地震层析成像技术发展现状
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１ 井 间地 震层 析成 像
的地震波传播现象如表层吸收的问题 、 面波复杂散射 的 问题 等 ， 现 在 还 是 很 难有 比较 好 的模 拟 。 以上 这 些
问题 的存 在 ， 使 初 至 波形层 析 还 处于 理论 研 究 阶段 ， 在
wenku.baidu.com现 实 中没有取 得 理想 效果 。
井 间 地 震 声 波 层 析 成 像 技 术 简 称 井 间 地 震 ＣＴ
摘 要： 介 绍 了地 震 层 析 成像 中的 井 间地 震 层析 成像 、 井 间 电 阻率层 析 成 像 、 远 震 层析 成 像 和 Ｆ Ｍ—
Ｔ Ｔ、 瑞雷面波相速度层析成像和有限频层析成像 的发展现状， 探讨 了地震层析成像 中存在的主要 问
题， 并提 出了应对 策略 。
关键词 ： 层 析 成像 ； 井 间地 震 ； 远震 层析 成像 ； 问题 ； 对 策
Ｘ射 线 要 长 得 多 ， 地 震 射 线 不 是 直 线 传 播 的 。根 据 地
层 的产 状 和物理 特 性提 供 了一 项 高分 辨率 勘探 方 法 ］ 。 井 问地 震 波 Ｃ Ｔ法 是通 过 改 变震 源 和 接 收器 的位 置 进 行 发射 和接 收 ， 使尽 可 能多 的地 震 射 线穿 透 井 间 剖 面 的全部 区域 ， 由于地 震 波 的传 播 速 度 和其 它 能 力 衰 减
２ ０ １ ３ 年第 １ １ 期
西 部探 矿 工程
１ １ ７
地震 层析成像技 术发展现 状
丁 安徐
（ １ ． 中国石油 化工 股份 有 限公 司 华东分 公 司 石油勘 探开 发研 究 院 ， 江 苏 扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ７ ； ２ ． 中国石 油大 学地 球科 学与技 术 学院 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ５ ５ ５ ）
震射 线 理论 ， 后来 又 发展 了折射 线 Ｃ Ｔ， 这一 类 地震 ＣＴ 技术统称为射线层 Ｃ Ｔ ， 地球 物 理 领域 的层 析 成 像 研 究 如何 利 用 地震 波 、 电磁 波 的数 据 对地 球 内部 成 像 ， 但
与 医 学 层 析 完 全 不 一样 ， 医学 层 析 获 得 的数 据 是 全 方
取决 于地层 的物理参 数 ， 故利用所 激发 的弹性波导接 收器 的传播时间 、 振幅特性 ， 经数据处理即可解释推断 地震 波射 线穿 透剖 面 的岩层 产状 和物性 变化 。
１ ． １ 初 至波 菲涅 尔体 地震 层析 成像 波 动方 程 走 时 层 析 既 继 承 了 走 时层 析 的稳 定 性 ， 又解 决 了常 规 的射 线层 析 中高 频 的假 设 。但仍 然 属 于 走 时层 析 的范 围 ， 因而 使 其 分辨 率 较 低 。在 反 演 近地 表 速度 结 构 中 ， 出现 了初 至 波形 层析 ， 这种 方法 解 决 了 走 时层 析 的分辨 率 问题 ， 既 具有 高 的反 演分 辨 率 ， 又有 初 至走 时层析 的稳定 性 ］ 。 因为 只拟合 初 至波 形层 析 ， 同全波 形 层析 相 比较 ， 多 解 性相 对 比较 薄弱 ， 故 在 某种 程 度 上提 高 了反 演过 程 的 收敛性 。但 许 多 实 际 中存在
医学 Ｃ Ｔ技 术 ， 其基 础 为广 义 拉 冬 变换 ， 它 是 波数 域 的 富 里 叶投 影 切片 定理 的空 间域形 式 ， 由于 医学 Ｃ Ｔ利用
法 。它 是 ２ ０ 世纪 ９ ０ 年代 以来 井 间 地 震声 波 借 助 于 医 学上的Ｃ Ｔ技术 发展 起来 的一 项新 技术 。资料表 明 ， 井 间地 震 声 波 的主频 在 ２ ０ ￣６ ０ ０ Ｈｚ ， 可 以分 辨 出 ３ ～５ ｍ左 右 的 薄层 ， 纵 向分 辨 率 可达 Ｏ ． ８ ￣３ ｍ； 若 地 震 源 频 带 进
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — ２ ５
另一种层析方 法是胖射线走时层析 ， 它既具有走
作者简 介 ： 丁安徐 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 重庆开县人 ， 中国石油 大学在读硕 士研究生 ， 研究方 向 ： 地球物理 ， 现从 事非常规油气 实验地 质研究及实验 室
中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ４ 文 献标 识码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ １ １ ７ — ０ ４
层 析成像 应用最早 的领域是 医学 ， 利用 Ｘ射线研 究人体 内部结构 ， 医学上应用的巨大成功使层 析成像 逐 渐 发 展 到其 它 领域 。早 期 的地 震 Ｃ Ｔ技 术 完 全套 用
位的 ， 而地 球 物 理 层 析 的发 射 源 和 接 收 器 只分 布 在 地 面上 或 深 井 中 ， 且 数 量 非 常少 ， 因此 得 到 的投 影数 据 的 角 度 有 限 。而 运 用 Ｒ ａ ｄ ｏ ｎ变换 ， 恢 复 唯一 的 图 象 函 数 需 要 所 有人 射 角 的投 影 函数 ， 由于这 种 先天 不 足 （ 投影 的角 度 不全 面 ） ， 从 而使 层 析成 像 在 地球 物 理 领域 的发 展 受 到 限制 ， 但 与其 它 的成 像 方法 相 比较 ， 层 析成 像依 然 是 一种 研 究 地 下构 造 和 岩石 物 性 的好 方法 。本 文介 绍 了地 震 层 析 成 像 中 的井 问地 震 层 析 成 像 、 井 间 电 阻 率 层 析成 像 、 远震 层 析 成像 和 Ｆ ＭＴＴ、 瑞雷 面 波相 速度 层 析 成 像 和 有 限频 层 析 成 像 的发 展 现 状 ， 探 讨 了地 震 层 析成像 中存 在 的主要 问题 ， 并提 出 了应对 策 略 。
一
步加 宽 ， 可 分辨 出 １ ～２ ｍ 的薄层 ， 这 为探 测和 描述 地
的是 ｘ射线 ， 其波长极短 ， 可 以简单化地看作是直线传 播， 早 期 地 震 ＣＴ也 是 假 设 地震 波 直线 传 播 的 ， 故 此 时
的Ｃ Ｔ技术 完全 为 直射 线 Ｃ Ｔ。但毕 竟 地震 波 的波 长 比
的地震波传播现象如表层吸收的问题 、 面波复杂散射 的 问题 等 ， 现 在 还 是 很 难有 比较 好 的模 拟 。 以上 这 些
问题 的存 在 ， 使 初 至 波形层 析 还 处于 理论 研 究 阶段 ， 在
wenku.baidu.com现 实 中没有取 得 理想 效果 。
井 间 地 震 声 波 层 析 成 像 技 术 简 称 井 间 地 震 ＣＴ
摘 要： 介 绍 了地 震 层 析 成像 中的 井 间地 震 层析 成像 、 井 间 电 阻率层 析 成 像 、 远 震 层析 成 像 和 Ｆ Ｍ—
Ｔ Ｔ、 瑞雷面波相速度层析成像和有限频层析成像 的发展现状， 探讨 了地震层析成像 中存在的主要 问
题， 并提 出了应对 策略 。
关键词 ： 层 析 成像 ； 井 间地 震 ； 远震 层析 成像 ； 问题 ； 对 策
Ｘ射 线 要 长 得 多 ， 地 震 射 线 不 是 直 线 传 播 的 。根 据 地
层 的产 状 和物理 特 性提 供 了一 项 高分 辨率 勘探 方 法 ］ 。 井 问地 震 波 Ｃ Ｔ法 是通 过 改 变震 源 和 接 收器 的位 置 进 行 发射 和接 收 ， 使尽 可 能多 的地 震 射 线穿 透 井 间 剖 面 的全部 区域 ， 由于地 震 波 的传 播 速 度 和其 它 能 力 衰 减
２ ０ １ ３ 年第 １ １ 期
西 部探 矿 工程
１ １ ７
地震 层析成像技 术发展现 状
丁 安徐
（ １ ． 中国石油 化工 股份 有 限公 司 华东分 公 司 石油勘 探开 发研 究 院 ， 江 苏 扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ７ ； ２ ． 中国石 油大 学地 球科 学与技 术 学院 ， 山东 青 岛 ２ ６ ６ ５ ５ ５ ）
震射 线 理论 ， 后来 又 发展 了折射 线 Ｃ Ｔ， 这一 类 地震 ＣＴ 技术统称为射线层 Ｃ Ｔ ， 地球 物 理 领域 的层 析 成 像 研 究 如何 利 用 地震 波 、 电磁 波 的数 据 对地 球 内部 成 像 ， 但
与 医 学 层 析 完 全 不 一样 ， 医学 层 析 获 得 的数 据 是 全 方
取决 于地层 的物理参 数 ， 故利用所 激发 的弹性波导接 收器 的传播时间 、 振幅特性 ， 经数据处理即可解释推断 地震 波射 线穿 透剖 面 的岩层 产状 和物性 变化 。
１ ． １ 初 至波 菲涅 尔体 地震 层析 成像 波 动方 程 走 时 层 析 既 继 承 了 走 时层 析 的稳 定 性 ， 又解 决 了常 规 的射 线层 析 中高 频 的假 设 。但仍 然 属 于 走 时层 析 的范 围 ， 因而 使 其 分辨 率 较 低 。在 反 演 近地 表 速度 结 构 中 ， 出现 了初 至 波形 层析 ， 这种 方法 解 决 了 走 时层 析 的分辨 率 问题 ， 既 具有 高 的反 演分 辨 率 ， 又有 初 至走 时层析 的稳定 性 ］ 。 因为 只拟合 初 至波 形层 析 ， 同全波 形 层析 相 比较 ， 多 解 性相 对 比较 薄弱 ， 故 在 某种 程 度 上提 高 了反 演过 程 的 收敛性 。但 许 多 实 际 中存在
医学 Ｃ Ｔ技 术 ， 其基 础 为广 义 拉 冬 变换 ， 它 是 波数 域 的 富 里 叶投 影 切片 定理 的空 间域形 式 ， 由于 医学 Ｃ Ｔ利用
法 。它 是 ２ ０ 世纪 ９ ０ 年代 以来 井 间 地 震声 波 借 助 于 医 学上的Ｃ Ｔ技术 发展 起来 的一 项新 技术 。资料表 明 ， 井 间地 震 声 波 的主频 在 ２ ０ ￣６ ０ ０ Ｈｚ ， 可 以分 辨 出 ３ ～５ ｍ左 右 的 薄层 ， 纵 向分 辨 率 可达 Ｏ ． ８ ￣３ ｍ； 若 地 震 源 频 带 进
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — ２ ５
另一种层析方 法是胖射线走时层析 ， 它既具有走
作者简 介 ： 丁安徐 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 重庆开县人 ， 中国石油 大学在读硕 士研究生 ， 研究方 向 ： 地球物理 ， 现从 事非常规油气 实验地 质研究及实验 室
中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ４ 文 献标 识码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ １ １ ７ — ０ ４
层 析成像 应用最早 的领域是 医学 ， 利用 Ｘ射线研 究人体 内部结构 ， 医学上应用的巨大成功使层 析成像 逐 渐 发 展 到其 它 领域 。早 期 的地 震 Ｃ Ｔ技 术 完 全套 用
位的 ， 而地 球 物 理 层 析 的发 射 源 和 接 收 器 只分 布 在 地 面上 或 深 井 中 ， 且 数 量 非 常少 ， 因此 得 到 的投 影数 据 的 角 度 有 限 。而 运 用 Ｒ ａ ｄ ｏ ｎ变换 ， 恢 复 唯一 的 图 象 函 数 需 要 所 有人 射 角 的投 影 函数 ， 由于这 种 先天 不 足 （ 投影 的角 度 不全 面 ） ， 从 而使 层 析成 像 在 地球 物 理 领域 的发 展 受 到 限制 ， 但 与其 它 的成 像 方法 相 比较 ， 层 析成 像依 然 是 一种 研 究 地 下构 造 和 岩石 物 性 的好 方法 。本 文介 绍 了地 震 层 析 成 像 中 的井 问地 震 层 析 成 像 、 井 间 电 阻 率 层 析成 像 、 远震 层 析 成像 和 Ｆ ＭＴＴ、 瑞雷 面 波相 速度 层 析 成 像 和 有 限频 层 析 成 像 的发 展 现 状 ， 探 讨 了地 震 层 析成像 中存 在 的主要 问题 ， 并提 出 了应对 策 略 。
一
步加 宽 ， 可 分辨 出 １ ～２ ｍ 的薄层 ， 这 为探 测和 描述 地
的是 ｘ射线 ， 其波长极短 ， 可 以简单化地看作是直线传 播， 早 期 地 震 ＣＴ也 是 假 设 地震 波 直线 传 播 的 ， 故 此 时
的Ｃ Ｔ技术 完全 为 直射 线 Ｃ Ｔ。但毕 竟 地震 波 的波 长 比