地震勘探的分辨率 ppt课件
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地震勘探原理ppt
6.不同频率有不同用处
在时间域，当子波的主瓣宽度（半周期）和砂层的时间厚度相一致时，褶积后，
输出振幅达到最强，否则振幅要变弱。显然，被增强的砂层厚度大致为 1/4 视波 长。（图 17-19）
ΔH=
1 4
v
T
v 4f
增强砂层的厚度与加强频率的关系（v=3000m/s） 厚度（m） 75 37.5 25 18.8 12.5 9.4 7.5 6.2 4.7 频率(Hz) 10 20 30 40 60 80 100 120 160 如希望搞清楚厚度为 60m 的砂层，f1 必须达到 10Hz，否则如图 16 中曲线 20—66Hz，不能反 映出 60m 的砂层，但它可以勉强反映 30m 的砂层。又如要正确反映出 6m 的砂层（包括它的 宽度和波阻抗值），则需要 f2 达到 120Hz，如图 16 中曲线 3 反映 6m 很好，而曲线 4 即 10—80Hz 的阻抗值就偏小，厚度也偏大。在以上七个砂层的模型中，每个砂层几乎是孤立的，这种情况
（1）二维 三维 （2）叠后 叠前 （3）声波 弹性波 （4）各向同性 各向异性 （5）单一 综合
今后的主要任务首先应是提高地震勘探的分辨率，没有足够的分辨率， 很难在储层研究及油藏描述方面有所作为。高分辨率地震勘探是一个系统 工程，它有很多环节。
3
高分辨率系统工程
Shot 激发——小药量，小井深
Knapp指出，倍频程一样，波形一样时，还是瘦的子波分辨率高，因此分辨率不
能用倍频程来衡量，只能用绝对频宽来衡量。相对频宽决定了子波的振动相位数，如
图14，零相位子波当相对频宽低于1个倍频程时，连续相位迅速增多。
(3)视频率(主频)
通频带的中心频率fc 决定了视频率 f p (或称主频)，即
第2部分--地震-74页PPT精选文档
f
*(
f
*
1 T*
)
。
在地震勘探中，每个检波器所记录的是这个检波器所在
质点的地面振动，它是一条振动曲线，习惯称为振动图。
波的频谱分析
前面所讨论的是波的运动学和动力学特征，但只局限
于波动与时间、空间的关系，这是在时间域范围内进行讨
24.01.2020
14
第二部分 地震勘探
论的。下面在频率域范围内来研究波的另一重要动力学特 征—波的频谱，它是利用傅里叶变换对振动信号进行分解 和处理得到的，这个过程称为频谱分析。关于频谱分析的 原理及计算过程，在《信号与系统》中要详细介绍。
一个复杂的振动信号，可以看成是由许多简谐分量叠 加而成，许多简谐分量及其各自的振幅、频率和初相，就
称为复杂振动的频谱。地震勘探中地震信号 f ( t ) 是一个复杂
信号，对它进行频谱分析，它的频谱 F ( ) 可表示为
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15
第二部分 地震勘探
F() f(t)ejtdt
24.01.2020
介质中的任一固定点，振动位移u只是时间t的函数u u1(t) 。
一个质点在振动过程中位移随时间变化的曲线称为振动曲 线。如指定一个点P1，它随时间的振动可以用一条振动曲 线来反映，如图3（a）所示；换了另一个点P2，它
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12
第二部分 地震勘探
的振动曲线曲线u 2 ( t ) 很可能线很可能是另一个图形，如图3
根据波所传播的空间范围又将波分为体波和面波。体 波是指在介质的内部传播的波，而面波是指在自由表面
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第二部分 地震勘探
(岩石和空气接触面)或岩层分界面附近观测到的波。 按照波在传播过程中的传播路径，把地震波分为直达
地震地质讲义1-4
3、联合对比
图2-9 水平剖面
图2-10 偏移剖面
第三节 与复杂地质现象有关的异常波
一、绕射波 1．绕射波的产生
图2-11绕射波的产生
图2-12 绕射波的时距曲线
1、绕射波的主要特征
1）绕射波时距曲线是双曲线正常时差进行动校正时， 由于校正量不足，校正后的绕射波时距曲线其形状仍然是 曲线。
2）时距曲线的极小点在绕射点的正上方，射波时距 曲线的极小点总是在绕射点的正上方。绕射波时距曲线与 反射波时距曲线相切。
面深度平面图。
2-4 水平剖面上的断面波
图2-15偏移剖面上的断面波
图2-16 断层面的确定
三、 多次波
图2-17 几个重要的多次反射波类型示意图
图2-18 海底多次波引起的构造地层假象
一、地震地质解释在构造解释方面的应用
所谓地震地质解释就是依据时间剖面的波形特征 和地质规律赋予地震反射层明确的地质意义。
勘探早期地震资料解释主要以盆地构造、地层和沉 积体系解释为主，目的是确定盆地的基本形态、性质、 盆地演化历史、主要断裂、构造特征、地层展布、沉积 环境和相态分布。
勘探后期地震资料解释则以精细构造解释和储层预 测为主，目的有是确定各种隐蔽的低幅度圈闭、砂体横 向展部、油气检测和早期油气藏描述等方面的工作。
图1-14 地震子波的形成
图1-15几种子波能量分布、波形和相位的关系 最小相位子波，有时称为前载子波，能量集中在 前端；大多数脉冲地震震源产生的原始脉冲是接近最 小相位的，因此，地震子波一般是最小相位（最小延 迟）子波。 最大相位子波则能量主要集中在尾部。 零相位子波能量集中在中间，且波形对称。
第二章 地震解释基本方法
第一节 地震反射层位的地质解释
(5)地震数据处理 2地震勘探 教学课件
所谓反滤波，仍然是一个滤波过程，
但它恰好与某个其他滤波过程的作用相
反。 设x(t)是时间函数h(t)的滤波器的输入
，y(t)为输出，见图4.4-1则有
y(t)=x(t)*h(t) (4.4.1) 现在要设计一个滤波器，使得当y(t)作为输 入时，输出是x(t),见图4.4-1即
x(t)=y(t)*a(t) (4.4.2) 于是则a(t)是h(t)的反滤波。将（4.4.2）代 入（4.4.1）,得到
同时使干扰波n(t)受到压制。
地震记录x(t)经反滤波器a(t)作用后的实际输
出为c(t)
m
c(t) a(t) x(t) a( )x(t ) 0
期望输出z(t)的是一系列窄脉冲，
(4.4 6)
m
z(t) d (t) R(t) d (k)R(t k) k 0
(4.4 7)
根据最小平方反滤波的思想，信号经 反滤波作用后的输出应是实际输出 c(t)与期望输出z(t)在最小平方误差 意义下的最佳接近的输出。即使
每一个输入道对应一个m值，选定一个m 代入上式，即可得到该输入道对应的滤波 因子。将其与该输入道褶积有一个中间结 果，
将N个道的单独卷积结果相加， 就得到扇形滤波的一个输出道。
之后移动一个道间距,重复计算,可 得到整条测线上扇形滤波结果
图4.3-11是扇形滤波因子的示意图。
由标准扇形滤波器可组构出既压 制高视速度干扰，又压制低视速度 干扰的切饼式滤波器，进而还可组 构出同时压制高、低频干扰的带通 扇形滤波器和带通扇形切饼式滤波 器。
y(t)=y(t)*a(t)*h(t)
图4.4-1 反滤波的概念
根据函数理论，有
y(t)=y(t)*(t)
因此 a(t)*h(t)=(t)
高分辨率地震勘探
第一章 高分辨率地震勘探
第一节 高分辨率地震勘探概述
1）高分辨率？ 2）如何识别分辨率？
从剖面 中如何 看分辨 率高 低？？
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
地震勘探分辨率
垂直分辨率 水平分辨率
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
一、地震勘探分辨率的概念、准则
1、垂直分辨率
当反射体半径小于这个范 围则不可分辨，大于这个范 围反射波才可分辨。
L1
1 h
2
h
R3
R2
R0
R1
第二、三Fresnel带
第二Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在1/2-1周期间；
第三Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在 1-3/2周期间；
第四。。。。
几点重要结论：
从地震记录上一般不能辨认出反射界面的位置，也看 不出有多少反射界面；
地震记录上不能看出子波的形状； 地震记录上某个波峰、波谷不一定能代表某个反射界
面； 由波峰或波谷的幅度大小一般不能确定反射系数的大
小和符号（极性）； 压缩子波长度是提高纵向分辨率的关键。
第一章 高分辨率地震勘探
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
（2）其它因素
层间多次波
R R R R
（a）入射波
（b）反射波 层间反射示意图
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
三、分辨率与信噪比的关系
地震记录上有各种噪声，例如面波、声波、 随机干扰、多次波等，这些噪声大大的影响了 地震记录的分辨率。所以要提高分辨率，首先 要消除噪声，提高信噪比。
λ＝VT，当地层厚度为λ/4时，顶、底反射同相叠 加，振幅产生极大值，这时的地层厚度叫调协厚度，这 也是反射分辨率的极限（书上这么说）。
第一节 高分辨率地震勘探概述
1）高分辨率？ 2）如何识别分辨率？
从剖面 中如何 看分辨 率高 低？？
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
地震勘探分辨率
垂直分辨率 水平分辨率
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
一、地震勘探分辨率的概念、准则
1、垂直分辨率
当反射体半径小于这个范 围则不可分辨，大于这个范 围反射波才可分辨。
L1
1 h
2
h
R3
R2
R0
R1
第二、三Fresnel带
第二Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在1/2-1周期间；
第三Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在 1-3/2周期间；
第四。。。。
几点重要结论：
从地震记录上一般不能辨认出反射界面的位置，也看 不出有多少反射界面；
地震记录上不能看出子波的形状； 地震记录上某个波峰、波谷不一定能代表某个反射界
面； 由波峰或波谷的幅度大小一般不能确定反射系数的大
小和符号（极性）； 压缩子波长度是提高纵向分辨率的关键。
第一章 高分辨率地震勘探
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
（2）其它因素
层间多次波
R R R R
（a）入射波
（b）反射波 层间反射示意图
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
三、分辨率与信噪比的关系
地震记录上有各种噪声，例如面波、声波、 随机干扰、多次波等，这些噪声大大的影响了 地震记录的分辨率。所以要提高分辨率，首先 要消除噪声，提高信噪比。
λ＝VT，当地层厚度为λ/4时，顶、底反射同相叠 加，振幅产生极大值，这时的地层厚度叫调协厚度，这 也是反射分辨率的极限（书上这么说）。
三维(3D)地震勘探优秀课件PPT
4.三维资料是一个数据体，可以在任意方位上切片显示：如 主测线方向In line，横测线方向Cross line，过井切片，斜切 片，水平切片，层切片，尤其象水平切片和层振幅切片是 三维解释中所特有的功能。
30
用水平切片直接 做构造图。
31
5.彩色显示：三维资料
均采用彩色显示，彩色 成图，彩色输出。这样 提高了地震资料的视觉 分辨率。
14
3)积木型（又称斜交型）炮点线与接收点线彼此斜交
15
4)路线型（宽线剖面）
沿测线布置检波和炮点，可以得到测线附近条带上的反射资料。 宽线剖面处理后，能确定地下反射界面的位置、倾角和倾向， 分析波的来源，提高剖面信噪比。
16
2、不规则型观测系统
不规则型观测系统仅适用于地表障碍物多，通行条件 差，不能接正常观测系统施工的地区，可根据地面条件 和地质任务的要求设计成各种类型。
三是进行高精度精细地震解释。随着微机性能的提高、成本的降低以及可 视化解释软件的发展，三维可视化解释技术的发展趋向是微机群，即用于解释 的微机群将以两种形式存在：一种是集成并行机群，用于大数据量的计算和三 维可视化分析；另一种是分布式机群，人手一台，通过网络连接，用于精细解 释研究。
5
用三维的观点和方法 研究地下三维问题， 才能得出地质构造的 全面认识。
43
层位解释
某地区高精度三维地震资料解释
地震数据体的三维立体显示
44
某
地
区
单
砂
体
立
体
展
示
总之，通过一系列的方法结合属性预测圈定单砂体，对各段单砂体
的进行空间立体展示。
45
46
1、如果你生活在那个时代，你能想 出什么 好办法 解决新 中国工 业化的 问题呢 ？ 1.依据辐 射方向 确定“ 辐射源 ”,确定 辐射名 称和热 量传播 空间 2、假如由你来主持制定“一五计划 ”，你 将优先 发展什 么？ 3.材料二中“一个国家，两种制度” 的含义 是什么 ，邓小 平提出 它的根 本目的 是什么 ？ 4.根据材料二和所学的知识，说明香 港问题 能最终 解决的 主要原 因（至 少列出2 点）， 并指出 其历史 意义。 5.正面战场的抗战是中国抗日战争和 世界反 法西斯 战争的 重要组 成部分 ； 6.正面战场的抗战，粉碎了日本三个 月灭亡 中国的 战略计 划和“ 速战速 决”的 方针， 消耗了 日本的 军事和 经济实 力； 7.正面战场的抗战，有力地支援了中 国共产 党领导 的敌后 战场； 8.大气对太阳辐射的削弱作用:主要包 括吸收 和反射. 9、含义：荒漠化是一个动态发展过 程，其 实质是 土地退 化。
地震勘探的分辨率ppt课件
13
第三节 地震勘探分辨率
二、影响分辨率的主要因素
• 1.子波的频率成分：＝V/F； h≥/4
• 2d.子减波小的，频分带辨宽率度提F高b或；延续时间d：Fb增加或
• 3.子波的相位特征：从Widess公式得以证实；
• 4.信噪比：S/N>2，分辨率较高；
• 5.偏移成像的精度：与横向分辨率有关；
地球物理勘探
地球物理系 王永刚
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1
课程内容
• 第1章 绪论 • 第2章 地震波运动学理论 • 第3章 地震资料采集方法与技术 • 第4章 地震波速度 • 第5章 地震资料解释的理论基础 • 第6章 地震资料构造解释
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2
第5章 地震资料解释的理论基础
• 第一节 地震剖面的特点 • 第二节 复杂界面反射波特点 • 第三节 地震勘探分辨率 • 第四节 反射界面真正空间位置确定
7
第三节 地震勘探分辨率
• 2、分辨率的极限 • (1) Rayleigh准则:两子波到达时差t≥T/2 可分
辨；
• (2) Ricker 准则：两子波到达时间差t≥(子波 主极值两侧的两个最大陡度点的间距)可分辨；
• (3) Widess 准则： t<T/4或h在/8与/4之间， 合成波形的振幅与t 近似成正比，可用合成 波形的振幅信息来估算薄层厚度，这一工作称 之为薄层解释原理。
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3
第三节 地震勘探分辨率
一、分辨率的定义与分辨率极限 二、影响分辨率的主要因素 三、提高分辨率的途径
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4
第三节 地震勘探分辨率
一、分辨率的定义与分辨率极限
1、分辨率的定义
地震勘探原理PPT课件
8
图1-4-1 地震勘探原理示意图
9
沿着地面上的一条测线，一段一段地进行观测，对观测结果进行处理后， 就可得到形象地反映地下岩层分界面埋藏深度起伏变化的资料－地震剖面图。 在一个可能有油气的地区（称为工区）内，布置多条测线，形成测线网，并 在多条测线上进行这种观测之后，可得到地下地层起伏的完整概念，再综合 其它物探方法和地质、钻井等各方面的资料，进行去伪存真，去粗取精，由 此及彼，由表及里的分析、研究，就能查明可能储存油气的地质构造，最后 确定钻探的井位。
（1）重力勘探方法：以岩石的密度差为依据，在地面测量由它引起的重力变化的方 法。
（2）磁法勘探：以岩石不同磁性为依据，在地面测量由它引起的磁场变化的方法。
（3）电法勘探：以岩石的导电性、导磁性、介电性为依据，在地面测量由它们引起 的电场变化的方法。
（4）地震勘探：通过对岩石弹性性质的研究来解决地质构造问题。通过人工激发所 产生的地震波在地壳内的传播，当遇到弹性性质不同的分界面时可以产生反射、折 射等物理现象，利用地震仪在地面将反射及折射的地震波接收并记录下来，经过3 分 析和研究，推算地下不同岩层分界面的埋藏深度等要素，来了解地层的构造形态。
（3）钻探法。利用物探方法寻找到的地质构造是不是储存了油气，还需要
通过钻探才能确定。
2
2．物探方法
油田深埋在地下，浅则数百米、深则数千米。地球物理勘探是最有效的勘探方 法。它是一种通过研究地层（岩石）某些物理性质来查明地下岩石分布形态及油气 聚集情况的勘查方法。
地球物理勘探依据地下存在着不同岩石，这些岩石的物理性质不同，从而产生 不同的物理场，我们在地表，采用各种精密仪器将它测量下来，然后对这些场进行 分析研究，作出解释，从而了解地下构造、岩性等地质特性。根据物性依据不同， 而有不同的方法。
地震勘探PPT课件可编辑全文
11/24/2024 12:49 AM
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GeoPen
地震勘探的基本原理
三、互换原理 所谓互换原理，是指震源和检波器的位置可以相互交 换，而同一波的射线路径不会改变。即在介质中的A点施加 一个力F，该力引起另外一点B的瞬时位移为D(t)。相反， 如果在B点施加一个力F，则在A点会引起同样的瞬时位移 D(t)。 互换原理具有普遍性．除适用于均匀各向同性的完全 弹性介质外，也可用于任意形状界面的弹性介质、不均匀 介质和各向异性介质。该原理在工程地震勘察中应用较广， 其中折射波勘探中相遇时距曲线观测系统就是以互换原理 为基础的。
11/24/2024 12:49 AM
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GeoPen
地震勘探的基本原理
四、视速度定律 由费马原理可知，地震波的传播是沿波射线的方向进行 的，因此，在观测地震波的传播速度时，也必须和波射线的 方向一致才能测得地震波传播速度的真值V。但是，实际观 测的方向往往和波射线方向不一致，因此所测的速度值并不 是地震波传播的真实速度，而是沿观 测方向，距离和波实际传播时间的比 值，这种速度称之为视速度V*。
六、叠加原理 若有几个波源产生的波在同一介质中传播，且这几个 波在空间某点相遇，那么相遇处质点振动会是各个波所引 起的分振动的合成，介质中的某质点在任一时刻的位移便 是各个波在该点所引起的分失量的和。换言之，每个波都 独立地保持自己原有的特性（频率、振幅、振动方向等） 对该点的振动给出自己的一份贡献，即波传播是独立的， 这种特性称之为叠加原理。
11/24/2024 12:50 AM
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GeoPen
浅层地震波勘探
人工震源(如敲击、爆炸等)激发产生的地震波在地下 介质中传播时，由于不同类型的岩石往往具有不同的弹性 持征(如速度、密度等)，当地震波通过这些分界面时，将 产生反射、折射，而这些不同类型的波具有不同的传播速 度、路径、频率和强度。浅层地震勘探就是利用仪器记录 各种波的传播时间和波形特征、研究和分析这些波形持征 的变化规律，推断出有关岩石的性质、结构和几何位置等 参数，从而达到工程勘察目的。
地震野外数据采集技术与方法PPT演示课件
1.规则波线性组合的方向特性 由(3.7.2)可知,组合因子
55
k(
j)
nபைடு நூலகம்
e j (k 1)t
k 1
sin nt
2
sin t
j n1
e 2 t
2
(3.7.3)
式(3.7.3)是组合的综合特性,它是频率和 时间差t的函数,显然组合因子k的幅角
n 1t
无论是垂向分辨率还是横向分辨率，
都是与子波的频率成分、频带宽度和相位
特征等因素有关，子波的波长越短，分辨
率越高，频带越宽，分辨率越高，在频谱
相同的情况下，零相位子波具有较高的分
辨率，这是因为零相位子波，频带较宽，
振动延续时间最短所致。
35
图3.5-4 表示宽度不等的砂岩体横向分辨模型
36
（一）分辨率与频率成分的关系 • 分辨率不依赖于单频谐波的频率，单频
图3.4-4
13
14
图3.4.3 阻尼系数与检波器固有振动的关系
15
图3.4-4 不同型号检波器的寄生噪声
16
土壤表面与检波器底面的接触，构成了 检波器—土壤振动系统，并存在一个谐振频 率，在检波器插在刚性岩石上时，谐振频率 高，在软的岩石上，谐振频率低。检波器与 地面的耦合情况也影响谐振频率，使输出响 应发生强烈畸变。为此需将检波器埋的正、 直、紧，尽量使其与地面耦合好。
正比，故又叫速度检波器；见图3.4-1
7
8
9
检波器的特性及参数
3. 该结构对于水平方向的运动，线圈与磁 铁之间没有相对运动，因此没有输出。
(二）检波器的特性及参数 1．检波器具有自己的固有频率，固有频率
55
k(
j)
nபைடு நூலகம்
e j (k 1)t
k 1
sin nt
2
sin t
j n1
e 2 t
2
(3.7.3)
式(3.7.3)是组合的综合特性,它是频率和 时间差t的函数,显然组合因子k的幅角
n 1t
无论是垂向分辨率还是横向分辨率，
都是与子波的频率成分、频带宽度和相位
特征等因素有关，子波的波长越短，分辨
率越高，频带越宽，分辨率越高，在频谱
相同的情况下，零相位子波具有较高的分
辨率，这是因为零相位子波，频带较宽，
振动延续时间最短所致。
35
图3.5-4 表示宽度不等的砂岩体横向分辨模型
36
（一）分辨率与频率成分的关系 • 分辨率不依赖于单频谐波的频率，单频
图3.4-4
13
14
图3.4.3 阻尼系数与检波器固有振动的关系
15
图3.4-4 不同型号检波器的寄生噪声
16
土壤表面与检波器底面的接触，构成了 检波器—土壤振动系统，并存在一个谐振频 率，在检波器插在刚性岩石上时，谐振频率 高，在软的岩石上，谐振频率低。检波器与 地面的耦合情况也影响谐振频率，使输出响 应发生强烈畸变。为此需将检波器埋的正、 直、紧，尽量使其与地面耦合好。
正比，故又叫速度检波器；见图3.4-1
7
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9
检波器的特性及参数
3. 该结构对于水平方向的运动，线圈与磁 铁之间没有相对运动，因此没有输出。
(二）检波器的特性及参数 1．检波器具有自己的固有频率，固有频率
高分辨率地震勘探课件 2
• 4、高分辨率采集对震源激发的要求： • （1）比常规采集震源有更宽的频带 • （2）在激发频带范围内振幅谱向高频方向增强 • （3）震源性能稳定（激发子波特性稳定） • （4）在能量足够条件下，与激发有关的噪声相对较弱
5、可控震源相对地比较接近上述要求，通过各种参数的最佳选 择和匹配，可以改善上述要求的近似程度
5、建立一套完整的数据采集质量分析方法
现场操作、实时展示、定量分析、及时反馈
野外采集实时监控系统
实时监控
激发因素监控
激发能量、TB道、井口道
接收因素监控
接收能量、接收点谐振
干扰因素监控
环境干扰能量、面波能量 、
50HZ干扰能量
详细分析
激发位置分析 激发子波分析 激发频率分析 大地吸收分析 高频信噪比临界点分析 信噪比分析 近地表静校正分析 虚反射分析
高程立体图
胶泥埋 深4-
10m
胶泥埋 深6-
12m
低速带厚度分布图
胶泥埋深分布图
激发深度选取技术
2、基于表层结构 激发技术
激发深度选取：调查虚反射面；在潜水面下一定深度
寻找最佳激发岩性，达到展宽地震子波频带目的
8m
激发井 接收井
井下接收道集
浮土 黑 胶 泥
软胶泥
硬土
灰胶泥
0.5m
4.5m 5.0m 6.0m
即与药量的1/6次方成反比 （俞寿朋，1993）
8、加大药量，震源子波振幅增大，但低频成份振幅增加比高频 快，高频成份虽有增强，但所占比例反而减小
9、地震记录上高频成份弱，不仅仅是传播过程中的衰减，震源 子波本身就有高频减弱的作用，药量越大，这种效应越明显
10、震源子波也有低截作用，药量越小，低频缺失越多。一大 一小，一高一低，需全面斟酌
5、可控震源相对地比较接近上述要求，通过各种参数的最佳选 择和匹配，可以改善上述要求的近似程度
5、建立一套完整的数据采集质量分析方法
现场操作、实时展示、定量分析、及时反馈
野外采集实时监控系统
实时监控
激发因素监控
激发能量、TB道、井口道
接收因素监控
接收能量、接收点谐振
干扰因素监控
环境干扰能量、面波能量 、
50HZ干扰能量
详细分析
激发位置分析 激发子波分析 激发频率分析 大地吸收分析 高频信噪比临界点分析 信噪比分析 近地表静校正分析 虚反射分析
高程立体图
胶泥埋 深4-
10m
胶泥埋 深6-
12m
低速带厚度分布图
胶泥埋深分布图
激发深度选取技术
2、基于表层结构 激发技术
激发深度选取：调查虚反射面；在潜水面下一定深度
寻找最佳激发岩性，达到展宽地震子波频带目的
8m
激发井 接收井
井下接收道集
浮土 黑 胶 泥
软胶泥
硬土
灰胶泥
0.5m
4.5m 5.0m 6.0m
即与药量的1/6次方成反比 （俞寿朋，1993）
8、加大药量，震源子波振幅增大，但低频成份振幅增加比高频 快，高频成份虽有增强，但所占比例反而减小
9、地震记录上高频成份弱，不仅仅是传播过程中的衰减，震源 子波本身就有高频减弱的作用，药量越大，这种效应越明显
10、震源子波也有低截作用，药量越小，低频缺失越多。一大 一小，一高一低，需全面斟酌
地震勘探2 2
阶跃台阶即以2的整数次幂跳变；三、记录系统地震数据经模数转换为数字形式，记录在磁盘上。
第五节地震勘探的分辨率一 、垂向分辨率1．用地震记录沿垂直方向所能分辨的最薄地层的厚度；2．由图3.5.1，当来自顶、低反射波的时差 τ小于地震子波的延续时间Δt时，顶、低界面的反射波才能分开；，因此，τ<tΔ是顶、低界面的反射波能否分开的条件。
1．当地层厚度 Δh>λ/4 时，才能由波形特征分辨夹层顶、低界面的存在； 2．当地层厚度 Δh<λ/4 时,称为薄层，不能由波形特征分辨夹层顶、低界面的存在；3．在地层厚度 Δh=λ/4 时，出现相对振幅的极大值，这种现象称为薄层的调谐效应。
此时的地层厚度称调谐厚度，利用调谐效应可以分辨四分之一波长的波层的厚度。
见图3.5-22.横向分辨率1．指沿横向方向所能分辨的最小地质体的尺寸；2．第一菲涅尔带：地表点震源发出的球面波到达界面时的波前面，与前面相距1/4波长先期到达的另一波前面在界面上形成的圆称第一菲涅尔带； 3．在频率较高时，第一菲涅尔带半径为)3.5.3(2cf tv r =4．如果地质体的水平宽度a 满足不等式)4.5.3(ra <则这样的地质体相当于一个点的绕射，不能分辨该地质体的存在；5．第一菲涅尔带半径随频率增高而减小，随勘探深度增大而增大，因此不能撇开地质体的埋深而谈分辨率问题。
6．下图是砂岩体模型宽度与其对应的地震响应，对于大于菲涅尔带的反射段，显示的反射图形与反射段的形态一致，对于小于菲涅尔带的反射段，地震反射特征发生变化，呈现点绕射型效应、振幅随岩层横向宽度的减小而降低。
3. 对影响分辨率的几个因素的讨论无论是垂向分辨率还是横向分辨率，都是与子波的频率成分、频带宽度和相位特征等因素有关，子波的波长越短，分辨率越高，频带越宽，分辨率越高，在频谱相同的情况下，零相位子波具有较高的分辨率，这是因为零相位子波，频带较宽，振动延续时间最短所致。
地震勘探原理课件——第三章 地震勘探野外数据采集技术与方法
第三章 地震勘探野外数据采集技术与方法第一节 有效波和干扰波 一、有效波和干扰波的概念 1．有效波：在地震仪接收到的所有振动中，能解决某一特定地质问题的波称为有效波或信号；2．干扰波：一切妨碍分辨有效波的其他波称为干扰波二 规则干扰波（一）面波又称地滚波，当震源较浅和表层具有明显的成层性时，在自由表面回产生瑞雷面波，特点是：频率低，（几十Hz）能量沿铅垂方向衰减快，沿水平方向衰减慢，延续时间长，具有频散特点，在地震记录上呈扫帚状。
（二）声波在空气中传播的弹性波声波的特点是速度稳定，（330-340m/s），频率高，延续时间长，在地震记录上形成强而尖锐的波至。
（三）工业电干扰当地震测线通过高压输电线时，地震检波器电缆回感应出50Hz的电压，形成在整个地震记录上或部分地震记录上50Hz 正弦干扰波。
（四）虚反射虚反射是指从震源首先向上到达地面发生反射，然后向下传播，遇到弹性分界面反射回到地面的波，他伴随在一次反射之后，，又称伴随波。
使一次波相位数目增多。
（五）多次反射波在地下存在强波阻抗界面时，会产生多次反射波。
特点：全程简单多次反射波与识别标志区分。
一次反射波相似。
可用t三 不规则干扰波（一）微震非震源激发的地面扰动统称为微震。
风吹、草动、海浪、交通车辆等。
特点：频带宽不能用频率滤波或视速度滤波压制，可用垂直叠加法压制（二）低频、高频背景在疏松地层中激发易形成低频背景，特点：低频不规则振动。
在坚硬的岩石中激发时，波传播到浅部不均匀体，产生散射和高频干扰背景。
第二节测线设计和观测系统一 测线设计（一）反射波法测线设计测线设计原则：1.最好为直线；2.主测线应与岩层或构造走向相垂直；3.尽可能与钻探线或其他物探测线相一致。
4．面积测量时应有联络测线，以检测不同测线上反射波的闭合情况。
（二）折射波法测线设计相遇观测法：双边放炮的观测方法。
1．相邻两道检波器间的距离叫道间距，一般为目的层深度的1/10。
很深时不按此比例。
地震解释基础地震道形成纵横向分辨率课件
零相位
最小相位
1.2 地震资料的纵向分辨能力
1.2.3 地震子波与分辨能力的关系——相位特征对分辨率影响
零相位子波
最小相位子波
1.2 地震资料的纵向分辨能力
1.2.4 分辨能力与主频或最高信号频率的关系
对于雷克（Ricker）子波：
bt
1
2
f0t 2
exp
f0t
2
f0 为子波的主频
fm 38 Hz
2、褶积模型的假设和局 限——水平层状均匀 介质、无吸收衰减、 子波保持不变
3、褶积模型的应用—— 层位标定、反演
1.1 地震剖面的特点
1.1.2 地质层位与反射同相轴的关系
为什么并非每一个地质界面都对应一个反射同相轴？
1.1 地震剖面的特点
1.1.3 水平叠加剖面的特点
横向位置或CDP点号
地震剖面上有效波的标志 同相性 振幅显著增强 波形相似特征 时差变化规律
相对频宽相同,主频高（频带宽）,分辨率高
1.2 地震资料的纵向分辨能力
1.2.3 地震子波与分辨能力的关系——主频、频宽
5－15－35－45（主频25、频宽20）
25－35－55－65（主频45、频宽20）
绝对频宽相同，子波的有效长度相同
带宽不变，主频增加，子波的有效长度不变，不能提高分辨率，容易产生 分辨率假象
1.2 地震资料的纵向分辨能力
1.2.3 地震子波与分辨能力的关系——主频、频宽、倍频程 小结
1）子波的频带不变，增加子波的主频， 不能提高分辨率；
2）子波的主频增高，带宽增加，则分辨 率增加。
1.2 地震资料的纵向分辨能力
1.2.3 地震子波与分辨能力的关系——相位特征对分辨率影响
地震勘探的分辨率概述
横 向 分 辨 率 问 题
2
AB＝t/2*V =(T/2)/2*V =T*V/4= /4
h
B
菲涅尔带半径
OA h / 2 / 16
第三节 地震勘探分辨率
影响横向分辨率的主要因素： 1. 偏移孔径 (Aperture) － 这是决定横向分辨率的主要因素。通常偏移孔径越宽 , 可展现的地层倾角越陡 ,横向可分辨的距离越小 ,即横向 分辨率越高。 2.几何路径 (Geometry) －零偏移距道集横 向分辨率最高。 3.覆盖次数 (Fold) －多次覆盖可减少噪 音 ,进而可改进分辨率。4.采样率 (Sampling)－采样率越 小对分辨率的改进越有利。实践证明，采样率的不同对 合成空间子波宽度的影响几乎为零，但对偏移噪音有较 大的影响，采样率越小偏移噪音的压制效果越好。
第三节 地震勘探分辨率
5.偏移成像的精度(Imaging)－精确成像这是地 震资料处理所追求的目标。理论上讲 , 偏移可 以把菲涅尔带收敛成一个点 ,绕射波得到收敛, 但由于观测点密度的限制、噪音的存在以及 介质的不均匀等 , 这种理想的情况实际上是做 不到的。提高偏移成像的精度就是在实际条 件允许的情况下 , 最大限度地提高地震资料的 空间分辨率。
3
10 15 35 150 800 1000 2000 2000
第四系砂土、粘土
第四系含水砂、土
600
1050
4.55
15.59
第四系上部 第四系下部 上第三系N 下第三系上部E3 下第三系下部E2 E1—EK过渡层
1800 2000 2300 2800 3500 4500
51.02 64.33 87.48 134.86 220.33 383.0
横 向 分 辨 率 随 时 间 的 变 化 关 系
2
AB＝t/2*V =(T/2)/2*V =T*V/4= /4
h
B
菲涅尔带半径
OA h / 2 / 16
第三节 地震勘探分辨率
影响横向分辨率的主要因素： 1. 偏移孔径 (Aperture) － 这是决定横向分辨率的主要因素。通常偏移孔径越宽 , 可展现的地层倾角越陡 ,横向可分辨的距离越小 ,即横向 分辨率越高。 2.几何路径 (Geometry) －零偏移距道集横 向分辨率最高。 3.覆盖次数 (Fold) －多次覆盖可减少噪 音 ,进而可改进分辨率。4.采样率 (Sampling)－采样率越 小对分辨率的改进越有利。实践证明，采样率的不同对 合成空间子波宽度的影响几乎为零，但对偏移噪音有较 大的影响，采样率越小偏移噪音的压制效果越好。
第三节 地震勘探分辨率
5.偏移成像的精度(Imaging)－精确成像这是地 震资料处理所追求的目标。理论上讲 , 偏移可 以把菲涅尔带收敛成一个点 ,绕射波得到收敛, 但由于观测点密度的限制、噪音的存在以及 介质的不均匀等 , 这种理想的情况实际上是做 不到的。提高偏移成像的精度就是在实际条 件允许的情况下 , 最大限度地提高地震资料的 空间分辨率。
3
10 15 35 150 800 1000 2000 2000
第四系砂土、粘土
第四系含水砂、土
600
1050
4.55
15.59
第四系上部 第四系下部 上第三系N 下第三系上部E3 下第三系下部E2 E1—EK过渡层
1800 2000 2300 2800 3500 4500
51.02 64.33 87.48 134.86 220.33 383.0
横 向 分 辨 率 随 时 间 的 变 化 关 系
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2020/10/28 同极性与反极性双脉冲的分辨率
8
第三节 地震勘探分辨率
• 2、分辨率的极限 • (1) Rayleigh准则:两子波到达时差t≥T/2 可分
辨； • (2) Ricker 准则：两子波到达时间差t≥(子波
主极值两侧的两个最大陡度点的间距)可分辨； • (3) Widess 准则： t<T/4或h在/8与/4之间，
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。
定义：时间间隔dt 的倒数为分辨率(resolution) 。
垂向分辨率是指沿地层垂直方向所能分辨的最薄地
层厚度。
横向分辨率是指横向上所能分辨的最小地质体的宽
度。
2020/10/28
2020/10/28
4
第三节 地震勘探分辨率
一、分辨率的定义与分辨率极限 二、影响分辨率的主要因素 三、提高分辨率的途径
2020/10/28
5
第三节 地震勘探分辨率
一、分辨率的定义与分辨率极限
1、分辨率的定义
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，
• 6.岩石的吸收作用：振幅随旅行时增加而呈指 数规律衰减；吸收具有选频作用；
• 7.表层影响：低速层的衰减很严重。
2020/10/28
15
前三个影响因素的小结：
• 1.子波的带宽不变，若子波的主频增加或减小， 则分辨率不变；
• 2.子波的主频不变，带宽增加或减小，则分辨 率亦增加或减小；
• 3.换言之：带宽不变，若主频的增加或减小， 则倍频程减小或增加、相位数增加或减小， 分辨率都不变；倍频程不变，则相位数不变， 若主频增加或减小，则带宽亦增加或减小， 使分辨率随之增加或减小。倍频程OCT＝ [lg(f2/f1)]/(lg2)；如5、10、20为2个倍频程， 20、40、80也是2个倍频程。
第三节 地震勘探分辨率
• 3、分辨率的定量表示
• (1) 纵向分辨率：h≥/4，可分辨；
• (2) 横向分辨率：
RVav 2
t0
fm
• (3) Widess关于分辨率的定量表示：
R s f [ 0 F S ( f n ) C ( f ) d O ] 2 /0 F f S 2 S ( n f ) df
地球物理勘探
地球物理系 王永刚
2020/10/28
1
课程内容
• 第1章 绪论 • 第2章 地震波运动学理论 • 第3章 地震资料采集方法与技术 • 第4章 地震波速度 • 第5章 地震资料解释的理论基础 • 第6章 地震资料构造解释
2020/10/28
2
精品资料
第5章 地震资料解释的理论基础
• 第一节 地震剖面的特点 • 第二节 复杂界面反射波特点 • 第三节 地震勘探分辨率 • 第四节 反射界面真正空间位置确定
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第三节 地震勘探分辨率
(1)振幅谱绝对宽度越大，则子波延迟时间越短，即 分辨率越高；
(2)振幅谱绝对宽度不变，则不论主频如何变化，分 辨率不变；
(3)振幅谱绝对宽度不变，则主频越高、相对宽度越 小，分辨率与主频无关；
(4)振幅谱相对宽度不变，则子波的相位数不变，此 时主频越高，绝对宽度就越大，分辨率也越高；
• 3、薄层解释原理：在时间～振幅曲线上，当 h</4时，时差关系无法区分薄层顶底，但 合成波形的振幅与时间厚度t近似成正比， 确定其线性函数关系，并经已知井厚度信息 的标定，实现薄层厚度估计。
2020/10/28
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第三节 地震勘探分辨率
2020/10/28 Widess 模型与时间～振幅曲线
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合成波形的振幅与t 近似成正比，可用合成 波形的振幅信息来估算薄层厚度，这一工作称 之为薄层解释原理。
2020/10/28
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Rayleigh准则和Ricker准则
基本子波与导数
图中（a）基本子波;（b）两子波到达时间差较小,不能
分辨;（c）时间差达到Ricker极限;（d）时间差达到
Ray20l2e0/1i0g/2h8 极限;（e）时间差较大，易分辨。
2020/10/28
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在此把以上讨 论的影响分辨 率的三个因素 再综合考虑如 下，即在零相 位子波情况下， 子波的振幅谱 与分辨率有如 下关系，参见 左图。
分辨率与带宽、主频的关系; 图中B
为 频 谱 的 绝 对 宽 度 ， 即 B=f2-f1 ；
R=f2022/0f/110为/28 频谱的相对宽度
(5)由此可见，决定分辨率高低的是振幅谱的绝对宽 度，而相对宽度决定子波的相位数，与分辨率没有直接 关系。
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第三节 地震勘探分辨率
Widess 准则;（a）两个子波到达时间差小于1/4 视周期，阴影部分表示两者之差；（b）表明两子波 之差形成的合成波形与子波时间导数一致。
2020/10/28
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关于分辨率极限的小结
• 1、上述三准则的适用条件是:零相位子波； 子波的相位数少，主极值大而明显；
• 2、Widess准则是目前地震勘探中普遍采用 的分辨率极限，且为利用振幅信息研究薄层 厚度提供了理论依据；
R s t a m 2 / 0 F S 2 ( n f ) d ； a m f为 子 波 的 最 大 振 幅
F n 为 N y q u e s t 为 率 ； S ( f ) 为 振 幅 为 ； θ ( f ) 为 相 位 为
0 R 1 为 2于 020零 /10/2相 8 位 子 波 ： s f
6
楔 形 地 质 模 型 的 地 震 响 应
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7
下图为已知基本子波与同极性双脉冲和反极性双脉冲的
褶积结果,图中r为基本子波主峰值两侧转折点间的时 差； R为基本子波波峰到波谷的时差；为双脉冲之 间的时差。当>>R时，两个脉冲能很好地分开；当 <r或<R时,两个脉冲就不能分辨了。
14
第三节 地震勘探分辨率
二、影响分辨率的主要因素
• 1.子波的频率成分：＝V/F； h≥/4
• 2.子波的频带宽度Fb或延续时间d：Fb增加或 d减小，分辨率提高；
• 3.子波的相位特征：从Widess公式得以证实；
• 4.信Байду номын сангаас比：S/N>2，分辨率较高；
• 5.偏移成像的精度：与横向分辨率有关；