地震地质基础ppt课件

徐国强成 都 理 工 大 学2021年 10 月 地震解释关键技术地震解释关键技术系列之地震波形分析系列之地震波形分析序z 地震解释包括：地层、构造、堆积、储层、油气。地震解释包括：地层、构造、堆积、储层、油气。z 需求的专业根底知识，包括：地震勘探、构造、堆积学需求的专业根底知识，包括：地震勘探、构造、堆积学,为提供地质方式为提供地质方式;z 地震勘探根底：认识反射层的属性，识别干扰涉及地震解地震勘探根底：认识反射层的属性，识别干扰涉及地震解释圈套释圈套,地震地质结合根底知识地震地质结合根底知识,是从业者经常缺乏的是从业者经常缺乏的;z 波形分析是地震解释中相分析的根底，也是储层、油气解波形分析是地震解释中相分析的根底，也是储层、油气解释的重要根底；不仅如此，对于复杂条件下的地层、构造释的重要根底；不仅如此，对于复杂条件下的地层、构造解释，地震相地震反射容颜特征分析是必需同时开展解释，地震相地震反射容颜特征分析是必需同时开展的一项任务；当然，简单的地层构造解释，只看反射层就的一项任务；当然，简单的地层构造解释，只看反射层就可以了。可以了。z 地震地质根底知识，在地震勘探根底、地震地层学等课程地震地质根底知识，在地震勘探根底、地震地层学等课程中零散出现，国内高校普通都没有系统教学，需求从业者中零散出现，国内高校普通都没有系统教学，需求从业者本人总结、探求。本章内容为笔者长期从事教学科研任务本人总结、探求。本章内容为笔者长期从事教学科研任务探求总结，适用于一切地震解释从业人员。探求总结，适用于一切地震解释从业人员。主要内容主要内容1 1地质界面地质界面2 2地震子波地震子波3 3单个界面的对称波形单个界面的对称波形4 4顶底干涉斜对称波形微分波形顶底干涉斜对称波形微分波形5 5波阻抗渐变界面的变异波形低频波形波阻抗渐变界面的变异波形低频波形6 6关键技术合成记录，岩性柱与记录道互换关键技术合成记录，岩性柱与记录道互换7 7运用实例分析运用实例分析地震地层学来源：基于地震分辨率提高背斜构造波 阻 抗反 射 系 数地 震 反 射最 小 相 位 子 波 地 震 剖 面v=3 0 0 0 m/s p=1.9 g/m 3v=2 3 0 0 m/s p=1.7 g/m 3v=1 8 0 0 m/s p=1.6 g/m 3v=2 5 0 0 m/s p=1.8 g/m 3地 质 -物 理 模 型背斜构造(磁带模拟)地震剖面背斜构造解释顶面底面野外子波灰岩页岩时间+RC理论子波地震构造解释背斜构造地震构造解释地震构造解释地震地层解释地震地层解释地层构造高分辨,层内获得指示堆积构型(地层堆砌方式)的地震反射,据此,可研讨地层堆积方式，推断堆积相，预示地震地层学诞生。野外子波灰岩页岩时间+RC理论子波1.1 1.1 地质界面地质界面一、构造作用界面一、构造作用界面 角度不整合面；平行不整合面角度不整合面；平行不整合面二、堆积作用界面二、堆积作用界面 堆积间歇面；无堆积作用延续面堆积间歇面；无堆积作用延续面三、其他界面三、其他界面 气水界面；断层面气水界面；断层面一、构造作用界面一、构造作用界面成因成因1 1：构造挤压：构造挤压1 1、角度不整合面、角度不整合面典型、常见；典型、常见；下有剥蚀；下有剥蚀；上有超覆；上有超覆；角度相交；角度相交；时代不延续时代不延续角度不整合：即狭义的不整合，也称斜交不整合或截合，是指上下两套地层之间不仅缺失部分地层，而且上下地层的产状也不一样。角度不整合的上覆岩系层面通常与不整合面图中红线大致平行，而下伏岩系的地层层面那么与不整合面呈截交关系 不整合类型多种多样，针对不整合的形状及构成机制将其分成7种类型：平行不整合、削截不整合、超覆不整合、褶皱不整合、断褶不整合、伸展不整合和生长不整合。不整合附近的岩层在纵向上呈层分布：从下至上依次为半风化岩石、风化粘土层和底砾岩。不整合在油气的运聚成藏过程中扮演重要角色：不整合面可以作为油气长间隔运移的通道，古凤化壳或古岩溶带可以改善岩层的储集性能，构成不整合油气藏。不整合的负面作用为：对盖层的破坏和烃源岩成熟度的影响。构成过程z 下降接受堆积下降接受堆积z 褶皱上升褶皱上升(常伴有断常伴有断裂变动、岩浆活动、区裂变动、岩浆活动、区域蜕变等域蜕变等)、堆积延续、堆积延续、蒙受风化剥蚀蒙受风化剥蚀z 再下降接受堆积再下降接受堆积 成因成因2 2：差别升降或斜欣运动，：差别升降或斜欣运动，构成部分角度不整合面构成部分角度不整合面成因成因3 3：全球海平面变化，水位下降，下切谷：全球海平面变化，水位下降，下切谷海平面海平面陆棚边缘坡折带陆棚边缘坡折带下切谷下切谷(发生在陆棚边缘或斜坡发生在陆棚边缘或斜坡,水上或水下下水上或水下下)递降水流平衡面递降水流平衡面(下切谷底面下切谷底面)SUSUIVIV古 陆地 台地 槽古 陆地 台地 槽古 陆地 台地 槽 2 2、平行不整合面、平行不整合面 A A B BC C成因成因:构造垂直升降运动构造垂直升降运动在堆积过程中，地壳运动使堆积区上升，遭到剥蚀，堆积作用延续，后来又下沉接受堆积，故其间缺失部分地层。因上、下两套地层相互平行，其间存在一个假整合面。这种接触关系称为假整合或平行不整合。又称假整合。Parallel unconformity 二、堆积作用界面二、堆积作用界面1 1、概述、概述 堆积作用界面堆积作用界面,指堆积条件的忽然改动，如海指堆积条件的忽然改动，如海平面升降、基底下沉速度，物源，水体的化平面升降、基底下沉速度，物源，水体的化学成分忽然改动等，所构成的界面，小到纹学成分忽然改动等，所构成的界面，小到纹理，到层序界面理，到层序界面2 2、分类、分类1 1堆积间歇面堆积间歇面;2 2无堆积作用延续面无堆积作用延续面3 3、堆积间歇面堆积间歇面1 1小到层理界面，大到层序界面；小到层理界面，大到层序界面；2 2在地质历史中，堆积在短暂的，而堆积间歇是在地质历史中，堆积在短暂的，而堆积间歇是常见景象。普通地，间歇时间远大于堆积时间；常见景象。普通地，间歇时间远大于堆积时间；间歇面上下地层的产状根本一致，而水动力条件，间歇面上下地层的产状根本一致，而水动力条件，堆积物成分，堆积速度，堆积物成分，堆积速度，水体化学成分有明显变水体化学成分有明显变化，层与层之间可有明显的波阻抗差别。化，层与层之间可有明显的波阻抗差别。4 4、无堆积作用延续面、无堆积作用延续面1 1前积底面前积底面-斜交前积层底面斜交前积层底面;2 2退积顶面退积顶面-快速海进过程中的顶界面。快速海进过程中的顶界面。间歇间歇 -延续延续 -中断中断层理面层理面 层面层面 层序界面层序界面 不整合面不整合面不整合面：地层时代不延续，不整合面：地层时代不延续，量化：缺一个化石带，至少量化：缺一个化石带，至少1Ma1MaMicro-beddingbeddingMacro-bedding退 覆 界 面下 超 沉 积 间 断 面下超底面退积顶包络面无堆积作用延续面无堆积作用延续面顶超面 1、气水界面三、其他特殊地质界面三、其他特殊地质界面2 2、断层面、断层面地震反射层与地质界面关系z相位：反射波振动的极值点；z同相轴：同一个界面产生的反射波，或一组界面产生的复合波，横向上一样相位构成的轴线。z地震反射层：普通指同相轴，代表某个地震界面或一组界面的地震反射同相轴地震反射层与地质界面关系z正：绝大多数地震反射界面都是地质界面，或不整合面，或整合界面；z大多数地震反射波为多个界面构成的复合波，只需部分反射层与地质界面对应。z并不是每一个反射层同相轴都代表地质界面，如续至旁瓣；z并不是每一个地质界面都是地震反射界面，如岩性界面。z正：地震反射界面总是跟随堆积外表；1.2 1.2 地震子波地震子波一、地震子波一、地震子波二、波阻抗界面二、波阻抗界面三、地震反射记录三、地震反射记录时间振 幅周 期波 谷波 峰0010 2030405060振振幅幅频频 率率 中心频率带 宽(Hz)第 1个 半 周跟 随 半 周1、最小相位地震子波、最小相位地震子波一、地震子波一、地震子波主 周 期 时间0第 1个 半 周 第 1 跟 随 半 周 (主 波 瓣 )第 2 跟 随 半 周 波 峰 (peak)波 谷 (trough)T中 心 主 波 瓣 -波 谷(上 )次 波 瓣 1-波 峰(上 )次 波 瓣 2-波 谷(下 )次 波 瓣 2-波 谷(下 )次 波 瓣 1-波 峰零 相 位 处 理pTRTp第 3 跟 随 半 周 第 4 跟 随 半 周 第 5 跟 随 半 周 最 小 相 位 子 波零 相 位 子 波T f=1pT=V=fpVppTR=Tp22、零相位地震子波、零相位地震子波 -子波处置：最小相位子波子波处置：最小相位子波-零相位子波零相位子波灰灰岩岩泥泥岩岩（最 小 相 位 子 波 ）（零 相 位 子 波 ）对 称 波 形头 大 尾 小 ;不 对 称 波 形野 外 子 波理 论 子 波零 相 位 振 幅 最 大 对 应 反 射 界 面零 相 位 振 幅 为 零灰 岩页 岩正 反 射 界 面反反 射射 波波反反 射射 波波零 相 位时间 第 1 相 位（最 小 相 位 ）第 2 相 位 第 3 相 位 第 4 相 位 第 5 相 位3 3、最小相位子波与零相位子波、最小相位子波与零相位子波 区别区别b(t)=1-2(fpt)2e-fpt)2 z二、波阻抗界面二、波阻抗界面z1、波阻抗波阻抗 Zacoustic impedancez Z=V.zAnstey(1977)曾将波阻抗曾将波阻抗 比喻为比喻为 acoustic hardness,z 如灰岩如灰岩-硬岩石；软岩石硬岩石；软岩石-泥岩泥岩z2、反射系数、反射系数RCreflection coefficientz z RC=z I=R2 I0z3、正反射，、正反射，RC 0z 4、负发射，、负发射，RC 1.0Am/Ao1.0。当。当h=h=/4/4，相关加强为，相关加强为最大，最大，Am/Ao=1.598Am/Ao=1.598。(3当h3/32时，复合波的的振幅相关减弱，当h=0，振幅为零。(4h/4时，地层厚度与振幅呈线性正比，据Widess推导，复合波振幅与薄层厚度关系可用下式表示：。h=Am/4A 0 因此，在h/4时，虽然不能经过反射波识别地层的顶底面，但可以经过复合波的振幅计算薄层厚度。在薄层研讨中，把h/4时，经过复合波的主波峰与主波谷间的时间厚度直接读出的厚度的薄层称为可分辨薄层resolved bed；而把h/4时，只能经过复合波振幅来计算厚度的薄层称为为可检测薄层detected bed。6)可分辨薄层与可检测薄层可分辨薄层与可检测薄层020-20-40400.60.40-0.4010203040501.050403020100双程时间厚度(m s)所 测 得 的 时 间 厚 度波 峰 -波 谷 振 幅薄 层 区0。02。0双 程 时 间 真 厚 度 （m s）顶底面极性相反的条件下时顶底面极性相反的条件下时间域内最小相位子波可分辩的最小间域内最小相位子波可分辩的最小厚度实际极限厚度实际极限底 面 正 反 射 波顶 底 面 干 涉 复 合 波顶 面 正 反 射 波底 面 正 反 射 波顶 底 面 干 涉 复 合 波地 层剖 面地 层剖 面ALTp4波 阻 抗84波 阻 抗顶 面 正 反 射 波4 4、地震垂向分辩率模型、地震垂向分辩率模型地震垂向分辩率模型地震垂向分辩率模型1/41/4至至1/81/8波长区域波长区域薄 层砂 岩4.6846410641164126413641464156496416641764186419648100150顶 面反 射 波10 ms21.719.62826.625.223.811.212.61415.416.818.222.421泥岩楔 状 砂 层 厚 度 (m)灰岩4.646 41 46 41 56 41 62 1.71 9.62 3.82 2.42 13 11 2 82 91 2 8()()(m)fb=4 4.6 T b=2 2.4 m s v=4 0 0 0 m/s =8 9.6 m薄 层 砂 体地震垂向分辩率模型地震垂向分辩率模型1/41/4至至1/81/8波长区域波长区域987868581238141811613216411280+RC+RCv=2600 m/sv=6100 m/sP=2.4 g/mP=1.9 g/m3P=2.6 g/m3v=4000 m/s3顶底面极性相反的楔形地层的地震呼应顶底面极性相反的楔形地层的地震呼应Widess交会图顶底面不同振幅比条件下模拟结果阐明：1当h/2，楔状储层的顶底面能完全分开有效子波长度为2个主周期。2当h/4，代表顶底面的两个波谷仍能分开。顶底面的两个正反射波相关减弱。3当h/8，代表顶底面的两个波谷合并为一个，顶底面不能分开，振幅相关加强，当h0,为两个正反射界面的合并，复合波的振幅AC接近于单个反射振幅的两倍。举例分析举例分析对于薄层砂体，对于薄层砂体，复合波振幅只复合波振幅只与砂体厚度成与砂体厚度成正比，与位置正比，与位置无关。无关。5 5、砂层组、砂层组的地震呼的地震呼应应波阻抗过渡变化，逐渐增大或逐渐减少，如曲流河砂坝向上逐渐变细，海退中砂坝的向上逐渐变粗波 阻 抗波 阻 抗6、过渡层的反射、过渡层的反射123567891 01 11 21 31 41 51 12 23 34 41-1-正反射正反射2-2-负反射负反射3-3-薄层砂体，顶底面极性相薄层砂体，顶底面极性相反，反，RCRC一样，代表致密流体一样，代表致密流体饱和砂层或致密砂岩层饱和砂层或致密砂岩层4-4-薄层砂体，顶底面极性相薄层砂体，顶底面极性相反，反，RCRC一样，代表气体饱和一样，代表气体饱和高孔隙砂层高孔隙砂层5 56 67 71 15-5-反射弱，低频，斜对称波形但反射弱，低频，斜对称波形但与薄层的对称波形相反代表孔隙度与薄层的对称波形相反代表孔隙度向下逐渐减小，波阻抗增大的厚层砂向下逐渐减小，波阻抗增大的厚层砂体。体。6-6-代表孔隙度向下逐渐减小，波阻代表孔隙度向下逐渐减小，波阻抗增大的中厚层砂体。抗增大的中厚层砂体。7 7、代表孔隙度向下逐渐减小，波、代表孔隙度向下逐渐减小，波阻抗增大的厚层砂体。阻抗增大的厚层砂体。8 89 91 1 0 01 1 1 11 1 2 21 1 3 31 1 4 4 1、FRESNEL ZONE渐变渐变-假设波阻抗差假设波阻抗差 缓慢变化，那么缓慢变化，那么反射波忠实地按呼应比例变化反射波忠实地按呼应比例变化突变突变-如断点，那么突变点的地震反如断点，那么突变点的地震反射波并不是按几何地震学中射波并不是按几何地震学中“共深共深度点原理产生突变，由于共深度度点原理产生突变，由于共深度点无限小的点只能反射回无限小的点无限小的点只能反射回无限小的反射能量，实践上共深度点的反射反射能量，实践上共深度点的反射波并不是来自于一个点，而是来自波并不是来自于一个点，而是来自于一定范围的一个面，普通是圆，于一定范围的一个面，普通是圆，FRESNEL对参与反射的面积范围作对参与反射的面积范围作了定量的描画，所以这个圆叫做了定量的描画，所以这个圆叫做FRESNEL ZONE。三、横向分辨率三、横向分辨率 -分辨横向上终止点的才干分辨横向上终止点的才干h+/2hh+/4RORV4tfO 1O O OO 2 O 3C 1 C 2 C 3OO 2、FRESNEL ZONE-半径半径RF FI IR R S ST T F FR R E ES SN N E EL L Z ZO O N N E EF FO O R R S SP P H H E ER R I IC C A AL L W W A AV VE E4波前高 频 FRESN EL ZO N E低 频 FRESN EL ZO N E前波44低 频高 频1/4前后间隔时间段内到达的反射波,相关加强,大于1/4,一个极强反射点成绕射弧,普通不会呈显现(不能区分)。987868581238141811613216411280+RC+RCv=2600 m/sv=6100 m/sP=2.4 g/mP=1.9 g/m3P=2.6 g/m3v=4000 m/s33、FRESNEL模型分析模型分析 1-砂岩透镜体砂岩透镜体4、FRESNEL模型模型分析分析 2-礁块礁块5、FRESNEL模型分析模型分析-断层断层6、FRESNEL实例分析实例分析断层附近反射波的渐变，振幅减弱断层附近反射波的渐变，振幅减弱。断点断点-二分之一振幅值点。二分之一振幅值点。断层点断层点1.5 1.5 运用实例运用实例波阻抗；反射系数；反射极性；地震记录；分辩率2000 米 /秒1500 米 /秒2000 米 /秒5000 米 /秒3000 米 /秒4500 米 /秒6000 米 /秒100020003000400050006000速 度 (M /S )反 射 系 数-0.400.4地 震 记 录18岩 性 剖 面零 相 位地 震 子 波1 1、地质界面、地质界面-波阻抗界面波阻抗界面-反射波反射波-地震记录地震记录-分辩率分辩率薄层薄层灰岩灰岩相关相关加强加强相关相关减弱减弱顶底顶底可辩可辩厚层厚层砂岩砂岩风风化壳化壳 主要参考书1、Practical Seismic Interpretation Badley,Michael,E.19822、Seismic Interpretation Anstry,E.19813、高分辨力地震勘探 李正文，19934、地震地层学原理与方法 徐怀大等，1989