地震勘探-地震资料解释课件.ppt

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1、地震资料的解释,4.1 绪论4.2 地震反射资料的构造解释4.3 地震资料的分辨率4.4 地震剖面上构造的几何形态4.5 速度研究和图件制作4.6 其他一些特殊处理与地质现象4.7 地震资料的岩性解释,一、地震资料解释的基本概念地震勘探工作分三个阶段：1）、地震资料的采集,4.1 绪 论,2）、地震资料处理:（提高地震数据的信噪比、分辨率、保真度）,处理之后的三维数据体,3）、地震资料的解释 广义上讲，地震资料解释就是将地震资料转化为相应的地质资料，用以满足各个层次勘探的需要。狭义上讲，就是根据地质需要，在地震剖面上追踪对比同相轴，做出构造图，经过综合分析，确定地震数据的地质特征和意义。,二、

2、地震资料解释的目的 将经过处理的地震语言变成地质语言。得到的时间剖面虽然一定程度上反映地下地质构造特征，但还存在许多假象，需运用地震波理论进行对比分析,去伪存真；同时，还要将时间剖面变成深度剖面，绘制空间地层构造图。,地震语言-时间剖面,地质语言-地质剖面图,地质语言-地质构造图,三、地震资料解释的发展阶段,1）、构造解释2）、岩性解释3）、综合解释,四、地震资料解释的新进展,1）、处理解释、地震地质一体化2）、三维可视化技术（全三维解释技术的核心）3）、计算机辅助的小断层解释,三维解释立体展示图,虚拟现实展示图,一、时间剖面,6.2 地震反射资料的构造解释,水平叠加和偏移叠加时间剖面是构造解

3、释的基础！,时间剖面的形成,如何读时间剖面,记录,图头,时间剖面,地质剖面,时间剖面与地质剖面的关系,泥岩,砂岩,泥岩,与地震勘探有关的波,各种波的时距关系,时间剖面与地质剖面的关系：（1）地震剖面是地质剖面的地震响应。（2）不同岩性，波阻抗差异小，无对应关系。（3）不同岩性，规模小，无对应关系。（4）同一岩性，含有气体或者流体，无对应关系。（5）面波、声波等无对应关系。有紧密的联系,但又存在一定的区别。,二、构造解释的一般流程,资料准备、剖面解释、空间解释、综合解释1）资料准备,1搜集资料：收集前人在本区或邻区作的地质、地球物理资料。主要包括：区域地质概况如地层、构造发展史、断层类型及分布规

4、律，钻井地质柱状图、地震速度资料，地震反射波组特征及其地质属性等。解释人员要明确本工区的地质任务、勘探目的、层位及有关技术要求，了解野外采集因素，处理流程及参数选择。,2 检查资料：对各种资料进行检查，包括：检查资料是否齐全；这些资料包括：水平叠加剖面、偏移剖面、速度谱，表层速度资料，测量资料、观测系统及采集工作班报内容等；检查时间剖面的质量；分析采集因素和处理流程、参数应用是否合理，资料是否可靠等。,2）、剖面解释 剖面解释是构造解释的基础，剖面解释主要是在时间剖面上进行的。1.基干测线对比 解决大套构造层的对比，确定解释层位等问题。包括：先选择反射特征明显，稳定的剖面作为主干剖面；再确定地

5、震反射标准层及地质属性。2.全区测线对比 解决构造层和各解释层位的全区对比问题。利用反射波的识别标志和波的对比原则，进行对比。3.复杂剖面解释对重点区块的复杂剖面段（如断层、尖灭、扰曲、不整合、岩性变化等）及特殊现象，需要进行特殊处理，利用各种地震信息综合解释，并采用地震模拟技术，反复验证，求得对地下复杂体的正确解释。,3）、空间（平面）解释各种平面图件是地震勘探的最终结果，包括：各种地质异常现象平面分布图：包括各主要层位的断层组合，尖灭线分布等平面展布。各反射层t0等值线图（时间）；各层的深度构造图；为了解地下各层构造情况，提供钻井井位。反映地层沉积特征的等厚图；确定断层、构造要素，划分断裂

6、带和构造带。,连井资料解释 包括测井资料及井旁地震资料的解释，具体为：钻井分层与地震层位的对比连接：了解与反射层相当的地质层位，及岩性接触关系等在地震剖面上的特征。地震测井资料解释：可获得较准确的平均速度和大套地层的层速度。合成地震记录的制作：与井旁地震记录对比，可判别井旁反射的真伪。4）、综合解释 结合地质、地球物理资料，进行综合对比分析，对沉积特征和构造形成等，作出地质解释，提出成果报告。,资料准备,剖面解释,空间解释,综合解释,三、时间剖面的对比标志,时间剖面的对比：在地震记录上利用有效波（反射波）的特点来识别和追踪同一界面的有效波。对比原则（或识别标志）：,1同相性 同一反射波在相邻地

7、震道上到达时间接近，极性相同，相位相似，每道记录下来的振动图波形相似，波峰套着波峰，波谷套着波谷，形成一条平滑的同相轴。同一界面的反射波各延续相位的同相轴保持平行。,识别有效波的标志之一：同相性,2振幅显著增强反射波能量强，振幅大、峰值突出。反射波强弱与对应界面反射系数及界面的产状有关，也与其他地震地质条件有关。,识别有效波的标志之二：振幅显著增强,3波形相似特征由于相邻道间震源所激发的振动子波基本相同，同一界面反射传播路径基本相近，传播过程中所经受的地层吸收特征也相似，所以同一界面的反射波在相邻道上的波形基本相似。,识别有效波的标志之三：波形相似性,4连续性横向上，将以上这些反射波的特征保持

8、一定距离和范围，这种性质称为波的“连续性”。,识别有效波的标志之四：连续性,四、时间剖面的对比方法1）连续追踪标准层或强波的同相轴,（1）反射标志层能反映盆地内构造地层格架的基本特征。在选择地震反射标准层时，一般把时间地层分界面或构造地层分界面，如主要沉积间断面、不整合界面或基底面作为标准层，以便全盆地和工区范围内构造和地层的统一解释。,什么是地震反射标准层：具有明显地震特征和明确地质意义的反射层,（2）反射标准层必须是分布范围广、标志突出、容易辨认、分布稳定、地层层位较明确的反射层。一般要选择连续性好、波形稳定、能够长距离追踪的反射波作为反射标准层，以保证作图的准确性。,(3)反射标准层具有

9、明显的地震特征。反射波的特征包括波形特征和波组特征。所谓波形特征就是指反射波的相位、视频率、振幅及其相互关系；波组特征是指标准反射波与相邻反射波之间的关系。,2）波组和波系对比 波组：指比较靠近的若干个反射界面产生的反射波的组合。严格讲，一个反射波也是一个波组，一般是由某一标准波以及相邻的几个反射波组成，能连续追踪，具有较稳定的波形特征，各波的出现次数及时间间隔都有一定规律。这样的波组往往产生在较为稳定的沉积岩分布区，地层厚度和岩性相对稳定。波系：由两个或两个以上的波组构成的反射波系列叫波系。波形特征明显，时间间隔稳定；利用波组、波系对比，易追踪各个反射波，确定断层位置,波组与波系对比,3）剖

10、面闭合对比 两条相交剖面交点处同一反射层t0相同（在水平叠加剖面和三维偏移剖面上）。剖面闭合应在整个测网内进行。闭合差超过半个相位时，就认为不闭合。,层位的闭合,6.3 地震资料的分辨率,1、煤层反射波 由于煤田具有独特的沉积环境与地质条件，煤层反射波也具有其特殊性。与围岩相比，煤层具有明显的低速、低密度特点，即煤层的顶、底板与围岩之间有较大的波阻抗差异。界面上的垂直反射系数为：,8煤,3煤,15煤,2、薄层,煤层的厚度通常在020m之间变化，相对于地震波在煤层中传播的主波长（一般在2050m）是较小的。所以在地震勘探中，煤层属于薄层。对薄层的定量划分，长期以来没有统一的标准，不同的学者给薄层

11、下过不同的定义，习惯上认为层厚小于 的地层为薄层。,严格地讲，薄层的范围是动态的，它不仅与地层的实际厚度有关，同时还与勘探深度及入射波的主频有关。,煤层反射波在煤层顶、底界面的双程旅行时间远小于地震波周期T。因此，煤层反射波是顶、底界面反射波相互叠加形成的复合波。,3、地震分辨率,分辨力是指区分两个地质体的最小距离，分辨率为分辨力的倒数。对于地震波来说：（1）空间或时间上离得多远的两个界面才看成两个分离的反射界面，即垂直分辨率；（2）在单一界面上，离得多远的两个特征被区分开来，即水平分辨率。对于煤层厚度检测来说，垂直分辨率是指沿地层垂直方向所能分辨的最薄地层的厚度，就是刚好分开煤层顶、底界面反

12、射波的极限厚度或双程旅行时间。,纵向分辨率,地质体的厚度大于1/4波长（地震波的波长）时是可以分辨的。小于/4时则不能分辨。,横向分辨率是指沿地层横向所能分辨的最小地质体的宽度。按照波动的观点，反射波是地下界面上众多点源发出的绕射波叠加的结果。因此，地面某点所接收的反射波能量主要来自界面上某个范围，这个范围称为第一菲涅尔带，当地质体的宽度小于第一菲涅尔带时，反射波类似于绕射波，不能表明地质体的形状。一旦地质体的宽度等于第一菲涅尔带，反射波开始显示地质体形态特征。,横向分辨率,横向分辨率,分析思路：S点自激自收，波在界面O点产生的反射最早到达地面S点，界面O点两侧所有点产生的绕射到达地面的时间均

13、晚于O点双程时间不晚于半个周期的界面点所产生的绕射，到达地面S点时是相互加强的。超过半个周期的界面点所产生的绕射对地面S点的贡献不大。,B,ABt/2*V=(T/2)/2*V=T*V/4=/4,菲涅尔带：以激发点为圆心，以界面至激发点的垂直深度和在界面点的/4之和为半径画圆，所画圆内包括的界面段，称为相对O 点的菲涅尔带，它是组成反射的最小界面单元。菲涅尔带的（半径）范围：,fc 主频,4、同向轴：,来自同一界面的反射波相同峰值(波峰或波谷)相位的连线与相应的反射界面的形态相似。同相轴一般指波峰，但波谷也算。,同相轴有三方面地质意义：(1)当反射界面下部地层单层厚度大于1/4地震波波长(一般为

14、30-40m)，一个同相轴可看成对应于一个反射界面(该岩层的顶面)，此时称单波。(2)当为薄互层地层时，一个同相轴则为许多反射界面的复合体，此时称为复合反射。(3)在时间域(或深度域)，一个同相轴持续一定的距离或宽度，同相轴越厚，则地层越厚，二者成正比。,4.4 地震剖面上构造的几何形态,一、背斜的几何形态1、背斜的几何形态特征 平缓背斜，深度剖面与水平叠加时间剖面上相似，范围稍宽，背斜顶部位置一致（如图a）。曲率大的背斜，水平叠加时间剖面比实际范围宽得多(如图b）。对宽度与曲率相同但深度不同的平行背斜，水平叠加剖面上，随深度加大，隆起范围加大（如图c）。,背斜模型（上宽、下窄，隆起幅度上小，

15、下大）：经过二维模拟得到的水平叠加时间剖面，背斜形态与实际刚好相反：上窄、下宽，越深背斜范围越宽，并在两翼有迥转波,背斜凸起的曲率大，在水平叠加剖面上表现明显；同样曲率的背斜，埋藏越深，在水平叠加剖面上表现得越宽阔。,2、背斜的振幅特征 背斜顶界面反射存在波的发散现象。分配到单位面积上波的能量会减弱界面埋藏越深，凸度越大，射线发散越严重，地震波的振幅也越小。,二、向斜的几何形态 褶皱构造中新地层向下弯曲部分，其周围是老地层。向斜可分对称与不对称，一般，背斜、向斜是相间出现的。解释好向斜有利于确定背斜的闭合面积和幅度。1、几何形态特征（相当于凹界面的反射）1、对于平缓的向斜，水平叠加剖面上，比实

16、际向斜稍窄；曲率一样，深度不同，随深度加大、时间剖面宽度越窄，向斜中心不变。当曲率中心在地面以上，均存在上述的简单关系。2、凹界面的曲率中心在地面，时间剖面聚成一点。曲率界面上各点时间都相同。3、曲率中心在地下，射线将会交叉，同相轴形成回转波。,对于曲率相同，深度不同的凹界面，随着深度的加大将出现不同的反射特征：浅层为平缓收缩型；中层为聚焦型；深层为回转型；,2、振幅特征 凹界面对射线的聚焦作用，使反射波振幅加强，出现非岩性的“亮点”异常。向斜两边凸界面的发散效应，使反射波振幅减弱，深层由廻转波形成的假背斜能量会更加突出。,6.4 地震剖面上构造的几何形态,三、断层在地震剖面上的特征,直立断层

17、,正断层,逆断层,4.4 地震剖面上构造的几何形态,断层使岩层的连续性受到破坏，导致断层面附近的岩石物性发生变化。因此，断层不仅引起地震波运动学特征的变化，也引起地震波动力学特征的变化。断层在地震剖面的运动学特征是：1、反射波同相轴的错断 由于断层规模不同，表现为反射标准波同相轴的错断，甚至波组、波系的错断。对于小断层，由于断距较小，常常是标准波同相轴连续，稍有些扭曲，肉眼很难识别，即使同相轴错断，其两侧的波组关系稳定，波形特征清晰。,三、断层在地震剖面上的特征,2、出现异常波：这是识别断层的重要标志，在时间剖面上反射波中断处往往伴随着出现一些异常波，如绕射波、断面反射波等。在较小断层处，这些

18、异常波反应不明显。3、时差变化：在断层处，上下盘的时差将发生有规律的变化。断层在地震剖面上的动力学特征是：4、频率：在断层处，由于地层破碎，高频成分很快被吸收，地震波频率会有所降低，频带宽度变窄。5、振幅：在断层处，由于地层的吸收作用振幅强度会减少。6、相位与波形：由于断层的影响，相位与波形会变得紊乱，地震记录上甚至会出现波形空白带。7、能量：在断层处，地震波能量减弱。,反射波同相轴的错断,小断层,反射波同相轴的错断,能量变弱,一、几种速度的概念和应用,4.5 速度研究和图件制作,1、速度的用途 地震勘探的各个环节都要用到速度信息 1）野外采集：设计观测系统，确定组合检波形式 2）资料处理：动

19、、静校正，滤波，偏移 3）资料解释：,时深转换，绘制深度剖面；计算空校量板或绕射图板，进行偏移校正；识别波的性质，如多次波、绕射波、折射波、面波等；制作合成地震记录和理论模型计算，对地震记录进行模拟解释；利用速度纵、横向变化，研究地层沉积特征和沉积模式；利用层速度资料，直接划分地层和岩性。计算反射系数，进行烃类检测；利用纵波和横波速度的比值，判别亮点性质。速度资料对地震勘探的各个环节都会产生影响，最终影响解释的精度，因此提取、分析、利用速度是地震资料解释的重要环节。,1）平均速度定义与计算公式：,2、几种速度的概念,由此可知：引入平均速度的基本假设是：地震波沿着最短路径传播，即直线传播,从另一

20、角度考虑(如图)：,2）层速度,一个地震层的平均速度，是层状地层中平均速度的特殊情况。,地震波在地层中实际传播遵循费马原理，即沿时间最短的路径传播。在界面两侧遵循透射定律。,3)均方根速度,式中：均方根速度的概念：将水平层状介质情况下反射波时距曲线看成双曲线时求得的速度。可以这样理解：把各层速度值的平“方”按时间取其加权平“均”值，而后取平方“根”值。,4)等效速度,倾斜界面共中心时距曲线方程:,5)叠加速度的求取,a)速度分析原理b)叠加速度谱的形成c)速度谱的解释与应用,由前面讨论的几个速度知道，在一般情况下，(包括水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖层为层状介质或连续介质等)，都可将

21、共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用一个共同的式子来表示：式中V称为叠加速度,t0为偏移距为零时的反射时间。对于不同的地质结构，它就有更具体的意义，例如对倾斜界面均匀介质V就是V，对水平层就是VR。,地震波在空间介质内是沿射线方向以真速度V传播的，但地震勘探的观测大多是在地表沿测线进行，因测线的方向与波的射线方向常常不同，沿测线“传播”的速度也就不同于真速度，称为视速度V*。当涉及波速时，我们是沿着波的传播方向来考虑问题的，若沿其他方向则考虑的是视速度。,6)、视速度,设：波到地面的入射角为，如果在测线上相距为 的两个观测点A和B上，分别在 t 和 t+t 时刻收到这个波，则波沿测线“传播的速

22、度是，而波传播的真速度。,S,由此式可见，视速度一方面反映真速度，另方面又受传播方向影响，故也成为识别各种地震波的特征之一。,二、图件制作,查明地下地质体构造形态的变化，要把剖面和平面结合起来进行空间解释，基本成果就是地震反射层构造图。1什么是构造图 用等值线(等深线或等时线）及地质符号（断层、尖灭超复等）直观地表示地下某一层的地质构造特征的一种平面图件。是地震勘探最终图件，是为钻探提供井位的主要依据。,2地震构造图的分类 地震构造图按作图等值线性质可分两大类：等深度构造图（深度等值线表示）等t0构造图（时间等值线表示）等深度构造图可由深度剖面直接绘制。也可以由等t0图进行空间校正得到，表示的

23、构造形态直观准确，是最终成果。等t0构造图是由时间剖面数据直接绘制，在构造简单时可反映构造的基本形态，但位置有偏移，是中间结果。,3、构造图的绘制,1）描绘测线平面分布图2）选择层位及取数据点3）断层平面组合4）勾绘等值线5）做真深度构造图6）构造图的地质解释,构造图上的常用符号,4、等厚图的绘制5、等速度及界面速度分布图,煤田解释的一般流程,1、层位对比解释(1)地震地质层位的确定：利用区内钻孔资料制作人工合成地震记录，将它和过钻孔的时间剖面进行对比来确定反射波的地质属性（见图以淮北南部资料为例）。,利用钻孔测井曲线合成地震记录,标定地震地质层位,联井地震时间剖面（淮南）,过井剖面图（兖矿东

24、部矿区）,（2）标准反射波的选择及解释：将时间剖面上能量强、信噪比高、连续性好、地震地质层位明确的反射波定为标准反射波，它是地震地质解释的主要依据。根据本区情况拟选T7波(71、72煤层的复合反射波)、T8波(81、82煤层的复合反射波)、T10波(10煤层的反射波)，作为标准反射波；TQ波(新生界底界面的反射波)、T5(51、51煤层的合反射波)波、T3(3煤层的反射波)波作为辅助反射波；,各煤层反射波发育特征及波组关系对比,（3）断层解释,确定构造纲要 三维方差体、水平切片、沿层切片三者有机地结合可建立起全区地质构造骨架模型，确立构造纲要。断点的解释,小断层,逆断层,扭曲,小断层剖面及水平

25、切片显示（扭曲）,大断层,大断层解释注意标志层、水平方向位置。有的大断层破碎带很宽，或仅有一盘。,层位刚好对接，要特别小心！,F146,F147,断层组合 同一条断层在相邻剖面上的断点显示特征和性质应一致。同一条断层相邻断点落差接近或有规律变化。断层走向或相互切割关系应符合区域地质构造规律。不能组合的断点为孤立断点。,断层产状的确定；断层可靠程度评价。可靠断层：A+B级断点占80%以上，且A级断点占50%以上，断面产状、性质明确，断距变化符合地质规律。较可靠断层：A+B级断点占65%以上，断面产状、性质较明确。控制程度较差断层：A+B级断点不足65%，断面产状、平面位置、断距不够明确。,断点品

26、质级别:依据断点在时间剖面上的显示特征,分A、B、C三类。A类断点：反射波对比可靠,断点清晰，能可靠确定断层上、下盘。B类断点：达不到A级又不是C级断点者。C类断点：两盘反射波连续性较差,有断点显示,但标志不够清晰,能基本确定断层的二盘或升降关系。,断点评级实例,6.6 其它一些特殊处理与地质现象,煤层合并与分叉,3上、3下煤层合并区地震剖面,3上煤层尖灭地震剖面,采空塌陷区解释,采空区,岩浆岩侵入的解释,4.7 岩性地震解释构造地震勘探：运用地震波的运动学特征，如旅行时和波速，计算地层分界面上各点的埋藏深度，确定地层的构造形态。除了利用地震波的运动学特征，还运用地震波的动力学特征来研究地层的岩性，称为岩性地震勘探。煤矿深部安全开采中的主要地质问题，包括煤层顶底板水文地质条件、瓦斯突出条件与力学性质均属岩性地震勘探范畴。地震岩性解释技术主要包括地震属性分析和地震波阻抗反演技术等。具体请看相关实例。,