 射线平均速度射线平均速度：地震波沿某一条射线传播所走的总路程长度除以所需的时间。

对每条射线的平均速度都不一样。

射线平均速度精度最高，但实用性很差，它反映了在各层的传播路径多少的情况对同一介质结构，炮检距越大射线平均速度也大，会趋近于结构中速度最高层的速度，符合费马原理。

22ttvxtx-+⎪⎭⎫⎝⎛=∆6 平均速度和均方根速度的差别 ：1）平均速度就是地震波垂直穿过该层以上的总地层厚度与总传播时间之比。

均方根速度是沿着回声反射行程的介质速度对时间取均方根值。

2）平均速度<均方根速度3) 在平均速度中。

垂直旅行时间大的层的速度就对平均速度影响大，旅行时间小的就影响小。

在均方根速度中，速度高的影响也大些。

4)平均速度能较好描述炮检距为零（垂直入射和反射）的情况。

均方根速度对炮检距为例零的射线不如平均速度准确；随着炮检距增大，它就比较准确了；可是炮检距过大时，它的精度也要降低。

7 由叠加速度计算均方根速度1)对水平层状介质〔或水平界面覆盖层是连续介质〕，叠加速度就是均方根速度，不再作倾角校正即当φ=0时， VR=Va2)当界面倾角为φ，覆盖层为均匀介质时求得的叠加速度是等效速度V φ，这时要作倾角校正:8 由均方根速度计算层速度(Dix 公式) 层速度：某一速度层的波速。

设有n 层水平层状介质，各层层速度Vi ，层厚hi ，各小层中单程垂直传播时间为第一层至第n 层的均方根速度VR,n 为第一层至第n-1层的均方根速度VR,n-1为两式相减可得： 最后可得：ϕcos a R V V =ϕϕcos /R V V =ϕV V a =n i v h t i i i ,,3,2,1⋅⋅⋅==nni i i ni i n i i i n R t t v t t v v ,0121122,2∑∑∑=====1,01121111221,2--=-=---∑∑∑==n n i i i n i i n i ii n R t t v t t v v 21,0,0--=n n n t t t 1,0,021,1,2,,02-----=n n n R n R n R n nt t v t v t v第五章解释理论基础地震资料解释的主要内容和作用：1）构造解释：利用运动学，确定地下构造形态。

2）岩性解释：利用动力学，确定岩性特征。

地震剖面的特点1 当岩层厚度较厚，也就是τ∆>∆t时，同一接收点收到的来自反射界面R1何R2的两个反射点可以分开当岩层厚度较薄，也就是τ∆<∆t时，同一接收点收到的来自反射界面R1何R2的两个反射点不可以分开，波形相互叠加，形成了复波2 地震子波：爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一定的距离时，波形逐渐稳定，我们称这时的地震波为地震子波3 地震记录的形成：褶积模型：设地震子波是w(t)，各个地层界面的反射系数随界面双程垂直的变化用R(t)表示，那么在一定假设条件下可反射时间t得出反射地震记录s(t)与w(t)和R(t)的关系是：s(t)=w(t)*R(t)•褶积模型在地震勘探中的应用–已知w(t)和r(t)求s(t)，称之为正演–已知s(t)和w(t) 求r(t)称之为反演–已知s(t)和r(t)求w(t)，称之为子波处理4 层位解释和波的对比在地震时间剖面上反射层位表现为同相轴的形式，所以在时间剖面上，反射波的追踪实际上就变为同相轴的对比。

根据反射波的一些特征来识别和追踪同一反射界面反射波的工作，叫做波的对比有效波的标志：1同相性2振幅显著增强3波形相似特征4时差变化规律相似5 水平叠加剖面的特点1）自激自收、并非地震道铅垂方向的地质剖面。

地下各层的倾向、倾角都可能不同，时间剖面上的资料并不是来自同一个射线平面2）在构造复杂地区，水平叠加剖面上会出现各种异常波（绕射、回转等），其同相轴的形态与地质剖面完全不同，不能直接用于地质解释3） 地质分层与反射同相轴并非一一对应4） 地质剖面在深度域表示，而叠加剖面在时间域显示5） 反射同相轴的性质与界面两侧的岩性有关，并非对应某一地层，只有通过波阻抗反演，才能将界面信息转换为地层信息。

6 绕射波：地震波在传播过程中，遇到地层和岩性的突变点，这些突变点成为新震源，发出球面子波向四周传播，这种波称为绕射波。

绕射波的主要特点：1、绕射波时距曲线也是双曲线2、极小点在绕射点正上方，其形态与炮点位置无关3、绕射波时距曲线与反射波时距曲线在M 点相切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？结论：多次覆盖水平叠加不仅能够增强反射波、也能够增强绕射波。

7 物理地震学：1）地震波是一个波动，并非简单的射线传播。

2）绕射波是最基本的，反射波只是反射界面上所有小面元产生绕射波的集合，这种绕射称为广义绕射。

2）几何地震学和物理地震学并不矛盾，应用范围取决于勘探目标的大小8 地震勘探的分辨能力对于垂向分辨率：若子波的延续时间大于地层的双程旅行时间，则薄层难于分辨注意：由于实际情况并不要求完全分辨薄层的顶底界面，因此，实际情况要乐观一些，最理想的情况是厚度要大于四分之一波长垂向分辨率：地震记录沿垂直方向能分辨的最薄地层的厚度。

横向分辨率：地震记录沿水平方向能分辨的最小地质体的尺度。

t ∆>∆τ影响地震记录分辨率的主要因素9 如何提高分辨率？对于垂向分辨率：反褶积提高分辨率的主要方法对于横向分辨率：偏移是提高横向分辨率的根本方法。