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第三章 地震波动力学 第一节 地震波的频谱分析 第二节 地震波的能量分析 第三节 影响地震波传播的地质因素 第四节 地震记录的分辨率 地震波动力学 地震波动力学：研究地震波在运动状态中的能量、波形、频谱等特征及其变化规律的一门学科，它是地震资料地层、岩性解释的基础。 实质：动力学特征与地层结构、岩石性质、流体性质等有较好的内在联系。 目的：研究地层、岩性、沉积、圈闭甚至直接检测油气。 第一节 地震波的频谱分析 一、频谱的概念 1、频谱: 组成一个复杂振动的各个谐振动分量的特性与其频率关系的总和称为该振动的频谱，包括振幅谱和相位谱。 一个复杂的振动信号，可以看成是由许多简谐分量叠加而成；这些简谐分量及其各自的振幅、频率和初相，就叫做复杂振动的频谱。 2、频谱分析的数学工具 傅立叶变换（分析）：满足一定条件的一个任意周期函数可以展成傅立叶级数，即展成许多谐振动函数的和。 谐振动：具有一定的初始振幅、相位和频率的振动。 单个的地震子波可以看作是一个谐振动 每一道上的地震记录（由无数个地震子波组成）可以看成一个复杂振动。 二、地震波频谱资料的获得 1、知道时间函数的具体形式 f(t)，可以直接用付氏变换公式计算频谱F(ω) 二、地震波频谱资料的获得 2、知道信号的图形，但不知道具体的函数关系。 （1）模拟方法： 把波形变成一个连续的电信号，用频谱分析仪进行频谱分析。 （2）数字磁带方法： 把记录到的离散化的地震信号（振幅值），利用离散付氏变换或快速付氏变换（FFT），在数字计算机上计算出地震信号的频谱。 三、描述频谱的参数 1、主频：频谱曲线极大值所对应的频率（ ω 0）称为频谱的主频。 2、频宽（带宽）：振幅谱等于最大值的0.707倍处的两个频率值之间的宽度。 ?ω = ω2- ω1 四、地震波频谱特征及其应用 1、各种地震波的频谱特征 与地震勘探有关的一些波的频谱特点 面波频率低（10-30Hz）； 反射波主频（30-50Hz）； 深层反射频率更低； 声波频率较高，大于100Hz； 工业交流电，50Hz左右窄带； 2、影响频谱的因素 3、频谱资料在地震勘探中的应用 分析有效波和干扰波在频谱上的差异指导设计地震仪、选择处理参数和野外工作方法； 地震波的频谱资料中含有地层、岩性及含油气性信息，可以用来指导地震资料的地质解释。 实际应用 利用主频的高低判别地层岩性的厚薄；（薄互层的反射波主频相对岩性相同的厚层较高，随着厚度的增加反射频率会渐渐降低） 利用频谱的差异划分岩性 利用主频的变化来检测含油气性。储层含油气后其主频通常会变小。 第二节 地震波的能量分析 一、研究振幅的意义 采集方面：激发强的有效波，压制干扰波，记录真振幅； 处理上：保持真振幅，使振幅能更好地与界面上下的岩性结合起来。 解释上：构造解释，地层、岩性解释的基础；波的对比、追踪的依据；划分岩性、薄层厚度及其纵横向变化、寻找油气的标志。 二、影响反射波振幅的因素 1、激发条件。含水砂岩或粘土中激发；低速带以下激发；增大药量（但不可太大）。激发因素对地震波的影响是一个常数因子。 2、波前扩散。作为球面波的地震波在介质中传播时，地震波的振幅与传播距离或反射时间成反比，波前扩散因子与传播时间有关。 二、影响反射波振幅的因素 3、吸收衰减：介质的非完全弹性引起地震波的衰减。由均匀的非完全弹性介质所产生的吸收作用将使地震波的振幅随着传播距离的增大呈指数衰减。 二、影响反射波振幅的因素 4、界面的反射系数 由界面上下波阻抗差定义的反射系数是影响振幅的主要因素，反射系数越大，反射波的振幅越强。由地质因素引起的这个因素是地震地质解释的主要原理。 5、中间界面的透射损失 理论上，反射波的能量加上透射波的能量应与入射波的能量相等，反射波的能量不可能与入射波的能量相等。通常把透射的能量相对反射能量来说，看成是损失。 二、影响反射波振幅的因素 6、反射界面形态。当地下界面向上凹时，反射波的能量将会集中、振幅增强；而当地下界面向上凸时，反射波的能量将会分散、形成散射、振幅减弱。 7、接收条件 指检波器类型和组合方式、记录仪的频率特性等。这些因素对一道或一张记录来说是相同的也即为常数因子 入射角的变化、岩相的变化、波的干涉、各种噪声的干扰及处理因素等均对振幅有影响。 影响反射波振幅的因素总结 在前述的众多影响因素中，有些因素可以进行补偿消除影响，如扩散、吸收；有些是常数因子，如激发、接收条件；其它的影响因素—来自地下地质现象的，是我们所需要的。 反射系数---波阻抗变化、岩性；透射损失---了解深层；入射角的变化---AVO技术；岩相变化—振幅横向的变化指示了岩性、岩相变化。 总 结 地震波运动学：时间、空间 地震波动力学：能量、频率、波形