第三章-地震波动力学-课件.ppt
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- 第三 地震波 动力学 课件
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1、第三章第三章 地震波动力学地震波动力学第一节第一节 地震波的频谱分析地震波的频谱分析第二节第二节 地震波的能量分析地震波的能量分析第三节第三节 影响地震波传播的地质因素影响地震波传播的地质因素第四节第四节 地震记录的分辨率地震记录的分辨率1ppt课件地震波动力学地震波动力学 地震波动力学:研究地震波在运动状态中地震波动力学:研究地震波在运动状态中的能量、波形、频谱等特征及其变化规律的能量、波形、频谱等特征及其变化规律的一门学科,它是地震资料地层、岩性解的一门学科,它是地震资料地层、岩性解释的基础。释的基础。实质:动力学特征与地层结构、岩石性质、实质:动力学特征与地层结构、岩石性质、流体性质等有
2、较好的内在联系。流体性质等有较好的内在联系。目的:研究地层、岩性、沉积、圈闭甚至目的:研究地层、岩性、沉积、圈闭甚至直接检测油气。直接检测油气。2ppt课件第一节第一节 地震波的频谱分析地震波的频谱分析一、频谱的概念一、频谱的概念1 1、频谱、频谱:组成一个复杂振动的各个谐振动组成一个复杂振动的各个谐振动分量的特性与其频率关系的总和称为该振分量的特性与其频率关系的总和称为该振动的频谱,包括振幅谱和相位谱。动的频谱,包括振幅谱和相位谱。一个复杂的振动信号,可以看成是由许多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;这些简谐分量及其各简谐分量叠加而成;这些简谐分量及其各自的振幅、频率和初
3、相,就叫做复杂振动自的振幅、频率和初相,就叫做复杂振动的频谱。的频谱。3ppt课件4ppt课件2 2、频谱分析的数学工、频谱分析的数学工具具 傅立叶变换(分析):傅立叶变换(分析):满足一定条件的满足一定条件的一个任意周期函数可以展成傅立叶级数,一个任意周期函数可以展成傅立叶级数,即展成许多即展成许多谐振动函数的和。谐振动函数的和。谐振动:具有一定的初始振幅、相位和频谐振动:具有一定的初始振幅、相位和频率的振动。率的振动。单个的地震子波可以看作是一个谐振动单个的地震子波可以看作是一个谐振动 每一道上的地震记录(由无数个地震子波每一道上的地震记录(由无数个地震子波组成)可以看成一个复杂振动。组成
4、)可以看成一个复杂振动。5ppt课件二、地震波频谱资料的获得二、地震波频谱资料的获得1、知道时间函数的具体形式、知道时间函数的具体形式 f(t),可以直可以直接用付氏变换公式计算频谱接用付氏变换公式计算频谱F()dtetfFtj)()(deFtftj)(21)(6ppt课件二、地震波频谱资料的获得二、地震波频谱资料的获得2 2、知道信号的图形,但不知道具体的函数、知道信号的图形,但不知道具体的函数关系。关系。(1 1)模拟方法:)模拟方法:把波形变成一个连续的电信号,用频谱把波形变成一个连续的电信号,用频谱分析仪进行频谱分析。分析仪进行频谱分析。(2 2)数字磁带方法:)数字磁带方法:把记录到
5、的离散化的地震信号(振幅把记录到的离散化的地震信号(振幅值),利用离散付氏变换或快速付氏变换值),利用离散付氏变换或快速付氏变换(FFTFFT),),在数字计算机上计算出地震信号在数字计算机上计算出地震信号的频谱。的频谱。7ppt课件8ppt课件9ppt课件三、描述频谱的参数三、描述频谱的参数1、主频:频谱曲线极、主频:频谱曲线极大值所对应的频率大值所对应的频率(0)称为频谱的)称为频谱的主频。主频。2 2、频宽(带宽):振、频宽(带宽):振幅谱等于最大值的幅谱等于最大值的0.7070.707倍处的两个频倍处的两个频率值之间的宽度。率值之间的宽度。=2-110ppt课件四、地震波频谱特征及其应
6、用四、地震波频谱特征及其应用1、各种地震波的频谱特征、各种地震波的频谱特征 与地震勘探有关的一些波的频谱特点与地震勘探有关的一些波的频谱特点 面波频率低面波频率低(10-3010-30HzHz););反射波主频(反射波主频(30-5030-50HzHz););深层反射频率更低;深层反射频率更低;声波频率较高,大于声波频率较高,大于100100HzHz;工业交流电,工业交流电,5050HzHz左右窄带;左右窄带;11ppt课件12ppt课件2 2、影响频谱的因素、影响频谱的因素(1 1)激发条件对地震波频谱有影响:药)激发条件对地震波频谱有影响:药量大,频谱向低频方向移动;岩石致密,量大,频谱向
7、低频方向移动;岩石致密,频谱向高频方向移动;频谱向高频方向移动;(2 2)不同类型反射波频谱有差异)不同类型反射波频谱有差异:同一同一界面的反射纵波比反射横波频率较高;其界面的反射纵波比反射横波频率较高;其原因主要是横波的高频成分被吸收严重;原因主要是横波的高频成分被吸收严重;(3 3)相同类型反射波随传播距离增加频)相同类型反射波随传播距离增加频率降低率降低。;13ppt课件14ppt课件3 3、频谱资料在地震勘探中的应用、频谱资料在地震勘探中的应用 分析有效波和干扰波在频谱上的差异分析有效波和干扰波在频谱上的差异指导设计地震仪、选择处理参数和野指导设计地震仪、选择处理参数和野外工作方法;外
8、工作方法;地震波的频谱资料中含有地层、岩性地震波的频谱资料中含有地层、岩性及含油气性信息,可以用来指导地震及含油气性信息,可以用来指导地震资料的地质解释。资料的地质解释。15ppt课件实际应用实际应用 利用主频的高低判别地层岩性的厚薄;利用主频的高低判别地层岩性的厚薄;(薄互层的反射波主频相对岩性相同的厚层薄互层的反射波主频相对岩性相同的厚层较高,随着厚度的增加反射频率会渐渐降低)较高,随着厚度的增加反射频率会渐渐降低)利用频谱的差异划分岩性利用频谱的差异划分岩性 利用主频的变化来检测含油气性利用主频的变化来检测含油气性。储层。储层含油气后其主频通常会变小。含油气后其主频通常会变小。16ppt
9、课件第二节第二节 地震波的能量分析地震波的能量分析一、研究振幅的意义一、研究振幅的意义 采集方面:激发强的有效波,压制干扰波,采集方面:激发强的有效波,压制干扰波,记录真振幅;记录真振幅;处理上:保持真振幅,使振幅能更好地与界处理上:保持真振幅,使振幅能更好地与界面上下的岩性结合起来。面上下的岩性结合起来。解释上:构造解释,地层、岩性解释的基础;解释上:构造解释,地层、岩性解释的基础;波的对比、追踪的依据;划分岩性、薄层厚波的对比、追踪的依据;划分岩性、薄层厚度及其纵横向变化、寻找油气的标志。度及其纵横向变化、寻找油气的标志。17ppt课件二、影响反射波振幅的因素二、影响反射波振幅的因素1 1
10、、激发条件。含水砂岩或粘土中激发;、激发条件。含水砂岩或粘土中激发;低速带以下激发;增大药量(但不可低速带以下激发;增大药量(但不可太大)。激发因素对地震波的影响是太大)。激发因素对地震波的影响是一个常数因子。一个常数因子。2 2、波前扩散。作为球面波的地震波在、波前扩散。作为球面波的地震波在介质中传播时,地震波的振幅与传播介质中传播时,地震波的振幅与传播距离或反射时间成反比,波前扩散因距离或反射时间成反比,波前扩散因子与传播时间有关。子与传播时间有关。18ppt课件二、影响反射波振幅的因素二、影响反射波振幅的因素3、吸收衰减:介质的非完全弹性引起地震、吸收衰减:介质的非完全弹性引起地震波的衰
11、减。由均匀的非完全弹性介质所产波的衰减。由均匀的非完全弹性介质所产生的吸收作用将使地震波的振幅随着传播生的吸收作用将使地震波的振幅随着传播距离的增大呈指数衰减。距离的增大呈指数衰减。岩石岩石吸收系数吸收系数10?(1/m)花岗岩花岗岩0.210.21 0.320.32玄武岩玄武岩0.21 0.21 0.41 0.41石灰岩石灰岩0.04 0.04 0.366 0.366砂岩砂岩0.71 0.71 1.77 1.77页岩页岩0.680.6819ppt课件二、影响反射波振幅的因素二、影响反射波振幅的因素4 4、界面的反射系数、界面的反射系数 由界面上下波阻抗差定由界面上下波阻抗差定义的反射系数是影
12、响振幅的主要因素,反义的反射系数是影响振幅的主要因素,反射系数越大,反射波的振幅越强。由地质射系数越大,反射波的振幅越强。由地质因素引起的这个因素是地震地质解释的主因素引起的这个因素是地震地质解释的主要原理。要原理。5 5、中间界面的透射损失、中间界面的透射损失 理论上,反射波的理论上,反射波的能量加上透射波的能量应与入射波的能量能量加上透射波的能量应与入射波的能量相等,反射波的能量不可能与入射波的能相等,反射波的能量不可能与入射波的能量相等。通常把透射的能量相对反射能量量相等。通常把透射的能量相对反射能量来说,看成是损失。来说,看成是损失。20ppt课件二、影响反射波振幅的因素二、影响反射波
13、振幅的因素6 6、反射界面形态。当地下界面向上凹时,反、反射界面形态。当地下界面向上凹时,反射波的能量将会集中、振幅增强;而当地下射波的能量将会集中、振幅增强;而当地下界面向上凸时,反射波的能量将会分散、形界面向上凸时,反射波的能量将会分散、形成散射、振幅减弱。成散射、振幅减弱。7 7、接收条件、接收条件 指检波器类型和组合方式、记录指检波器类型和组合方式、记录仪的频率特性等。这些因素对一道或一张记仪的频率特性等。这些因素对一道或一张记录来说是相同的也即为常数因子录来说是相同的也即为常数因子 入射角的变化、岩相的变化、波的干涉、各种噪声入射角的变化、岩相的变化、波的干涉、各种噪声的干扰及处理因
14、素等均对振幅有影响。的干扰及处理因素等均对振幅有影响。21ppt课件影响反射波振幅的因素总结影响反射波振幅的因素总结 在前述的众多影响因素中,有些因素可以在前述的众多影响因素中,有些因素可以进行补偿消除影响,如扩散、吸收;有些进行补偿消除影响,如扩散、吸收;有些是常数因子,如激发、接收条件;其它的是常数因子,如激发、接收条件;其它的影响因素影响因素来自地下地质现象的,是我们来自地下地质现象的,是我们所需要的。所需要的。反射系数反射系数-波阻抗变化、岩性;透射波阻抗变化、岩性;透射损失损失-了解深层;入射角的变化了解深层;入射角的变化-AVOAVO技术;技术;岩相变化岩相变化振幅横向的变化指示了
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