深度域解释会议-深度域子波浅析-1

1、深度域深度域“子波子波”浅析浅析孙成禹中国石油大学(华东) 2015.7.16，青岛非技术性讨论1 1，构造形态解释，构造形态解释 走时信息走时信息2 2，地层岩性解释，地层岩性解释 走时、振幅信息走时、振幅信息3 3，孔隙流体预测，孔隙流体预测 走时、振幅、波形信息走时、振幅、波形信息我们认为是相对最准确的我们认为是相对最准确的准确度次之，可以用准确度次之，可以用不太准，先学习，再利用不太准，先学习，再利用 属性？鸡肋？属性？鸡肋？时间域地震资料解释：时间域地震资料解释：1 1，不是为了提高振幅（能量）信息的准确度，不是为了提高振幅（能量）信息的准确度2 2，不是为了提高波形信息的准确度，不

2、是为了提高波形信息的准确度 （我们至今不明白这是个啥子？）（我们至今不明白这是个啥子？）3 3，主要还是对空间构造形态的考虑，主要还是对空间构造形态的考虑走时信息。走时信息。不是雪中送炭不是雪中送炭而是锦上添花而是锦上添花为什么要做深度域成像？为什么要做深度域成像？深度域成像深度域成像锦上添花锦上添花这是一朵含苞待放的花，如何利用它？这是一朵含苞待放的花，如何利用它？首先应搞明白花苞里面隐藏的究竟是什么？首先应搞明白花苞里面隐藏的究竟是什么？1 1，地震数据的基本单元，地震数据的基本单元地震子波地震子波2 2，子波在深度域的表现形式，子波在深度域的表现形式3 3，时空坐标下的构造形态，时空坐标

3、下的构造形态4 4，几点认识，几点认识汇报提纲汇报提纲1 1，地震数据的基本单元，地震数据的基本单元地震子波地震子波地震子波是褶积模型的基础地震子波是褶积模型的基础( )( )* ( )( ) ()ds tw tr twr t 地震子波w(t)我们记录的是地下界面处的反射振动传到地面后的结果，它在地下是同一个点上（界面反射点）的振动，传到地面后依然是同一个点上（地面检波点）的振动。是同一个点在不同时刻的振动函数， 褶积模型的基本假设是线性时不变，即子波在传播过程中是稳定的，不变的。地震勘探中的子波是指在弹性区域中形成的具有一定延续长度（时间）、且相对稳定的振动单元。它是时间 t 的函数，是一个

4、“过程”；不是空间 xyz 的函数，不是“场”。如果这个深度域子波在哪里出现？它所具有的意义又是什么？如果这个深度域子波在哪里出现？它所具有的意义又是什么？ 因此，即便是同一个子波w(t)，进入不同的地层时，其波长会有所改变，此时即使其频率没有改变，在时间域的模样完全相同；其在深度域中的表现也会发生改变“变胖了”或者“变瘦了”。这就是地层速度对波剖面（我们习惯称之为“快照”）的影响。地面振动图地面振动图时间域时间域地下波剖面地下波剖面深度域深度域 实际上，地层速度对波的影响远远不止是“变胖了”或者“变瘦了”这一点。 一直以来我们非常关心的一个概念“波阻抗”，为什么我们管速度和密度的乘积叫波阻抗

5、？令 即CZ平面简谐波的强度21()2IZA2221ACI对比下列公式212eERI221mvEK221kxEp 可见，速度和密度的乘积具有阻碍质点产生位移的性质，故称之为阻抗。它与电阻、质量、刚性系数一样，能改变能量在此介质中传播时的表现形式，介质速度变高，阻抗变大，振幅就会减小。 因此，在深度域，子波不仅胖瘦（波长）变了，高矮（振幅）也变了，它不是“空不变”的。在深度域不适宜使用褶积模型。 时间域为什么可以？因为时间域是在同一个地层（地面）接收的！ 那么，这个深度域子波到底是什么？是“快照”吗？目前很多人认为，由时间域资料进行时深转换，得到的就是深度域子波。目前很多人认为，由时间域资料进行

6、时深转换，得到的就是深度域子波。1 1，地震数据的基本单元，地震数据的基本单元地震子波地震子波2 2，子波在深度域的表现形式，子波在深度域的表现形式3 3，时空坐标下的构造形态，时空坐标下的构造形态4 4，几点认识，几点认识汇报提纲汇报提纲2 2，子波在深度域的表现形式，子波在深度域的表现形式V1=1500m/s,h1=400mV1=1500m/s,h1=400mV3=2500m/s,h3=500mV3=2500m/s,h3=500mV5=4000m/s,h5=400mV5=4000m/s,h5=400mV2=3000m/s,h1=60mV2=3000m/s,h1=60mV2=2000m/s,

7、h1=400mV2=2000m/s,h1=400mV5=5000m/s,h5=340mV5=5000m/s,h5=340m建立六层速度模型，进行声波正演模拟，网格大小建立六层速度模型，进行声波正演模拟，网格大小2.5m*2.5m，中点激发，震源深度，中点激发，震源深度100m，震源子波主频为震源子波主频为50Hz，子波延续时间为，子波延续时间为30ms，采样间隔为，采样间隔为0.1ms。深度深度/m/m道号道号道号道号时间时间/s/s子波子波到达到达各界面的各界面的（入射）（入射）波场快照波场快照界面界面1界面界面2界面界面3界面界面4界面界面5在在5个不同时刻，分别到达了个不同时刻，分别到达

8、了5个界面个界面小负相位是初至小负相位是初至只有界面入射波只有界面入射波各界面各界面入射入射波场快照叠加波场快照叠加刚入射时的总场叠加刚入射时的总场叠加左图中间道左图中间道将以上将以上5个不同个不同时刻的波场叠加时刻的波场叠加左图仅下行波（入左图仅下行波（入射波）的中间道射波）的中间道这是深度域的地震道吗？这是深度域的地震道吗？不是！因为它不是反射因为它不是反射波场！波场！子波子波离开离开各界面的各界面的（反射）（反射）波场快照波场快照界面界面1反射波反射波透射波透射波在在5个不同时刻，个不同时刻，5界面反射刚刚完成界面反射刚刚完成各界面各界面出射出射波场快照叠加波场快照叠加只有界面反射波只有

9、界面反射波反射完成时的总场叠加反射完成时的总场叠加左图中间道左图中间道将以上将以上5个不同个不同时刻的波场叠加时刻的波场叠加左图仅上行波（反左图仅上行波（反射波）的中间道射波）的中间道这是深度域的地震道吗？这是深度域的地震道吗？不像！因为各波都在界因为各波都在界面以上，初至也在上面！面以上，初至也在上面！小负相位初至小负相位初至时间时间 s深度深度 m 界面处入射波界面处入射波深度深度 m与时深转换结果相位不同深度深度 m更胖一点，位置跑到界面以上，波形与时深转换的结果相位相同 界面处反射波界面处反射波时间域反射地震道时间域反射地震道 时间道时深转换时间道时深转换太好了！太好了！V1=1500

10、m/s,h1=400mV1=1500m/s,h1=400mV3=2500m/s,h3=500mV3=2500m/s,h3=500mV5=4000m/s,h5=400mV5=4000m/s,h5=400mV2=3000m/s,h1=60mV2=3000m/s,h1=60mV2=2000m/s,h1=400mV2=2000m/s,h1=400mV5=5000m/s,h5=340mV5=5000m/s,h5=340m深度深度/m/m道号道号平均速度平均速度m/sm/s为什么真正的反射波场浅深波形胖瘦的变化比时深转换的结果更明显？速度场的平滑效应。 可见，由时间域资料直接时深转换过来的子波，不是在各个

11、界面处产生的反射波波剖面的叠加。区别在于： 1）位置差异：这个时深转换得到的深度域子波，在出现位置上比实际波剖面的位置偏深，前者总是在界面以下，后者总是在界面以上（因为在时间记录上，时间越往后代表地层越深，可实际的反射波是向上传的，时间越往后传到的点越浅）； 2）胖瘦差异：这个时深转换得到的深度域子波，胖瘦对比没有波剖面那么明显（因为时深转换使用的速度有平滑效应，模糊了层速度之间的差异）。 3）高矮差异：这个时深转换得到的深度域子波，深浅地层反射波的振幅对比波剖面更明显（因为前者是双程传播效应，后者是单程）。 那么，由时间域资料直接时深转换过来的子波，究竟是什么？如何解释？ 1）它是一个时间域

12、信号变换到深度域后的“变种”，不是真实的物理上的深度域的信号，是个“假洋鬼子”。显然，它不能完全当做深度域的波剖面来解释（胖瘦对比不够，高矮对比有余）。 2）上面讲到的深度域的界面处反射信号的叠加，实际上是一个时空信号的叠加，不是单域的信号，单靠物理设备是得不到的（目前有没有延时捕捉照相技术？）。 3）由时间域资料直接时深转换过来的子波，其解释可能在相当长的时间内还是要返回时间域解释。深度域的界面处反射信号的叠加，目前还没有完善的解释基础。（哎呀！如何才能冲破我们思维的牢笼？）1 1，地震数据的基本单元，地震数据的基本单元地震子波地震子波2 2，子波在深度域的表现形式，子波在深度域的表现形式3

13、 3，时空坐标下的构造形态，时空坐标下的构造形态4 4，几点认识，几点认识汇报提纲汇报提纲速度深度模型；横向上含有断层、倾斜界面和水平界面。1500m/s2200m/s3000m/s2500m/s2000m/s速度-深度模型3 3，时空坐标下的构造形态，时空坐标下的构造形态深度域深度域时间偏移剖面 使用时不变的子波，深浅反射频率一致，但界面形态略有畸变时间域时间域时深转换后深度剖面还原真相，但深层明显变粗（不是粘弹吸收所致）时间域时间域深度域深度域深时转换后的时间剖面形态有所变化，且深层子波变瘦（频率变高），这与实际情况明显相悖，说明直接在深度域合成记录不合适。深度域成像形态完美，因使用恒定波

14、长的子波，深浅层子波一致。深度域深度域深度域深度域-时间域时间域子波畸变问题子波畸变问题_上一个模型上一个模型 畸变程度取决于速度畸变程度取决于速度变化快慢。变化快慢。 偏移速度具有一定的平滑偏移速度具有一定的平滑性，是一个垂向和横向都变化性，是一个垂向和横向都变化的速度。的速度。时间域时间域对称对称深度域反射波深度域反射波不不对称，尾巴比头部长对称，尾巴比头部长深度域反射波深度域反射波不不对称对称速度高，波长长，尾速度高，波长长，尾巴比头部更长巴比头部更长 蓝色是时间域完全对称的Ricker子波，红色是变换到深度域的子波，后者不再对称，波形产生了畸变。 产生畸变的机理同动校拉伸畸变一样。正如

15、动校正不能做到简单的位置移动（整体搬家）一样，时间域到深度域的转变，也难以做到没有畸变。 界面附近速度是变化的，畸变使用不变的速度，t0也是变化的。动校畸变是不可避免的。目前的偏移技术下，时间/深度域的“子波”畸变也是不可避免的。1 1，地震数据的基本单元，地震数据的基本单元地震子波地震子波2 2，子波在深度域的表现形式，子波在深度域的表现形式3 3，时空坐标下的构造形态，时空坐标下的构造形态4 4，几点认识，几点认识汇报提纲汇报提纲4 4，几点认识，几点认识 1）地震波场是“时间-空间”的四元函数，单纯的时间表示或空间表示都是不完备的； 2）目前采集的地震资料是时间过程，通过先进的处理技术可

16、以实现构造的精确成“像”。但这些像并非真正的地下波场，它们在出现位置、高矮、胖瘦、模样（畸变）等几方面都存在着差异。因此，时间域有一个相对稳定的振动单元（子波），而空间域的单元却是瞬息万变、仪态万方的。物理上不存在“深度域子波”这一概念，它仅仅是一个符号； 其实世界上本不存在“深度域子波”这一概念，正如地上原本没有路一样。走的人多了，也便成了路。说的人多了，也便有了“深度域子波”。但是，我们必须清醒地意识到，这个“子波”就是一符号，物理意义与时间域子波完全不是一回事。 4）目前处理中得到的深度域资料，比起传统的时间域资料在构造形态的解释方面具有毋庸置疑的优越性，因为深度偏移的核心目的就是精确的

17、构造成像！ 但是如果要对它做过多的动力学特征的解释，就需要“三思而后行”了。3）由反射地震数据经成像得到的深度域资料，无论其形式如何，它终究是一个“像”，本身不具备深度域“波场”的含义，信息在处理过程中也不会自行增加。 5）“三思而后行”，不是完全不可行。那么，需要思什么？ 需要思是什么因素造成了两者在“位置、高矮、胖瘦、模样”全方位上的差异。 是“速度”！ 所以 只要是速度影响一致的地方，只要我们关心的是“差异值”而非“绝对值”，就依然可以用。只管相对变化时，问题就变得简单了，但是浅层不要跟深层比，速度横向变化时，横向外推也存在陷阱！ 属性分析在某些时候依然可以用，因为属性分析通常只管有无异常。至于是正异常还是负异常，不管理论上应该怎样，以