地震勘探资料的理论基础课件.ppt
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1、关于地震勘探资料的理论基础1现在学习的是第1页,共76页第一节第一节 地震剖面的形成及特点地震剖面的形成及特点 现在学习的是第2页,共76页一、地震记录的形成一、地震记录的形成震震源源产产生生的的信信号号传传播播一一段段时时间间后后,波波形形趋趋于于稳稳定定,我们称这时的地震波为地震子波。我们称这时的地震波为地震子波。地震子波:地震子波:爆炸时产生的尖脉冲,在爆炸点附近的介质爆炸时产生的尖脉冲,在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播,当传播到一的距离中以冲击波的形式传播,当传播到一的距离后,波形逐渐稳定,我们称时的地震波为地后,波形逐渐稳定,我们称时的地震波为地震子波。震子波。现在学习的是第3
2、页,共76页 地地震震波波在在传传播播过过程程中中,其其振振幅幅会会因因各各种种原原因因而而衰衰减减,但但波波形形的的变变化化是是很很小小的的,在在一一定的条件下,可以看成不变。定的条件下,可以看成不变。地震子波在向下传播的过程中,遇到波阻抗地震子波在向下传播的过程中,遇到波阻抗界面会发生反射和透射,最后,地震子波从界面会发生反射和透射,最后,地震子波从地下各个反射面反射回来。地下各个反射面反射回来。现在学习的是第4页,共76页这这些些反反射射回回来来的的子子波波在在波波形形上上,严严格格讲讲是是有有差差别别的的,近近似似地地可可以以认认为为一一样样,并并且且这这些些反反射射子子波波在在振振幅
3、幅上上有有大大有有小小(主主要要决决定定于于反反射射界界面面的的反反射射系系数数),极极性性有有正正有有负负(决决定定于于子子波波反反射射系系数数的的正正负负),到到达达时间有先有后(决定于界面的深度和波速)。时间有先有后(决定于界面的深度和波速)。反射系数:反射系数:现在学习的是第5页,共76页另另外外,地地下下地地层层的的厚厚薄薄对对于于记记录录面面貌貌的的形形成成也也有有影影响响。设设地地震震子子波波的的延延续续时时间间为为,穿穿出岩层的时间为出岩层的时间为。如图:如图:现在学习的是第6页,共76页S点点接接收收到到的的来来自自R1,R2,R3界界面面的的地地震震子子波波,相互迭加的结果
4、,相互迭加的结果,+的复波。的复波。岩层较厚,岩层较厚,同一接收点收到的来自界同一接收点收到的来自界面面R1和和R2的两个反射面也可以分开。形成的两个反射面也可以分开。形成2个单波。保留着各自的波形特征。这种情况,个单波。保留着各自的波形特征。这种情况,一般较少。一般较少。岩岩层层较较薄薄时时,整条绕射波时距曲线在反射波时距整条绕射波时距曲线在反射波时距曲线的上方。曲线的上方。以以上上指指出出的的绕绕射射波波时时距距特特点点,绕绕射射波波时时距距曲曲线线与与反反射射波波时时距距曲曲线线关关系系,对对于于我我们们在在一一张张共共炮炮点地震记录上识别绕射波是很有用的。点地震记录上识别绕射波是很有用
5、的。一般情况下,则线不一定与断棱垂直,这时绕一般情况下,则线不一定与断棱垂直,这时绕射波特征曲线特点同。射波特征曲线特点同。现在学习的是第35页,共76页测线方向与数据棱走向之间的夹角有关。测线方向与数据棱走向之间的夹角有关。图图:h=2000,v=2400,下下,不不同同角角(测测线线与与垂垂直直断断棱棱之之间间的的夹夹角角),所所对对应应的的绕绕射射波波时距曲线。时距曲线。现在学习的是第36页,共76页越越小小,时时距距曲曲线线弯弯曲曲程程度度越越大大。即即:测测线线与与断断棱棱正正交交。(=0)绕绕射射时时距距曲曲线线最最陡陡温暖线与断棱平行(温暖线与断棱平行(=),绕射波时距),绕射波
6、时距曲线最缓。曲线最缓。三、水平迭加剖面上折射波的特点三、水平迭加剖面上折射波的特点讨讨论论折折射射波波等等异异常常波波的的目目的的是是要要了了解解它它们们的的特特点点,以以便便对对它它们们进进行行压压制制,识识别别或或利利用用。因因此此,讨讨论论折射波在在水平迭加剖面上的特点最有实际意义。折射波在在水平迭加剖面上的特点最有实际意义。现在学习的是第37页,共76页进行水平迭加时,不管是反射波还是折射波,都进行水平迭加时,不管是反射波还是折射波,都按平界面反射波动校可量公式进行校正,然后再按平界面反射波动校可量公式进行校正,然后再进行共中心点迭加。进行共中心点迭加。思路:思路:定量分析:定量分析
7、:折射波按平其齐界面一次波动校正后剩余时差。折射波按平其齐界面一次波动校正后剩余时差。现在学习的是第38页,共76页动校正后折射波时距曲线是一条抛物线,极小动校正后折射波时距曲线是一条抛物线,极小点在点在x=2L处,处,极小点位置会随激发点的位置极小点位置会随激发点的位置(L的大小)的变化而变化。的大小)的变化而变化。现在学习的是第39页,共76页但在时间剖面上,是把炮检距为但在时间剖面上,是把炮检距为x的道的道的波形画在的波形画在x/2,处,处,在时间剖面上,动较正后与绕射波时在时间剖面上,动较正后与绕射波时距曲线的极小点又正好移回到绕射点上,并不管距曲线的极小点又正好移回到绕射点上,并不管
8、炮点的位置如何变化,极小点位置都保持不变。炮点的位置如何变化,极小点位置都保持不变。动校正后,绕射波的极小点位置,极小点时动校正后,绕射波的极小点位置,极小点时间,以及曲线上的各点相对于极小点时间的间,以及曲线上的各点相对于极小点时间的剩余时差等,在时间剖面上的与激发点的位剩余时差等,在时间剖面上的与激发点的位置无关。置无关。结论:结论:现在学习的是第40页,共76页即:不同位置激发所得以的动校正后的绕射波的即:不同位置激发所得以的动校正后的绕射波的时距曲线在时间剖面上是重合的。时距曲线在时间剖面上是重合的。在水平迭加的剖面上,反射波得到加强。在水平迭加的剖面上,反射波得到加强。即即:在在水水
9、平平迭迭加加剖剖面面上上,绕绕射射波波显显示示得得更更加加清楚。清楚。水平迭加剖面上绕射波同相轴极小点位置,反水平迭加剖面上绕射波同相轴极小点位置,反映断棱位置,利用此特点,研究断层,确定断映断棱位置,利用此特点,研究断层,确定断点位置。点位置。又:又:现在学习的是第41页,共76页四、物理地震学的基本思路四、物理地震学的基本思路在本节前面的讨论中,只涉及绕射波的时距曲线在本节前面的讨论中,只涉及绕射波的时距曲线问题问题绕射波的动力学特点。绕射波的动力学特点。至至于于绕绕射射波波动动力力学学问问题题没没有有进进行行讨讨论论。R点点产产生生的的绕绕射射波波,在在测测线线上上观观测测时时,各各点点
10、所所接接收收到到的的R绕绕射波在能量上是否一样?射波在能量上是否一样?人人们们通通过过对对大大量量生生产产工工作作,试试验验工工作作的的总总结结及及理理论研究,推出一套物理地震学理论。论研究,推出一套物理地震学理论。现在学习的是第42页,共76页首先介绍一下物理地震学的基本概念,并从物理地首先介绍一下物理地震学的基本概念,并从物理地震学观点出发进一步说明绕射波的性质。震学观点出发进一步说明绕射波的性质。长期以来,我们主要从几何地震学的观点长期以来,我们主要从几何地震学的观点来解释地震波,认为地震波沿来解释地震波,认为地震波沿“射线射线”路路径在介质中传播,入射到分界面时,按径在介质中传播,入射
11、到分界面时,按发生反射,并认为:地面上某点接收到的发生反射,并认为:地面上某点接收到的反射波是来自地下界面上的某点。反射波是来自地下界面上的某点。构造简单地区:构造简单地区:用几何地震学的观点计算地震记用几何地震学的观点计算地震记录是行之有效的。录是行之有效的。现在学习的是第43页,共76页小小断断块块发发育育构构造造复复杂杂地地区区:用用几几何何地地震震学学的的观观点计算,许多现象不好解释,有局限性。点计算,许多现象不好解释,有局限性。物理地震学观点:物理地震学观点:对反射波形成解释,地震波是一个波动,不对反射波形成解释,地震波是一个波动,不能简单地把它看成是沿射线传播,地震波从能简单地把它
12、看成是沿射线传播,地震波从震源出发,以球面波的方式向下传播到达反震源出发,以球面波的方式向下传播到达反射界面射界面S,S可以看成由许多小面积元组成的可以看成由许多小面积元组成的(大小接近地震波的波长大小接近地震波的波长70100米)。米)。现在学习的是第44页,共76页每个小面积元都可以看成是一个绕射体,(由每个小面积元都可以看成是一个绕射体,(由惠更斯原理)每个小面积元都可以看成是一个惠更斯原理)每个小面积元都可以看成是一个小点震源,并发出一系列的球面子波向四面八小点震源,并发出一系列的球面子波向四面八方传播。对于地面上的某个接收点方传播。对于地面上的某个接收点P来说,它所来说,它所收到的反
13、射波就是来自收到的反射波就是来自S面上的每个小面积面上的每个小面积元产生绕射波,在元产生绕射波,在P点迭加的结果。因此,点迭加的结果。因此,P点收到的能量并不只是来自地下反射界的某点收到的能量并不只是来自地下反射界的某一点,而是界面上的所有点。一点,而是界面上的所有点。现在学习的是第45页,共76页总总之之,物物理理地地震震学学的的基基本本观观点点认认为为绕绕射射是是最最基基本本的的,反反射射波波是是反反射射界界面面上上所所有有小小面面积积产产生生的的绕绕射射的的总总和和。物物理理地地震震学学的的概概念念与与几几何何地地震震学学的的概概念念并不矛盾。并不矛盾。二二者者的的适适用用范范围围主主要
14、要取取决决于于所所勘勘探探的的断断块块大大小与地震波波长的大小两者的关系。小与地震波波长的大小两者的关系。当断块的大小比地震波波长大得多时,几何地当断块的大小比地震波波长大得多时,几何地震学行之有效。震学行之有效。现在学习的是第46页,共76页几何地震学只研究运动学问题,不能保留波的几何地震学只研究运动学问题,不能保留波的动力学特性,对复杂的地构造产生动力学特性,对复杂的地构造产生的复杂的波的复杂的波场不能做出正确的解释。物理地震学处理地震场不能做出正确的解释。物理地震学处理地震波场时,既考虑了波的传播时间,也考虑了波波场时,既考虑了波的传播时间,也考虑了波的强度,同时的研究运动学问题和动力学
15、问题的强度,同时的研究运动学问题和动力学问题。当断块很小,与地震波波长相当时,地震波当断块很小,与地震波波长相当时,地震波波动特点表现得很突出,用物理地震学观点波动特点表现得很突出,用物理地震学观点来计算小断块构造的各种地震波特点。来计算小断块构造的各种地震波特点。另一点差别:另一点差别:现在学习的是第47页,共76页因此,有可能对复杂的地质体产生的波场作因此,有可能对复杂的地质体产生的波场作出正确的计算。出正确的计算。从物理地震学的观点,关于绕射波的性质,绕射从物理地震学的观点,关于绕射波的性质,绕射波与反射波的关系等主要有以下几点结论:波与反射波的关系等主要有以下几点结论:1)几何的点或线
16、不能产生绕射波)几何的点或线不能产生绕射波实际上被记录到的,具有一定能量的绕射波,实际上被记录到的,具有一定能量的绕射波,是由具有一定面积的界面产生的。所以一个是由具有一定面积的界面产生的。所以一个绕射体必须大到与一个地震波波长相当的程绕射体必须大到与一个地震波波长相当的程度或更大些,才能产生可观度或更大些,才能产生可观的绕射能量。的绕射能量。现在学习的是第48页,共76页2)短反射段的反射波相当于点绕射短反射段的反射波相当于点绕射两个半幅射点是断点位置两个半幅射点是断点位置短反射段:短反射段:反射段长度反射段长度2a,地震波波长为,地震波波长为,界面深度为,界面深度为H三者之间满足三者之间满
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