地震勘探原理
第七章 地震资料解释的理论基础
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地震勘探原理
第七章 地震资料解释的理论基础
1、地震记录形成的物理过程 2、地震记录形成的褶积模型 3、识别各种波的标志 4、水平叠加时间剖面的主要特点 5、特殊波的存在有两个方面的表现 6、绕射波 7、断棱绕射波
时距曲线、特点、叠加效果
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水平叠加剖面上的绕射波
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2、垂向分辨能力是指地震记录沿地层垂直方
向所能分辨的最薄地层厚度。
3、横向分辨能力是指地震记录横向上所能分
辨的最小地质体的大小。
4、为何存在分辨能力问题
地震子波存在一定的延续时间，地震记录是 子波的复合体。
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在地震记录上，每个波峰或波谷必定是多本界面的反 射子波联合作用的结果，决不代表某一个界面。
幅的一半。
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多次叠加剖面上，反射波与绕射波的切点就 是断点的位置，形成“层断波不断，绕射连 反射”的现象。 多次叠加剖面上，多出现绕射的正半支，负 半支被干涉而几乎抵消掉了。 长反射段为“一个主体，两个尾巴”，主体 为反射波，尾巴为绕射波正半支。
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长 反 射 段 的 广 义 绕 射 叠 加 结 果
绕射波的强度与反射段的长度a成正比。 短反射段反射波在中央有一个能量相对集中段， 因此根据振幅特征不易确定断点。
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短 反 射 段 的 广 义 绕 射 叠 加 结 果
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③满足
a2 1
H 2
关系的反射段称为长反射段。
长反射段的终断点产生左右两支相位相差
180°的绕射波，断点的振幅为正常反射振
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叠加剖面
偏移剖面
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叠加剖面
偏移剖面
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第七章 地震资料解释的理论基础
第1节 地震剖面的特点 第2节 地震绕射波和物理地震学 第3节 地震勘探的分辨能力 第4节 反射界面真正空间位置的确定 第5节 地震剖面的偏移 第6节 弯曲界面反射波的特点
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第三节 地震勘探的分辨能力
一、分辨能力
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反射 波可 以看 作绕 射波 的集 合
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3、绕射波是最基本的，反射波只是反射界 面上所有小面元产生绕射波的集合，这种绕
射称为广义绕射。
地面接收到的波动的能量并不只来自反射界面的某 一点，而是来自界面上的所有点。
4、几何地震学和物理地震学并不矛盾，应 用范围取决于勘探目标的大小与地震波波长 间的关系。
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四、物理地震学的基本概念和广义绕射
物理地震学：地震勘探的基本理论包括几何地震 学和波动地震学。介于两者之间的即为物理地震 学。它是波动地震学中波动方程Kirchhoff积分解 的一个特殊形式——衍射积分公式的应用。
1、物理地震学认为：地震波是一个波动，不能 简单地把它视为沿射线传播。
震源发出的波传到界面之后，界面上各
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分辨率问题是地震勘探最为核心的问题
解释人员应该对所使用地震资料能分辨多大的 地质体，多厚的地层做到心中有数，提高解释 精度，避免解释假象。
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二、垂向分辨能力
假设地震波长为，地震子波的延续时间长 度上是n个视周期。 子波延续时间：
Δt = nT = n/V 反射波垂直旅行时差:
Δ = 2Δh/V
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2、垂向分辨能力的极限
(1) Rayleigh(瑞利)准则:
两个子波的到达时差大于或等于子波的半个视
周期时，这两个子波可分辨，即≥T/2
半周期：子波主极值与相邻异号次极值的时间。
由 Δ≥T/2
T 2
即： 2Δh/V ≥T/2
则： Δh ≥ / 4
一个反射波垂向分辨力的极限：
4 28
点以新的二次震源向各个方向发出球面波
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2、物理地震学对反射波的形成的解释：
地震波从震源出发，以球面波的方式向下传播， 到达反射界面S，S可视为由许多小面积元ΔS组 成，当ΔS的大小线度接近地震波波长时，每个 这样的小面积元都可视为一个绕射体。根据惠更 斯原理，把每个小面积元看作一个新的点震源， 从新震源发出的一系列球面子波向四面八方传播。 对地面上某个接收点P来说，它所接收到的“反 射波”就是来自S面上的每个小面积元产生的绕 射波在P点叠加的结果。
1、分辨力的定义
分辨能力(resolving power)是指区分两个靠近物 体的能力。度量分辨能力强弱的两种表示：
一是距离表示，分辨的垂向距离或横向范围越 小，则分辨能力越强； 二是时间表示，在地震时间剖面上，相邻地层 时间间隔dt 越小，则分辨能力越强。
分辨力(resolution) ：物探中定义时间间隔dt 的 倒数为分辨力，或称分辨率。
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④除去无限延伸、反射系数不变的平面，任 何地下反射体都能够产生绕射波。
只要反射界面发生突变，在一定条件下就会 产生绕射。 构造越复杂，埋藏越深，绕射现象越严重。
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五、地震绕射波的识别和利用
1、绕射波的识别主要利用其运动学和动力学 特征来进行识别。 2、绕射波的利用
利用绕射波识别断层，为确定断点提供有利 条件。 古潜山顶面绕射波发育 在侵入体边沿或礁体边沿，绕射波大量出现。
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6、物理地震学，绕射波与反射波的关系：
①几何的点和线是不能产生绕射波的。一个绕 射单元必须与地震波长相当或更大一些才能产 生可观测的具有一定能量的绕射波。
②短反射段(反射段长度2a，地震波波长λ， 反射界面埋深H三者之间满足 1 a2 1 的反
10 H 2
射段称为短反射段)的反射波相当于点绕射。
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5、几何地震学和物理地震学主要差别：
几何地震学只研究运动学问题，它不能保留波 的动力学特点，对复杂地质构造产生的复杂的 波场就不能作出正确的解释； 物理地震学处理地震波波场时，同时研究运动 学和动力学问题，既考虑了波的传播时间，又 考虑了波的强度，因此有可能对复杂的地质体 产生的波场作出正确的解释。
△h V
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1、垂向分辨能力
激发
接收
t
t

t
反射
能分辨
不能分辨
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可分辨地层：
Δ >Δt
即： 2Δh/V > n /V 则： Δh > n/ 2 = nV/2f
垂向分辨能力主要取 决于地震子波的波长 （频率）、延续时间 的周期数和波速。
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关于分辨率的极限
地震记录上各个子波彼此重叠，影响分辨率； 在能分辨的条件小，并不一定要两个子波彼 此没有重叠，在有重叠的情况下，有时还是 可以分辨的。