地震解释基础地震的地层岩性解释课件.ppt

1、第三章 地震资料的地层岩性解释3 31 1 地震资料的地层岩性解释概述地震资料的地层岩性解释概述3 32 2 地震波速度资料的地层岩性解释地震波速度资料的地层岩性解释3 33 3 厚层反射波振幅信息的利用厚层反射波振幅信息的利用3 34 4 薄层反射振幅的利用薄层反射振幅的利用3 35 5 地震波波形和频谱的利用地震波波形和频谱的利用3 36 6 地震属性分析技术地震属性分析技术3 37 7 地震模型技术地震模型技术3 38 8 人机联作解释技术人机联作解释技术3 39 9 地球物理资料的统计分析和综合解释地球物理资料的统计分析和综合解释3.7 地震模型技术3.7.1、地震模型技术的一般概念3

2、.7 地震模型技术3.7.1、地震模型技术的一般概念3.7 地震模型技术3.7.1、地震模型技术的一般概念 3.7 地震模型技术3.7.1、地震模型技术的一般概念3.7 地震模型技术3.7.1、地震模型技术的一般概念3.7 地震模型技术3.7.1、地震模型技术的一般概念3.7 地震模型技术3.7.2、地震数学模型技术3.7 地震模型技术3.7.2、地震数学模型技术3.7 地震模型技术3.7.2、地震数学模型技术3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）00*TMmx tw tR twR tdx n tw m t R n tm tt 3.7 地震模型技术3.7.3、一维模

3、型的计算（人工合成地震记录）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）1 122221 1221 122212221 1222,141PPPPPPPPPPPPVVVRRTTRVVVVVVT TRVV 21iR3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）2211RRA2232111RRRA222121111nnnRRRRA3.7 地震模型技术3.7.3、一

4、维模型的计算（人工合成地震记录）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）2222121121,1,.,111nnnRRRRRRR3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）*1231,nnRRRRR1231,nnRRRRR3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）10110,ttA RB1021 11121122,ttA B PBBP R 10322221123212322211212123,ttAB PBPBBP PRBB RRPR RR 1043 333223113431234333222223222112322124

5、,ttAB PBPBPBBP PPRBB RA P R AB RBB RR*1231,nnRRRRR3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）*1231,nnRRRRR3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）,k iA1,kiB1,1,kikk iAP A,1,k ikkiBPB,k ik ik iBBB1,11,111kiiikkAAA1,11,kikkiAR B,k ikk iBR A R211,1,kkkkikiiR BAAP,1kk ikkik iR APBB22B33A3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）

6、Time(s)0.00.20.40.60.81.0-0.20-0.100.000.100.20ReflectivityTime（ms）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）Time(s)0.00.20.40.60.81.0-0.20-0.100.000.100.20ReflectivityTime（ms）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）Time(s)0.00.20.40.60.81.0-0.20-0.100.000.100.20ReflectivityTime（ms）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）

7、Time(s)0.00.51.01.52.0-0.20-0.100.000.100.20ReflectivityTime（ms）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）Time(s)0.00.51.01.52.0-0.20-0.100.000.100.20ReflectivityTime（ms）3.7 地震模型技术3.7.3、一维模型的计算（人工合成地震记录）Time(s)0.00.51.01.52.0-0.20-0.100.000.100.20ReflectivityTime（ms）3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法2,11xzsssx

8、zvpvvpx z ttxzvptxvptz ,ssspx z t,p x z t,v x z,x z,xzvx z tvx z t3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法2,11xzsssxzvpvvpx z ttxzvptxvptz ,p i k1,p ik,1p i k 1,1p ik12,zvi k 12,xvik12,1xvik12,zvi k 3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法232341111123,11,2!3!ijijijijijU x yU x yU x yU xyU x yhhhO hxxx232341111123,1

9、1,2!3!ijijijijijU x yU x yU x yU xyU x yhhhO hxxx22411112,2,ijijijijU x yU xyU xyU x yhO hx21121221,2,ijijijijU xyU x yU xyU x yO hhx3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法1212121122,1122,1122,1122,1,1,i k nxxxi k nxxzi k nik ni knxxxik nzp i k np i k npttvik nvik nvxxvi knvi knvzzp ik np i k npxxp i knp i

10、 k npzzvik nvik nvttv121122,zzi knvi knvi kntt,p i k1,p ik,1p i k 1,1p ik12,zv i k12,xv ik12,1xv ik12,zv i k3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法1212121122,1122,1122,1122,1,1,i k nxxxi k nxxzi k nik ni knxxxik nzp i k np i k npttvik nvik nvxxvi knvi knvzzp ik np i k npxxp i knp i k npzzvik nvik nvttv1211

11、22,zzi knvi knvi kntt1122112221122,xxzzsssp i k np i k ntvik nvik nxvvi knvi knzpi k n 112212,1,1,zzvi knvi kntp i knp i k ni kz 112212,1,1,xxvik nvik ntp ik np i k nikx 3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法111122221122,xxzzsssp i k np i k nA vik nvik nB vi knvi kntpi k n112212,1,1,zztvi knvi knp i knp i

12、 k nzi k112212,1,1,xxtvik nvik np ik np i k nxik 22,Ai k v i ktx Bi k v i ktz 3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法22111v txz sxz 212stv 3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法1ppxvt2222222102ppvppx tvtxx 3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法3.7 地震模型技术3

13、.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法Depth (km)Distance(km)3.7 地震模型技术3.7.4、二维模型的地震波场计算有限差分法Time (s)Distance(km)以一阶声波方程为例来说明产生网格色散的原因和克服办法。以一阶声波方程为例来说明产生网格色散的原因和克服办法。111yxzxyzvPvvKtxyzvPtxvPtyvPtz 3.7 地震模型技术数值频散数值频散差分格式差分格式：1122112211221122,xxyyzzp i j k np i k j nvij k nvij k nxvi jk nvi jk nK tyvi j knvi j knz 3.7

14、 地震模型技术差分格式差分格式：11221122,1,1,xxvij k nvij k ntp ij k np i j k nx 11221122,1,1,yyvi jk nvi jk ntp i jk np i j k ny 11221122,1,1,zzvi j knvi j kntp i j knp i j k nz 3.7 地震模型技术设差分格式的解为设差分格式的解为 0000,exp,exp,exp,expxyzxxxyzyyxyzzzxyzp i j k nPiin tk i xk j yk k zvi j k nviin tk i xk j yk k zvi j k nviin

15、tk i xk j yk k zvi j k nviin tk i xk j yk k z 其中其中ii为虚数单位，为虚数单位，0P，0 xv，0yv，0zv为振幅，为振幅，,xyzk kk为数值为数值波数。波数。3.7 地震模型技术将将它们它们代入代入差分格式中差分格式中，有，有 110022011220112201122expexpexpexpexpexpexpexpxxxyyyzzzPiitPiitvii kxii kxxvK tii kyii kyyvii kzii kzz 3.7 地震模型技术将将它们它们代入代入差分格式中差分格式中，有，有 11002211022expexpexpe

16、xpxxxxviitviittPii kxii kxx 11002211022expexpexpexpyyyyviitviittPii kyii kyy 11002211022expexpexpexpzzzzviitviittPii kzii kzy 3.7 地震模型技术进一步整理进一步整理四个等式四个等式后后得得 102000111222sinsinsinsinyxzxyzPtvvvK tkxkykzxyz 120012sinsinxxkxtPvxt 120012sinsinyykytPvxt 120012sinsinzzkztPvxt 3.7 地震模型技术后三式代入第一式，后三式代入第一式

17、，得得 222112222222112222sinsinsinsinxyzK ttkxxK tK tkykzyz 以以2Kv代替代替K，则，则 222211sinsin2211sinsin22xyztkxv txkykzyz 3.7 地震模型技术这是数值计算时的色散关系式，而理论色散关系式为这是数值计算时的色散关系式，而理论色散关系式为 2222xyzvkkk (*)(*)当当,0txyz 时，时，222211112222sinsinsinsinxyzkxkykztv txyz(*)(*)的极限就是（的极限就是（*）式。但在实际计算中）式。但在实际计算中,0txyz 不成立，不成立，因此，数值

18、色散关系式（因此，数值色散关系式（*）与理论色散关系式（）与理论色散关系式（*）之间存在误差，）之间存在误差，这就引起数值计算时波动的色散，即波的传播速度不为常数，而是这就引起数值计算时波动的色散，即波的传播速度不为常数，而是与与频率、频率、传播方向有关传播方向有关的的变量。变量。3.7 地震模型技术为考虑问题的简便，假设介质为二维介质，剖分区域时用正方为考虑问题的简便，假设介质为二维介质，剖分区域时用正方形网格，边长为形网格，边长为，Sv t ，N为一个波长为一个波长所采样所采样点数。这时，点数。这时，数值频散关系数值频散关系式变为式变为 22221cossinsinsinsin22SkkS

19、N 为波的传播方向与为波的传播方向与 x 轴的夹角。轴的夹角。3.7 地震模型技术现考察现考察0,90,180,270时的数值相速度时的数值相速度v。以这些角度代入。以这些角度代入22221cossinsinsinsin22SkkSN，可得数值波数可得数值波数 121sinsinSkSN。数值相速度为数值相速度为 11211sinsinsinsinvvkSSNSNSN v 为实际地震波传播速度。为实际地震波传播速度。3.7 地震模型技术 也可直接求出沿也可直接求出沿45,135,225,315方向数值波数和数值方向数值波数和数值相速度相速度 12 21sinsin2SkNS，112sinsin

20、2vvSNNS。3.7 地震模型技术数值相速度的数值。设数值相速度的数值。设0.5S，20N，则由，则由 11sinsinvvkSNSN（网格方向）（网格方向）和和 112sinsin2vvSNNS（对角方向）（对角方向）算出的数值相速度分别为算出的数值相速度分别为0.996892v，0.998968v。可见，这两个。可见，这两个数值相速度都小于真实速度，波在不同方向的传播速度不同，这就数值相速度都小于真实速度，波在不同方向的传播速度不同，这就是数值计算中波的色散现象。是数值计算中波的色散现象。3.7 地震模型技术色散程度与空间采样点密度有关。用色散程度与空间采样点密度有关。用 22221co

21、ssinsinsinsin22SkkSN 计算出数值波数后再计算相速度并以理论相速度归一化后画出数值计算出数值波数后再计算相速度并以理论相速度归一化后画出数值相速度与传播角度和每个波长的采样点数之间的关系曲线相速度与传播角度和每个波长的采样点数之间的关系曲线。在获得在获得该曲线时，该曲线时，0.5S。3.7 地震模型技术 归一化数值相速度随传播角度和采样密度之间的关系曲线归一化数值相速度随传播角度和采样密度之间的关系曲线 3.7 地震模型技术100Hz5025750h=4 mv=2000 m/s3.7 地震模型技术150Hz6030900120h=4 mv=2000 m/s3.7 地震模型技术

22、90Hz主频的子波主频的子波h=4 mv=2000 m/s3.7 地震模型技术由图可见，每个波长采由图可见，每个波长采 5 5 个样点时，数值相速度与传播方向有个样点时，数值相速度与传播方向有很强的关系，而每个波长采很强的关系，而每个波长采 1010 个样点时，数值相速度与传播方向的个样点时，数值相速度与传播方向的关系不是很强了。因此，每个波长至少采关系不是很强了。因此，每个波长至少采 1010 个点以上，网格色散才个点以上，网格色散才不太明显。这是指导数值模拟中如何选取空间采样间隔的原则之一。不太明显。这是指导数值模拟中如何选取空间采样间隔的原则之一。3.7 地震模型技术3.7 地震模型技术

23、3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术举例13.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术举例23.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术举例3.7 地震模型技术3.7.5、物理模型技术举例264 4 ms 264 6 ms