第七地震薄层一

1、第七章第七章 地震薄层分析地震薄层分析 第一节第一节 合成地震记录合成地震记录 一、一、地震子波地震子波 1、定义、定义 由地震震源激发的、在地层中传播的稳定波形。由地震震源激发的、在地层中传播的稳定波形。第七章 地震薄层分析2 2、子波类型、子波类型1) 最小相位最小相位2) 零相位零相位 3) 雷克子波雷克子波最小最小相位相位零相零相位位最小相位最小相位零相位零相位最小相位最小相位零相位零相位提取子波的零相位化零相位资料的解释优点：零相位资料的解释优点： （1 1） 计时准确（界面定的准）计时准确（界面定的准） （2 2） 分辨率高分辨率高 （3 3） 陷阱少陷阱少 二、二、反射系数序列反

2、射系数序列 第一节第一节 合成地震记录合成地震记录 221 1221 1vvRvv定义定义以时间为自变量的反射系数函数以时间为自变量的反射系数函数 又称为：地震反射率又称为：地震反射率 r(t)1 1、定义、定义人工模拟的地震响应人工模拟的地震响应又简称为：又简称为：合成记录合成记录 第一节第一节 合成地震记录合成地震记录 三、三、合成地震记录合成地震记录 第一节第一节 合成地震记录合成地震记录 2 2、一般的制作方法、一般的制作方法 褶积模型褶积模型 三、三、合成地震记录合成地震记录0( )( ) ()tS taR td合成的地震记录波形与野外地震记录波形十分相近 3 3、基本特征、基本特征

3、（1 1）与地面地震记录非常相似）与地面地震记录非常相似（2 2）与地面地震记录不完全相同）与地面地震记录不完全相同 第一节第一节 合成地震记录合成地震记录 三、三、合成地震记录合成地震记录（1）与地面地震记录非常相似）与地面地震记录非常相似（2）与地面地震记录不完全相同）与地面地震记录不完全相同 第一节第一节 合成地震记录合成地震记录 合成地震记录与井旁道对比图 第一节第一节 合成地震记录合成地震记录 4 4、合成记录的作用、合成记录的作用（1 1）是一维地震正演模型）是一维地震正演模型模式作用模式作用（2 2）建立井孔与地震剖面的联系）建立井孔与地震剖面的联系 地震标定作用地震标定作用 三

4、、三、合成地震记录合成地震记录张海张海9 9井井 地震标定作用地震标定作用 标定层位标定层位张海张海6 6井井 地震标定作用地震标定作用 标定层位标定层位张海 9 9T3T3T4T4T5T5T6T6T2T2标定层位标定层位庄海庄海5标定层位标定层位张参张参1标定层位标定层位标定层位标定层位 第二节第二节 薄层地震响应的基本特征薄层地震响应的基本特征 地层学中的地层厚薄程度是相对的；地层学中的地层厚薄程度是相对的； 地震速度谱能量团代表的最薄地层约地震速度谱能量团代表的最薄地层约100100300300米；米； 垂直地震剖面（垂直地震剖面（VSPVSP）井下两个接收点间距为）井下两个接收点间距为

5、2525米；米； 声波测井曲线测定间距为声波测井曲线测定间距为0.50.5米。米。一、薄层概念的相对性薄层概念的相对性 第七章 地震薄层分析 决定一套地层是厚还是薄无非受到以下两个方面的限制：决定一套地层是厚还是薄无非受到以下两个方面的限制：（1）资料测量精度的限制资料测量精度的限制，如，如VSP观察间距，声波测井曲观察间距，声波测井曲线采样间隔等。线采样间隔等。（2）研究目的和要求的限制研究目的和要求的限制（如区域研究时一组同相轴与（如区域研究时一组同相轴与精细研究一个同相轴）精细研究一个同相轴） 根据地震资料确定地层厚度的历史由来已久，但过去只根据地震资料确定地层厚度的历史由来已久，但过去

6、只是用运动学参数是用运动学参数时差时差来计算。地震能否解决薄层是个长期来计算。地震能否解决薄层是个长期争论的问题。争论的问题。一、薄层概念的相对性薄层概念的相对性 在地震资料无法分辨的条件下，利用地震波动力学在地震资料无法分辨的条件下，利用地震波动力学特征继续检测或估算细微地层的变化。联合动用分辨技特征继续检测或估算细微地层的变化。联合动用分辨技术和检测技术，解释人员就能够识别和圈定薄的储集层。术和检测技术，解释人员就能够识别和圈定薄的储集层。 二、薄层的地震响应为子波的一阶导数二、薄层的地震响应为子波的一阶导数 第二节第二节 薄层地震响应的基本特征薄层地震响应的基本特征雷克（雷克（19531

7、953）和维）和维德斯（德斯（19731973）在做在做薄层的褶积模型后薄层的褶积模型后均发现，随着两个均发现，随着两个脉冲间距的减小，脉冲间距的减小，子波与两个反极性子波与两个反极性脉冲相褶积的结果脉冲相褶积的结果等于对等于对子波的微分；子波的微分；或者说，随着脉冲间距的减小，或者说，随着脉冲间距的减小，复合波形复合波形接近于接近于子波的一阶子波的一阶导数。导数。 当地震子波遇到一个当地震子波遇到一个单一反射界面时，只单一反射界面时，只产生一个与子波波形产生一个与子波波形相近但幅度变小的反相近但幅度变小的反射波射波; ; 二、薄层的地震响应为子波的一阶导数二、薄层的地震响应为子波的一阶导数

8、此处S(t)为合成的波形，W(t)为地震子波，为薄层的时间厚度，RT和RB分别为薄层顶和底的反射系数。 因为是均匀夹层，故反射系数符号相反、绝对值相等，若取其绝对值为R，且RT为正时，存在下式：子波与薄夹层的反射系数序列相褶积时，实际上变成子波与薄层顶和底两处反射系数值相乘积后再求和，即( )( )()TBS tW tRW tR该式右端实为函数因其自变量有一较小的增量时函数本身的增量，而这个表达正是微分的定义式。因此，褶积模型也告诉我们，薄层反射的基本特征就是薄层反射波形等于子波导数波形或微分波形。 ( )( )()S tR W tW t 1 1、楔状夹层的地震响应制作楔状夹层的地震响应制作（

9、1 1）基本子波）基本子波：雷克子波：雷克子波 （2 2）地层模型）地层模型： 低速夹层，顶界反射系数为负，底界反低速夹层，顶界反射系数为负，底界反 射系数为正。射系数为正。（3 3）褶积运算：）褶积运算： （4）省略透射系数，上式简化为）省略透射系数，上式简化为： 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征 第三节第三节 薄层地震调谐原理薄层地震调谐原理0( )()()tS taR td12( )( )()S tR a tR a tH2 2、定义两个关键参数、定义两个关键参数 （1 1）时差（视厚度）时差（视厚度） 复合波形波峰到波谷的双程旅行时间差。单位：复合波形波峰到波谷的双程旅行

10、时间差。单位： msms （2 2）相对振幅）相对振幅 复合波形波峰到波谷的横向绝对幅度。单位：复合波形波峰到波谷的横向绝对幅度。单位：dBdB 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征时差保持不变时差单调递减 3 3、时差曲线变化特征、时差曲线变化特征（1 1）当地层厚度相当大时当地层厚度相当大时 测量出的峰到谷双程时测量出的峰到谷双程时间与模型的实际厚度间与模型的实际厚度（真厚度）非常吻合，（真厚度）非常吻合，因此位于图中的因此位于图中的4545线线上。上。（2）当厚度开始减小时）当厚度开始减小时 测量的时差先是慢慢偏测量的时差先是慢慢偏离这条离这条4545线。线。（3）当厚度变得

11、很小时）当厚度变得很小时 在某个点以后渐进地趋在某个点以后渐进地趋向于一个常数值。向于一个常数值。 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征 时差曲线时差曲线 变化要点变化要点（1 1）存在转折点）存在转折点（2 2）存在近）存在近4545线线（3 3）存在垂直段）存在垂直段垂直段垂直段转折点转折点近近45线线振幅极大值4 4、相对振幅曲线变化特征、相对振幅曲线变化特征 一、一、楔状夹层地震响应特征楔状夹层地震响应特征（1 1）当地层厚度较大时当地层厚度较大时 测出的标准化的相对振幅是测出的标准化的相对振幅是常数。常数。（2）随着层厚的减小）随着层厚的减小 相对振幅先增加到一个极大相对

12、振幅先增加到一个极大值，然后以非线性的方式减值，然后以非线性的方式减小到零。小到零。（3）相对振幅出现相对振幅出现极大值极大值 极大值这一点称为极大值这一点称为“调调谐点谐点”，对应的厚度称，对应的厚度称为为“调谐厚度调谐厚度”。单调递减转折点转折点单调递增垂直段垂直段 振幅曲线振幅曲线 变化要点变化要点（1 1）存在转折点）存在转折点（2 2）存在垂直段）存在垂直段（3 3）存在单调递增）存在单调递增（4 4）存在单调递减存在单调递减为什么会产生调谐点？为什么会产生调谐点？ 相对振幅出现极大值的条件：相对振幅出现极大值的条件： 什么时候薄层顶与底的反什么时候薄层顶与底的反射叠加后出现振幅极大

13、？射叠加后出现振幅极大？ 请同学们思考这个问题。请同学们思考这个问题。 二、二、调谐点产生的机理调谐点产生的机理 相对振幅极大值出现的条件：相对振幅极大值出现的条件： 薄层顶底间距正好等于子波半周期薄层顶底间距正好等于子波半周期 即，即， b / 2 二、二、调谐点产生的机理调谐点产生的机理 A当地层厚度的时间距正好等于子波旁瓣到主峰间距时，因波形同相叠加而产生调谐现象。 而峰而峰- -谷间距正好就是半周期谷间距正好就是半周期 第三节第三节 薄层地震调谐原理薄层地震调谐原理三、调谐与分辨三、调谐与分辨率的关系率的关系当薄层顶底双程时间差为：当薄层顶底双程时间差为：2b12 244wbVZVf相

14、应的薄层厚度为：相应的薄层厚度为： 1、薄层的调谐厚度=子波的四分之一波长三、调谐与分辨三、调谐与分辨率的关系率的关系2、调谐厚度就是垂向分辨率3、分辨率=四分之一波长 调谐厚度以下，时差 不能分辨地层的真厚度分辨率定义： 区分是两个物体而不是 一个物体的能力厚层区间 薄层区间 四、薄层的定义 显然，地震条件下地层的薄与厚不是固定的，而是受地震子波波长控制，薄与厚是相对于子波波长而言，薄层的界限值是相对的。 两种定义： 地层厚度小于调谐厚度时称为薄层。 或厚度小于子波四分之一波长的地层为薄层。目前一般子波波长在80100m左右，调谐厚度在2025m范围内。 一般把楔状夹层地震响应的调谐特征、调

15、谐成因、一般把楔状夹层地震响应的调谐特征、调谐成因、薄层的定义、以及调谐现象与地层厚度的关系综薄层的定义、以及调谐现象与地层厚度的关系综合起来，统称为调谐原理。合起来，统称为调谐原理。 第三节第三节 薄层地震调谐原理薄层地震调谐原理调谐原理表达了不同厚度地层的地震波动力学特征调谐原理表达了不同厚度地层的地震波动力学特征的差异，奠定了薄层定量解释的理论基础。的差异，奠定了薄层定量解释的理论基础。调谐原理：调谐原理： 第四节第四节 地震调谐原理的应用地震调谐原理的应用一一、振幅异常的成因解释、振幅异常的成因解释 岩性成因（高速或低速） 物性成因（高孔或低孔） 流体成因（含天然气） 薄层调谐成因强振

16、幅成因的一种解释 ！二、利用调谐点可以确定子波的垂向分辨率二、利用调谐点可以确定子波的垂向分辨率因调谐厚度等于分辨率，故调谐点处地层的实际厚度解释本地震数据的垂向分辨率 ！调谐点对应的地层厚度就是分辨率 第四节第四节 地震调谐原理的应用地震调谐原理的应用 1、在调谐厚度以上、在调谐厚度以上 厚层厚层波峰到波谷的时间间隔波峰到波谷的时间间隔即即时差时差近似等于近似等于地层真地层真厚度：厚度：三、薄层厚度定量计算三、薄层厚度定量计算 第四节第四节 地震调谐原理的应用地震调谐原理的应用厚层区间 薄层区间 2 2、在调谐厚度以下、在调谐厚度以下薄层薄层地层真厚度由地层真厚度由相对振幅相对振幅来表达来表

17、达 1、在调谐厚度以上、在调谐厚度以上 波峰到波谷的时间间隔是波峰到波谷的时间间隔是 地层真厚度地层真厚度：12THtV其中，其中， 为地层厚度（为地层厚度（m），）， 为时差，为时差， 为地层速度为地层速度 THtV三、薄层厚度定量计算三、薄层厚度定量计算2 2、在调谐厚度以下、在调谐厚度以下 时差值变得不灵敏， 但波峰到波谷的相对振幅却是地层厚度的函数，故可以用来估算地层厚度： ()mpTHf A三、薄层厚度定量计算三、薄层厚度定量计算23401234mpmpmpmpdaa Aa Aa Aa A相对振幅极大时差曲线一侧表现为低平，另一侧表现为整体抬升四、实际应用四、实际应用1 1、调谐点的识别标志、调谐点的识别标志 仅仅出现相对振幅极大值的点，并不一定都是调谐点 2 2、应用实例一、应用实例一 首先判断是否达到调谐首先判断是否达到调谐 3 3、应用实例二、应用实例二 第七章第七章 思考题思考题 1 1、为什么说薄层的地震响应为子波的一阶导数？、为什么说薄层的地震响应为子波的一阶导数？ 2 2、薄地层什么条件下产生振幅调谐？、薄地层什么条件下产生振幅