第五章地震勘探.ppt

1、ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,第五章 地震勘探,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,勘探地震学是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质、环境地质问题的一门学科。勘探地震学是为寻找石油、天然气而发展起来的，世界上绝大多数油气田都是先由地震工作找到构造，再由钻井发现的。目前世界上还没有一种探测方法能像勘探地震学那样对地下介质作出整体的精确而详细的三维描述。 人们最早研究的是天然地震，公元132年，东汉张衡发明了世界上第一台地震仪。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHN

2、OLOGY,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,一、地震波的类型,地震勘探中由人工激发产生的地震波有两种类型：体波和面波。【体波】体波是在弹性介质内部向四周传播的波。 纵波：是质点振动方向与波的传播方向相同的波； 横波：是质点振动方向与波传播方向垂直的波。,5.1 理论基础,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,【面波】面波只在两种介质的界面传播。 瑞雷波：沿自由表面(介质与大气层的界面)传播的波； 勒夫波：在低速岩层覆盖于高速岩层的情况下，沿两岩层界面传播的波 。 二、描述地震波的常用术语 波前 波后 波面

3、 振幅 视速度,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,三、地震波的反射和折射,假设存在着两种岩层，上部岩层密度为1，波传播速度为V1；下部岩层密度为2，波播速度为V2。 这种具有波阻抗差异的界面称为反射界面。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,当入射角增大至某一角度时，会使透射角=90，透射波在下层介质中以速度V2沿界面滑行，这种沿界面滑行的透射波又称为滑行波。此时的入射角称为临界角。 折射波射线是以临界角出射的一簇平行线，其中第一条射线AM又是以临界角出射的“临界”反射波射线。M是折射波出现的始点，在区间

4、OM内不存在折射波，该区间称为盲区。 折射波形成的基本物理条件是：界面下介质的波速大于上覆介质的波速；波以球面波入射；入射角等于临界角。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,四、有效波和干扰波,用于解决所提出地质问题的波称为有效波，而所有妨碍分辨有效波的其它波都属于干扰波。 无论何时，爆炸引起的声波，风吹草动、机械、车辆等形成的微震都属于干扰波。 地震波遇到良好的弹性界面时，不仅能形成一次反射，而且能再次反射，形 成多次反射波。 分辨和压制多次 波是地震资料处 理和解释中的重 大课题。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TEC

5、HNOLOGY,O为震源，在测线上用检波器接收地震波。每道记录都有一些振幅增大的地方，反映了传播路径不同的波到达。找出各道记录振幅最大的点，将这些点连接起来，就构成了该种波的同相轴。这些同相轴反映了炮点至检波点的距离 x与波到达各检波点的旅行时t之间的函数关系，即称为时距曲线。,5.2 地震波时距曲线,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,一、直达波时距曲线,二、反射波时距曲线,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,若反射界面为倾斜的平界面，则其反射波时距方程为,ECIT,EAST CHINA INSTITUT

6、E OF TECHNOLOGY,三、折射波时距曲线,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,水平多层介质的折射波时距曲线，界面埋藏愈深，该界面的时距曲线愈平缓。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,5.3 地震仪器和地震勘探工作方法,地震仪器是获得地震记录必不可少的工具。 它包括震源、地震仪和地震车，其中地震仪包括检波器、放大器和记录器。一台地震仪大多有很多道(如6、12、24、48道甚至更多)。浅层地震仪有12道，主要用于解决水文地质、工程地质和浅层勘探等问题。,ECIT,EAST CHINA INSTITU

7、TE OF TECHNOLOGY,一、地震勘探工作方法,地震勘探可分为路线普查、面积普查、面积详查和构造细测四个阶段。各阶段的地质任务不同，测网密度或测线上炮点的距离也不同。主测线应尽可能垂直于预测构造的走向，,测线间距以不漏掉次级构造为原则。 1、反射波法 观测系统：炮点和检波点之间的相互位置关系。 炮点 炮检距 炮间距 排列长度 反射波法常用的是多次覆盖观测系统。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,2、折射波法 常用的是相遇时距曲线观测系统。 时距曲线S1和S2是分别在O1和O2激发时得到的，反映界面的BD和CA段，其中BC段是被重复覆盖的地段

8、。利用互换时间相等，可对这两条时距曲线进行解释，将提高解释的可靠性。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,5.4 地震资料的处理 对野外取得的地震资料必须进行加工处理，以便消除或压制地震记录中的噪音，改善或加强地质信息，提高有效波的分辨率，为解释提供可靠的基础数据。,常规水平叠加资料处理流程图,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,一、预处理 地震记录在数字计算机中的表示和存储 数据重排 不正常道、炮处理 抽道集 增益恢复 初至拾取,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOG

9、Y,二、动校正介质均匀时，水平界面的反射波时距曲线为双曲线。将各道记录的反射波旅行时逐点校正为各检波点至炮点O的中点处的回声时间，时距曲线就变成了一条水平直线，这种校正方法称动校正。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,三、静校正,由于地形起伏、地下介质不均匀、地表低速带以及炮点深度的影响，会使反射波时距曲线产生畸变。即使动校正准确，时距曲线也存在畸变。消除由于上述原因造成的反射时差t，这种校正称为静校正。,计算静校正值时要任意选定一个基准面，并将所有炮点和检波点都校正到这个基准面上。静校正包括三项内容： 地形校正 炮点深度校正 低速带校正,ECIT

10、,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,四、叠加处理 将多次覆盖获得的来自同一反射点的地震记录道抽出，可以绘成共反射点时距曲线。对此进行动校正，校正后同一反射点的反射波振动相位完全相同，将它们叠加(水平叠加)后，反射信号幅度大大增强。而其它干扰波，如多次波、随机干扰等仍有剩余时差。它们的相位不相同，叠加后干扰信号的幅度必然削弱。水平叠加是突出有效波、压制干扰波的有效手段。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,五、时间剖面 实测地震资料经各种处理后，同相轴变换成地下界面的形状。由于同相轴代表的界面到地表的距离不是深度而是

11、时间，故这种剖面称为时间剖面。时间剖面有不同的显示方式，我国常用的是波形变面积时间剖面。所谓变面积，就是在地震波形极大值附近，按一定的阀值截取出的面积所形成的小梯形黑块。小梯形面积的大小和形状反映了地震波能量的强弱。根据该剖面上的波形还可以了解波的振幅和频率等。通过对时间剖面中各反射同相轴的对比追踪，我们可以在时间剖面上识别出断层、隆起、不整合、尖灭、超覆等地质现象。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,六、修饰性处理 改善剖面的面貌，使反射层次清晰、能量均衡、美观。 道

12、内平衡 道间平衡 相干加强,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,5.5 地震资料的解释,同一地点得到的地质柱状图、速度测井曲线和地震记录,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,在地震资料解释工作中一般包括以下几项工作： 地震资料的初步整理和评价 速度参数的研究 进行波的对比 进行地震剖面的地质解释 绘制平面图 作出油气评价,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,一.速度参数的研究 【平均速度、均方根速度、射线速度及其相互关系】,ECIT,EAST CHINA INST

13、ITUTE OF TECHNOLOGY,二、时间剖面的对比 反射界面反射波振幅显著增强；波形相似；同相性。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,三.时间剖面的地质解释 确定标准层及其相当的地质层位，确定地质构造层，了解地层厚度变化和接触关系，可能时确定沉积厚度； 了解构造形态及其基本特征；了解断层性质、断距和断面产状等； 了解火山岩是否存在及其分布规律； 划分构造带。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY,四、断层的解释 反射波同相轴错断。 标准反射同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象，这一般是小断层的反映。 反射同相轴突然增减或消失，波组间隔突然变化，这往往是大断裂的反映。 反射同相轴产状突变，反射零乱或出现空白带。 异常波的出现是识别断层的重要标志。,ECIT,EAST CHINA INSTITUTE OF