地震勘探的基本方法剖析.ppt

第二章 地震勘探 什么是地震勘探 地震勘探：以不同岩（矿）石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波在地下岩层中的传播规律，借以实现地质勘查找矿目的的物探方法。 应用领域：主要用于油气田、煤田地质构造的勘探，地壳测深，工程地质勘察等。 2008年在EAGE上展示的地震车 海上地震船 岩石介质的波阻抗差异（近似为速度差异，因为速度差异大于密度差异）是运用地震波进行勘探的物质基础，研究地震波的传播速度规律具有极其重要的理论研究意义和实际应用价值。 地震勘探的分支方法： 折射波法； 反射波法； 面波法； 地震勘探技术的流程： 理论研究； 野外资料采集； 室内数据处理； 地震地质解释； ‥ ‥等。 地震反射波勘探的基本原理 在地表附近激发的地震波向下传播，遇到不同介质（地层）分界面产生向上的反射波，检测、记录地下地层界面反射波引起的地面振动，可以解释推断地下界面的埋藏深度，地层介质的地震波传播速度、地层岩性、孔隙度、含油气性等。 最简单的是根据反射波到达地面的时间计算地下界面的深度，基本公式为： 反射波法的主要优点是：在一定的条件下，可以查明从地表到地下数千米的整个地层剖面内各个构造层的起伏形态，甚至是地层岩性特征。 地震勘探原理示意图 早期的地震勘探技术 地震勘探的方法和技术是在运动学理论的基础上建立和发展起来的，在很长的一段时间内，动力学特征只被定性地利用，起辅助的作用，这与地震勘探技术水平（包括野外资料采集仪器和室内数据处理设备）和石油勘探对地震技术的要求等因素有关。 在早期，地震勘探采用光点和模拟磁带地震仪采集数据，在地质构造相对简单的地区寻找构造圈闭，仅用地震波的运动学特征就可以胜任。 近期的地震勘探技术 1970年代以后，石油勘探面临的任务是复杂地表和/或复杂构造探区，以及各种复杂油气藏（如地层、岩性油藏），运动学理论无法正确解释复杂地质条件下的波场，更无法根据时间场预测地层岩性特征，这就需要利用地震波的动力学特征，与此相适应，野外数字记录和室内数字处理技术的推广也为地震波动力学信息的应用提供了可能。 这种必要性和可能性的结合，促使地震波动力学理论的实际应用有了飞速的发展，这些进展中最有代表性的是亮点技术、波动方程偏移、波阻抗反演、地震模拟等。地震勘探因此从单纯的构造研究过渡到研究岩性、岩相甚至直接找油的新阶段。 折射波方法的特点 探测能力(低速层、高速层) 断层的影响 梯度层的影响 时距曲线的特点 1. 倾斜界面上的时距曲线仍然是直线，但直线斜率的倒数不等于 V 2 ，斜率的倒数为 V * = △ x/ △ t ，称之为 视速度 。在倾斜界面情况下，在上倾、下倾方向接收到的两支时距曲线斜率不等，下倾方向斜率为sin（i+φ），与上倾方向相比，斜率大视速度较小；上倾方向斜率为 sin（i-φ），与下倾方向相比，斜率小视速度较大。 2. 倾斜界面上折射波的盲区和临界距离与界面的深度有关，因此在上倾方向和下倾方向接收时，初至折射波的接收范围也有差异。 时距曲线的特点 3. 倾斜界面倾角较大时，可能出现 i+φ=90的情况，若在下倾方向接收，折射波将无法返回地面，因为盲区为无限大。如在上倾方向接收，入射角总是小于临界角，无法形成折射波。野外工作中应改变测线方向使界面视倾角与临界角之和小于 90 °。 4. 倾斜界面情况下，在上倾方向接收，当iφ 时， 为正；当i=φ 时， 趋于无穷大，即时距曲线为水平状，其斜率为零，这说明远路径的折射波和近路径的折射波同时到达； iφ 时，时距曲线斜率为负， V *为负，这说明较远路径的折射波先于近路径的折射波到达，这是因为界面速度高于覆盖层的速度，远接收点处的折射波的传播时间小于近接收点。 反射波时距曲线 连续介质情况下反射波时距曲线 连续介质中波的射线和等时线方程 连续介质情况下反射波时距曲线 连续介质情况下反射波时距曲线 把它们积分，得到射线方程和等时线方程 我们来讨论一下速度函数为线性的情况 绕射波时距曲线 多次反射波时距曲线 多次反射波时距曲线是双曲线 共反射点方法 共反射点叠加：野外多次覆盖观测得到的地震资料，室内处理时采用水平叠加技术，最终得到水平叠加剖面。它利用校正后剩余时差的差异，压制多次反射。 目前该方法已经成为最基本的反射波法。 共反射点时距曲线 水平界面的共反射点时距曲线方程： 正常时差 正常时差：某个接收点t观测到的时间与t0时间之差 动校正 动校正：将每一个接收点的时间减去它的正常时差 共反射点时距曲线 倾斜界面（下倾）的共中心点时距曲线方程： 多次波的剩余时差 水平均匀介质下的反射波动校正 多次波的剩余时差 多次波剩余时差公式 共反射点叠加法原理 （1）共反射点时距曲线由于采用一次反射波的速度进行动