地震解释基础地震的地层岩性解释3课件

1、地震解释基础地震的地层岩性解释3地震解释基础地震的地层岩性解释3第三章 地震资料的地层岩性解释31 地震资料的地层岩性解释概述32 地震波速度资料的地层岩性解释33 厚层反射波振幅信息的利用34 薄层反射振幅的利用35 地震波波形和频谱的利用36 地震属性分析技术37 地震模型技术38 人机联作解释技术39 地球物理资料的统计分析和综合解释第三章 地震资料的地层岩性解释31 地震资料的地层岩性解释3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究意义和方法（1）薄层的定义薄层是指某种岩性沉积厚度较小，在地震图件上无法区分沉积地层的顶底反射信息时所对应的地层厚度。这种意义下的薄层不仅要

2、考虑地层本身绝对厚度的大小，还要考虑波长或频率 f 与波速 v 的大小。一般把地层厚度h的称为厚层，把h的称为薄层。零相位子波顶面反射底面反射顶底面反射顶底面反射的叠加3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究意义和方法（1）薄层的定义 随着地震勘探技术的发展，薄层厚度的定义也不断变化。 1973年，Widess 用楔形模型理论地震响应研究薄层反射与h 的关系，将h/ 8 定义为薄层，但没有说明调谐厚度。 1975-1977年，Lindsey等先后引入了调谐厚度的概念，并提出了估算薄层厚度的方法，定义h /4 为薄层

3、。 1982年，Kallweit 利用可控震源的地震信息研究薄层响应的频谱后，提出地震分辨率的实际极限可用地震波的双程旅行时表示为t= 1/1.4 fu，fu 为子波谱的上限频率。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究意义和方法（1）薄层的定义 薄层厚度的分辨率极限hmin 与主频 f、视波长及子波视周期 T 间的关系为 hmin=vtmin/2=vT/4=v/(4f)=/43.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究意义和方法（2）研究

4、薄层的意义 在沉积岩地区，地层剖面大多呈薄互层组合。剖面对比过程中，对薄层的对比主要采用“波组”、“波系”的对比方法。相对厚地层而言，波组、波系是地震波在某一套薄互层之间相互干涉叠加的总体结果，而不是特定的某一单个薄层的反射。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究意义和方法（2）研究薄层的意义 地层的厚度在横向上变化，地震响应也会有所变化，关键是掌握变化的特点和规律。即在勘探与薄层砂体有关的油气藏时，如何识别和解释是最重要的。作为用地震资料解释地层岩性的一项重要内容，薄层反射的研究得到了广泛的重视。3.4 薄层反

5、射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究意义和方法（2）研究薄层的意义 研究薄层是地震勘探深入发展的需要，是地层岩性解释的重要内容。了解并掌握薄层的运动学、动力学特征，有利于实际资料的地层岩性解释。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究意义和方法（3）研究薄层的方法 研究薄层反射特点的方法可以用求解波动方程的动力学方法。考虑到地震勘探的实际情况并为使讨论的问题简单明了，通常采用简便而实用的方法，即从波动的叠加和干涉原理出发，通过分析薄层顶底界面的反

6、射波叠加后的特点来说明薄层的存在对反射波的影响。它并不是真正讨论波动问题的动力学方法，但是利用这种方法讨论仍能得出关于薄层反射波的一些主要动力学特点（如振幅、频谱、波形特征等）的结论，并可以由此总结出一些反演问题的实用原则和方法，所以该方法被广泛采用。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.1、薄层的定义、研究3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征 为得出薄层反射的振幅、频率特性与薄层参数（如薄层厚度h，波速 v 等）以及地震子波的特征参数主频 f0 的关系，设置一个薄层模型进行定量讨论。薄层模型和P波入射时的各层反射、透射波3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2

7、、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征入射简谐波P1R1界面的反射波P11R1界面的透射波P12hP12入射到R2界面上产生反射波P122和透射波P123可以比较R2界面上P12与P122的相位得到，因为在R2界面上，两者的相位应当相等,得P122入射到R1界面上产生透过波P12213.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征 根据动力学理论中垂直入射、反射情况下入射波、反射波和透射波之间的振幅关系，有hR+T=13.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主

8、要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征不考虑多次波，介质 I 中接收到的反射波 是P1和P1221之和h利用 和 ，则其振幅谱和相位谱为3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征 在讨论厚层垂直入射、反射时，其反射系数只与界面两侧介质的波阻抗差有关，而与入射波的频率无关。然而，当波垂直入射到薄层界面时，在介质 I 中接收到的反射波的振幅与相位都是频率的函数。反射系数与界面两侧介质的波阻抗和入射波的频率都有关。薄层可视为一个滤波器。薄层的频率滤波特性与薄层的厚度和速度有关，也与薄层及其上

9、下地层的波阻抗有关。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征 利用上述关系可以计算各类薄层的滤波特性。从地质特点分析，薄层的类型可分为韵律性薄层、递变性薄层以及多个韵律性薄层的组合（即薄互层）三大类。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征韵律性薄层薄层阻抗高于或低于上下介质的阻抗的薄层(Z2, Z2Z3,或 Z1Z2, Z30) 。Z1Z2Z3, 或 Z1Z2 0时， Q(f)=|1+ |。03.4 薄层反射波振幅信息的利用3

10、.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（1）韵律薄层特征/2-/20=-0.96相位超前相位滞后当f0.5时，波形的相位具有超前特性。25Hz=0.02f=0.5时，相位为零，反射波 t0 值不偏移。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（1）韵律薄层特征 3) 频率特性相当于一个带通滤波器。该滤波器的主频f0随h而变化。愈小，f0愈高，其相互关系为 =-0.962f0= 3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息

11、的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（1）韵律薄层特征 4) 薄层的频率特性Q(f)f具有周期性，以f=1为周期。02f= N2当f=N时，输出极小；当f=N+1/2时，输出极大。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（1）韵律薄层特征韵律薄层反射叠加的结果是对低频及高频成分有压制作用，接收到的薄层反射波的中频成分得到相对加强。0=0.02s=0.04s3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（1）韵律薄层特征设Vl=V3=

12、2000m/s，V2=3000m/s ,密度都为2.3g/cm3 ，当0.01s0.02s时，相当的薄层厚度为15mh0(1)当薄层厚度h=/4(f=0.5)时，反射波振幅为极小，Q(f)有极小值。 相位有突变，反射波极性发生转换。反转点位置与有关。(2)当薄层厚度h03.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（2）递变薄层特征 (3)在0f03.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（3）薄互层 砂泥岩薄互层是典型的多个韵律性薄层

13、的组合。反射系数序列r(t)=1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 -1的振幅谱为0250Hz0250Hz序列r(t)=1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 -1的振幅谱为采样间隔1ms125Hz125Hz0420423.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（3）薄互层把薄互层作为一个整体来研究，波场特点为：(1)单层厚度达1m以上的多个薄互层也可形成较强的反射波。(2)反射波振幅谱为多个峰值谱。这是薄互层的一个显著特点，借此可鉴别薄互层。0250Hz125Hz0420250

14、Hz125Hz042(3)薄互层组内的物性差异、层数及反射系数数值的变化对反射波特性有明显的影响。反射系数或物性差异决定了反射波的幅度大小，层数的增加使Q(f)主极值区变窄、次极值个数增多。2层薄层3层薄层r(t)=1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 -1r(t)=1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 1 3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要特征（3）薄互层(4)薄层间距d与薄层厚度之比值L对Q(f)的峰值点数及频谱周期f都有明显的影响。只有L为整数时，Q(f)的周期才有f =1的

15、现象。r(t)=1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 -10250125042500Hz2750250125042500Hz275r(t)=1 0 0 0 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 -1(5)薄互层组的顶底界面（指组界面，不是其内部界面）是决定该薄互层组反射特征的主要因素。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.2、薄层的类型和主要3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（1）振幅与地层厚度的关系在研究薄层反射的振幅特征方面，Widess进行了很有意义的工作。假设有一个薄层夹于均匀层中，并认为薄层顶底的反射波形相同、振幅一样，只存在时差。用一

16、个零相位子波制作自激自收剖面，对应的薄层厚度从到/40 ，也即相当于薄层顶底反射波的时差从2T到T/20。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算层厚|线的长度等于双程旅行时3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（1）振幅与地层厚度的关系子波延续长度为2T层厚3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（1）振幅与地层厚度的关系根据上面的假设，为了简便起见，把子波简化为周期T、振幅A的简谐波，以便找出叠加振动的振幅与各个参数的简明关系。设薄层顶底面反射波为合成的薄层

17、反射3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（1）振幅与地层厚度的关系3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（1）振幅与地层厚度的关系几点认识：(1)当地层厚度相当于一个波长或更大时，层内双程时差=2T（约等于子波的延续时间），地层的顶底反射可以分开，但极性相反。属于厚层反射的范畴。(2)当地层厚度逐步减小时，两个反射波开始重叠形成一个复合波。每个反射独立的信息越来越少，顶、底反射波合成的信息越来越多。当层厚为/4时，

18、合成振幅达到最大，此时的地层厚度就是所谓的调谐厚度。要使薄层顶底反射波的合成振幅达到最大，应有2b/(vT)=/2的关系，由此可得到薄层厚度b=/4 。=13.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（1）振幅与地层厚度的关系 几点认识：(3）当地层厚度小于/8时，只存在顶、底反射波的合成信息，而没有单独特点的信息。周期变短,b减小，减小。层厚|线的长度等于双程旅行时振幅减小，3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（1）振

19、幅与地层厚度的关系 上述三点中除调谐厚度外，其余均为Widess研究得到的。“调谐厚度”的概念是奈德尔等人在1975年提出的。奈德尔注意到当地层厚度等于/4时，振幅出现最大；小于/4时，复合波形的形状没有变化，而振幅随厚度的减薄继续变小。也就是说，当地层厚度小于/4以后，在合成振幅信息中依然包含着地层厚度的信息。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（2）估算薄层厚度1)均匀地层中夹有一个尖灭薄砂层的地质模型振幅与时差关系调谐厚度顶面、底面反射3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3

20、.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（2）估算薄层厚度1)均匀地层中夹有一个尖灭薄砂层的地质模型当地层厚度大于调谐厚度时，视时差（最大波峰与最大波谷之间的时差）随地层厚度的增加呈线性变化，此时视时差可以代替真时差（薄层顶底反射波的双程旅行时差），相对振幅（最大波峰与最大波谷的幅度差）逐渐趋于一个稳定值；振幅与时差关系调谐厚度振幅趋于稳定时差趋于线性变化3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（2）估算薄层厚度1)均匀地层中夹有一个尖灭薄砂层的地质模型当地层厚度小于调谐厚度时，视

21、时差基本为一常数，而相对振幅则随地层厚度的变薄近似呈线性方式减小；当地层厚度等于调谐厚度时，相对振幅达到最大，且该点的视时差厚度与砂层的真实厚度相同。振幅与时差关系调谐厚度振幅趋于稳定时差趋于线性变化3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（2）估算薄层厚度2)薄层顶底反射系数符号相反、数值不等的地质模型与前例模型的时间-振幅曲线对照来看，顶底反射系数比值改变的主要影响是使相对振幅值减小，但相对振幅曲线的形态不变。因此，也可以得出反射系数符号相反，数值相等时的结论。振幅与时差关系3.4 薄层反射波振幅信息的

22、利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（2）估算薄层厚度3)薄层顶底反射系数符号相同的地质模型 顶底两个反射波波峰之间的时差变化规律与前两种模型一样；振幅的变化是从层厚较大时对应的单个子波的振幅值先减小到极小（此时对应于调谐厚度，可从两个同极性子波相差半周期的合成波形看出），然后又逐渐增大，并在零厚度时达到某个最大值。振幅3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（2）估算薄层厚度需明确：子波的旁瓣对时间-振幅曲线有一定影响。图a是主频为35Hz的

23、雷克子波，旁瓣很小，相对振幅-地层厚度曲线比较平滑；图b和c是不同通频带的零相位带通子波所得到的相对振幅-地层厚度曲线，该曲线具有“振荡”现象；图d是从实际资料中提取的子波所得到的相对振幅-地层厚度曲线，该曲线也有“振荡”现象。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（3）定量解释主要步骤 模型计算及其讨论所得到的认识和结论提供了直接根据地震振幅估算薄层厚度的途径，但其估算精度与许多因素有关。长期的生产实践积累了一定的工作经验：1)利用已知的地质、钻井、测井资料，选用合适的零相位子波，制作高精度的合成地震记

24、录，定性地确认地震剖面上用于定量解释的目标薄层的地震响应。这是薄层厚度定量估算的基础工作。2)进行一些必要的处理，使薄层反射在地震剖面上有较好的显示，如提高信噪比和分辨率及子波整形处理等。这是薄层厚度定量估算不可缺少且非常重要的工作。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（3）定量解释主要步骤 子波处理：野外实际激发的子波一般为非零相位子波，而零相位子波因其旁瓣小、分辨率高，对薄层的解释和显示比较有利。同时，实际地质剖面中的薄层不一定正好等于地震波波长的1/4，在地震剖面上薄层反射振幅就不会太强。通过子波

25、处理，有意识地改变子波的主频，就有可能使某种子波的波长的1/4与层厚匹配，从而得到明显的调谐振幅。 因此，子波处理有两个目的：一是使薄层反射易于识别；二是借助于调整子波主频的过程，帮助确立与薄层的调谐厚度对应的值，进一步估算薄层的实际厚度。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（3）定量解释主要步骤3)利用选好的子波以及地质、钻井、测井资料中估算的薄层顶底的反射系数，制作薄层模型的合成地震剖面，再制作本工区的时间-振幅解释图板。图板中振幅值的比例尺，应当考虑用井旁地震道的实际振幅值与合成地震剖面上对应道的

26、振幅值的比值作为标定因子，对图板上的振幅值进行标定。这样进行的振幅-层厚度的定量解释才有较高的精度。4)从实际地震剖面上检测出要解释的薄层反射的时差值和相对振幅值，利用时间-振幅解释图板换算出薄层厚度。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算薄层厚度（3）定量解释主要步骤利用薄层反射振幅定量解释流程图#3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.3、利用反射振幅估算3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振幅特性 实际的沉积岩盆地中，其岩性剖面上大多数是以薄层组合的形式出现的，因此进一步研究薄互层反射

27、波的运动学和动力学特征有着重大的现实意义。（1）等厚薄互层的反射特征层厚以双程时间t表示，砂岩速度3200m/s，泥岩速度2800m/s，采用零相位子波，子波周期16ms3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振幅特性（1）等厚薄互层的反射特征 同一地质模型表现出的反射波特征为波形相似、振幅相近的重复振动（时间方向比较）；不同单层厚度的模型之间，其反射特征差别较大（横向比较）；随着组内单层厚度的增加，合成记录的波形逐渐接近子波波形。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振3.4 薄层反射波振幅信息

28、的利用3.4.4、薄互层反射波的振幅特性（1）等厚薄互层的反射特征 通过研究，薄互层反射特征大致可归纳为三种情况： 1)较均匀介质中的薄互层可以产生具有一定能量、近似于厚层反射波（称为单波）波形的复合反射波，单层厚度的时间不可分辨，而相对振幅可分辨。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振幅特性2)较均匀介质中单层厚度很薄，物性差异较小，组厚度较薄的互层组可产生不等周期，不等振幅、逐渐衰减的复合连续振动。组厚度的时间不可分辨，振幅能量可分辨。（1）等厚薄互层的反射特征3)单层厚度很薄，层数很多，物性差异很大的薄层组

29、产生波形稳定、振幅能量强，近似于单波的复波，单层厚度不易分辨。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振幅特性（1）等厚薄互层的反射特征 概括上述三种情况可知：薄互层的单层厚度不可分辨或不易分辨，但相对振幅或振幅能量是可分辨的。也就是说，通过相对振幅及振幅能量的分析，是能够识别出薄层并进行解释。3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振3.4 薄层反射波振幅信息的利用3.4.4、薄互层反射波的振幅特性（1）等厚薄互层的反射特征 右图为薄互层内反射振幅与t/T的关系，反映互层内反射波的复合振幅随互层组内单层厚度的变化而变化的规律。当t/T=O.25时，互层组的复合振幅值较小；当t/T=O.5时，互层组的复合振幅值最大，此时相当于调谐厚度所对应的调谐振幅；当t/T0.5时，互层组的复合振幅值又随t/T的增大而减小，在最大振幅值的0.25-0.5之间变化。薄层厚度（以双程垂直旅行时t表示）子波周期T=16ms第一负相位振幅值3.4 薄