多波及横波地震勘探

《多波及横波地震勘探》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多波及横波地震勘探（81页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 第五讲：第五讲：多波及横波地震勘探多波及横波地震勘探 常规地震勘探是利用单一的纵波进行勘常规地震勘探是利用单一的纵波进行勘探（如纵波勘探利用探（如纵波勘探利用P P波；横波勘探波；横波勘探利用利用S S波）。波）。多波勘探是指不仅利用纵波、还利用多波勘探是指不仅利用纵波、还利用横波、转换波进行勘探，以提供有关地横波、转换波进行勘探，以提供有关地质、油气藏更多的信息，解决单一纵波质、油气藏更多的信息，解决单一纵波勘探所不能解决的问题。（如：勘探所不能解决的问题。（如：P P、P PSVSV联合；联合；P P、P PSVSV、SHSH联合；联合；P P、SHSH联合）联合）近年来，由于勘探目标区

2、的复杂程度大大增加，油近年来，由于勘探目标区的复杂程度大大增加，油田开发的难度也日益增大，国内外都在研究利用多波田开发的难度也日益增大，国内外都在研究利用多波勘探。勘探。多波勘探是近年来发展较快的新勘探方法之一。多波勘探是近年来发展较快的新勘探方法之一。由于采用的三分量检波器记录，不仅记录由于采用的三分量检波器记录，不仅记录Z Z分量，分量，同时记录同时记录X X分量和分量和y y分量，且震源也可以沿分量，且震源也可以沿X X、y y、Z Z三个三个方向激发，这样在地震记录上就得到了更丰富的信息，方向激发，这样在地震记录上就得到了更丰富的信息，不仅可以研究岩性，还可以研究地下介质的裂缝特性，不

3、仅可以研究岩性，还可以研究地下介质的裂缝特性，为石油天然气的精细勘探和开发服务为石油天然气的精细勘探和开发服务【思考题】【思考题】(1)(1)横波有哪些特点？横波有哪些特点？(2)(2)横波双折射的概念？横波双折射的概念？(3)(3)已知震源子波偏振方向、给定检波器已知震源子波偏振方向、给定检波器最最 大灵敏度方向下所能观测到何种类型的大灵敏度方向下所能观测到何种类型的波？波？(4)(4)横波有哪些应用？横波有哪些应用？一、基本原理一、基本原理二、资料采集二、资料采集 三、资料处理三、资料处理 四、资料解释和应用四、资料解释和应用 五、思考题参考答案五、思考题参考答案多波地震勘探多波地震勘探

4、一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的基本原理 研究人工激发弹性波研究人工激发弹性波(一）地震波的种类及特点（一）地震波的种类及特点（纵波、横波及转换纵波、横波及转换波）波）（1 1）纵波：纵波：从地震波动力学中已知，地震波在弹从地震波动力学中已知，地震波在弹性介质中会产生两种波，一种是在介质中质点振动性介质中会产生两种波，一种是在介质中质点振动方向与波的传播方向一致的纵波（，方向与波的传播方向一致的纵波（，其传播速度其传播速度 一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点（2 2）横波：横波：另一种是介质中质点振动的方向与波传另一种是介质中质点振

5、动的方向与波传播的方向相互垂直的横波，其传播速度为播的方向相互垂直的横波，其传播速度为 一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点 又有两种横波：又有两种横波：SHSH波：波：是质点在水平面内振动的是质点在水平面内振动的横波（横波（水平偏振横波）。（波水平偏振横波）。（波在射线平面以内传播，质点的在射线平面以内传播，质点的振动在垂直于射线平面的水平面内振动振动在垂直于射线平面的水平面内振动(y(y方向方向)）。（水平检）。（水平检波器沿波器沿Y方向布置）方向布置）一、基本原理一、基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点 SVSV

6、波波：是指在包括射线的铅垂面内振动的横波，是指在包括射线的铅垂面内振动的横波，也也叫垂直偏振横波（叫垂直偏振横波（SVSV波）。波）。（即（即质点振动和波的传播射线都质点振动和波的传播射线都在通过测线的铅垂平面内，水平检波器沿在通过测线的铅垂平面内，水平检波器沿X方向布置）方向布置），这这两种横波偶合在一起，所以横波具有极化性。两种横波偶合在一起，所以横波具有极化性。因此，两种横波对应着两种勘探即因此，两种横波对应着两种勘探即SVSV波勘探和波勘探和SHSH波勘探。波勘探。一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点 （3 3）转换波：转换波：当

7、存在一个半无限弹性介质的分界当存在一个半无限弹性介质的分界面时，入射一个纵波，会产生四种波，即反射纵波、面时，入射一个纵波，会产生四种波，即反射纵波、反射横波、透射纵波、透射横波。反射横波、透射纵波、透射横波。这时的反射横波不是由横波震源产生的，而是由这时的反射横波不是由横波震源产生的，而是由入射纵波转换产生的，所以叫转换波。入射纵波转换产生的，所以叫转换波。一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的基本原理(一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点（3 3）转换波：）转换波：当入射波为当入射波为P 波或波或SV波时，就可产生同类的反射波时，就可产生同类的反射波（波（PP、SVSV波）和透射波，

8、也可产生不同类的反射波和波）和透射波，也可产生不同类的反射波和透射波，称为转换波（透射波，称为转换波（pSV、SV-P)，如图（如图（7-4-1）所示。所示。PSV波波：如当入射为纵波时，反射波可以为纵波如当入射为纵波时，反射波可以为纵波P波和反射波和反射横波，即横波，即SVSV波，这种波到达地面为波，这种波到达地面为SVSV波，所以接收方向与纯波，所以接收方向与纯SVSV波波一样。一样。P PSVSV波，入射、反射路径不对称，速度也不相同，所以波，入射、反射路径不对称，速度也不相同，所以处理、识别都有一定难度，但由于它产生容易，不需特别装置，处理、识别都有一定难度，但由于它产生容易，不需特别

9、装置，且可以提取出纵、横波速度、所以勘探中使用也较多。同时也产且可以提取出纵、横波速度、所以勘探中使用也较多。同时也产生透射的纵波和横波。生透射的纵波和横波。SVP波：波：如当入射为如当入射为SV横波时，反射波可以为横波，也可以横波时，反射波可以为横波，也可以为为P波。也可一产生透射横波和纵波（有一定入射角）。波。也可一产生透射横波和纵波（有一定入射角）。一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点 SHSHSHSH：当入射波为：当入射波为SHSH波时，只产生同类的反波和透波时，只产生同类的反波和透射波，而不发生波形的转换，是所谓自生波射波，而不

10、发生波形的转换，是所谓自生波（autonomousautonomous），这是因为），这是因为SHSH波的振动方向决定了它波的振动方向决定了它无法线分量，它只有一个位移分量，一个应力分量，无法线分量，它只有一个位移分量，一个应力分量，反射反射SHSH波和透射波和透射SHSH波就能满足波就能满足SHSH波场的位移和应力连波场的位移和应力连续。这就是说，在水平分界面上续。这就是说，在水平分界面上SHSH波是自我连续的。波是自我连续的。（P2P2页土页土1 1。1 1。2 2同类波和转换波）这样可以简化野外同类波和转换波）这样可以简化野外和室内工作，因此在横波勘探中多采用和室内工作，因此在横波勘探中

11、多采用SHSH波。波。一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点在弹性分界面附近还存在着面波。在自由表明，可存在瑞雷面波在弹性分界面附近还存在着面波。在自由表明，可存在瑞雷面波（R R波）。其质点的运动轨迹可由两个相位差为波）。其质点的运动轨迹可由两个相位差为/2/2，振动比为，振动比为2 2：3 3的相互垂直的振动合成，在波传播平面内是一个逆时针旋转的的相互垂直的振动合成，在波传播平面内是一个逆时针旋转的椭圆，为椭圆激化。质点振动幅度随深度的增加而减小，在一个椭圆，为椭圆激化。质点振动幅度随深度的增加而减小，在一个波长的深度就基本波长的深度就

12、基本“消失消失”了，可以说了，可以说R R波指存在地下一个波长波指存在地下一个波长的范围内。它的速度于介质泊松比有关：的范围内。它的速度于介质泊松比有关：VRVRK K（）VsVs。越越大，大，VRVR越接近越接近VsVs，当，当时，时，K K（）一般情况下）一般情况下VRVR稍小于横稍小于横波速度波速度VsVs。瑞雷面波具有低频的特点，虽然在均匀介质的自由表。瑞雷面波具有低频的特点，虽然在均匀介质的自由表明时无波散现象，由于存在低速带时存在波散。所以在地震图像明时无波散现象，由于存在低速带时存在波散。所以在地震图像上常出现扫上常出现扫 状干扰带。状干扰带。一、多波勘探的基本原理一、多波勘探的

13、基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点 勒夫波：存在于低速带与介质分界面上的面波（勒夫波：存在于低速带与介质分界面上的面波（SHSH型型面波）。它的速度介于上下介质横波速之间。勒夫波面波）。它的速度介于上下介质横波速之间。勒夫波（L L）具有波散特性。其质点振动方向与波的传播方向）具有波散特性。其质点振动方向与波的传播方向垂直。在自由表面上（垂直。在自由表面上（Z Z0 0），），X X和和Y Y方向位移为零，方向位移为零，只有只有Y Y方向位移沿方向位移沿X X方向传播（图方向传播（图 1 1。1 1。3 3），质点），质点振动幅度随深度面迅速衰减。在振动幅度随深度面迅速衰

14、减。在SHSH型横波勘探中型横波勘探中L L波可波可能形成干扰，但也可以利用其波散特点求得横波静校能形成干扰，但也可以利用其波散特点求得横波静校正参数。正参数。一、基本原理一、基本原理 (一）地震波的种类及特点一）地震波的种类及特点 （3 3）转换波：转换波：它无需用横波震源，利用纵波震源，采用三分量它无需用横波震源，利用纵波震源，采用三分量检波器记录，就可以得到转换反射横波，利用这些检波器记录，就可以得到转换反射横波，利用这些方法进行勘探叫方法进行勘探叫转换波反射法勘探转换波反射法勘探，它大大地节省，它大大地节省了野外施工的成本和减少了施工的难度。因为纵波了野外施工的成本和减少了施工的难度。

15、因为纵波震源比横波震源简易得多。转换波不同于纵波的特震源比横波震源简易得多。转换波不同于纵波的特点在于其点在于其射线路径是不对称的射线路径是不对称的，其处理应有独特的，其处理应有独特的方法。方法。一、基本原理一、基本原理（三）弹性波在分界面上的反射和透射（三）弹性波在分界面上的反射和透射一、基本原理一、基本原理（四）反射波的运动学特征（四）反射波的运动学特征 1。一个分界面的反射波时距关系。一个分界面的反射波时距关系 1）水平界面反射纵波的时距曲线）水平界面反射纵波的时距曲线poppopvhtvxtt2,2222其中1。一个分界面的反射波时距关系。一个分界面的反射波时距关系 2）倾斜平界面反射

16、纵波的时距曲线）倾斜平界面反射纵波的时距曲线 设界面倾角为设界面倾角为，炮点深度为，炮点深度为h，这时距曲线方程：，这时距曲线方程：是一条双曲线，极小点向上倾方向偏移，不对称于炮点。是一条双曲线，极小点向上倾方向偏移，不对称于炮点。cos/2,cos/222vphtVptopoppxt其中一、基本原理一、基本原理 3 3）水平界面水平界面SHSH（或（或SVSV）横波）横波反射波的时距曲线反射波的时距曲线t tosos为横波的炮点双程垂直旅行时。为横波的炮点双程垂直旅行时。是双曲线。是双曲线。sossosvhtvxtt2,2222其中一、基本原理一、基本原理4）倾斜平界面）倾斜平界面SHSH（

17、或（或SVSV）横波）横波反射波的时距曲反射波的时距曲线线cos/2,cos/222vshtVstosossxt其中t tosos为横波的双程垂直旅行时。为横波的双程垂直旅行时。是双曲线是双曲线 一、基本原理一、基本原理 5）水平反射面上的转换波（水平反射面上的转换波（P-SVP-SV波）的时距曲线波）的时距曲线t tpopoh/Vph/Vp为纵波的单程垂直旅行时，为纵波的单程垂直旅行时，t tsoso=h/Vs=h/Vs为横波的单程垂直旅行时。为横波的单程垂直旅行时。由于：由于：在一定条件下近似为一条双曲线在一定条件下近似为一条双曲线。vxtvxtxxsssppppssptx22202220

18、 xxxtvvvhtpspospsso,vxxtvvvxtsppppsppospt2222220 6）倾斜反射面上的）倾斜反射面上的P-SVP-SV波的时距曲线波的时距曲线 一、基本原理一、基本原理 6）倾斜反射面上的）倾斜反射面上的P-SVP-SV波的时距曲线波的时距曲线参数方程参数方程：利用利用SnellSnell定律定律将将x x和和t t式用射线参数式用射线参数p p表示，然后用二项式展开，取前两项近表示，然后用二项式展开，取前两项近似，两式分别平方，去掉似，两式分别平方，去掉p p的高次项，最后得到近似式的高次项，最后得到近似式是一条二次曲线。是一条二次曲线。sspsspppstgt

19、gtghxvxhvhtsincoscossincosvvpssppsinsin这是一条二次曲线，但不能向水平界面那样可近似为双曲线或抛物这是一条二次曲线，但不能向水平界面那样可近似为双曲线或抛物线。线。xvxvvtvtvxtvtxttssssoppospsospsopsps222222202sinsincossinsin2vhvhtttspsopopso一、基本原理一、基本原理 为了研究转换反射波的运动学特点，引入复合速度的为了研究转换反射波的运动学特点，引入复合速度的概念。转换反射波的传播速度即与纵波速度又与横波概念。转换反射波的传播速度即与纵波速度又与横波速度有关。所谓复合速度是不必分离出

20、纵波和横波，速度有关。所谓复合速度是不必分离出纵波和横波，也就是不管波型是什么，用速度谱（或速度扫描）的也就是不管波型是什么，用速度谱（或速度扫描）的方法由转换波资料直接得出的转换波叠加速度，用方法由转换波资料直接得出的转换波叠加速度，用VpsVps表示。对水平地层也就是均方根速度。表示。对水平地层也就是均方根速度。复合层速度有别于纵波的代替层速度。后者是多层介复合层速度有别于纵波的代替层速度。后者是多层介质中的概念，而复合速度既有诞辰的层复合速度又有质中的概念，而复合速度既有诞辰的层复合速度又有多层的多层的等效复合速度。等效复合速度。一、基本原理一、基本原理 层复合速度：可用两个等效层来表示

21、。层复合速度：可用两个等效层来表示。将一个厚度为将一个厚度为h的层等分为二，则得厚度的层等分为二，则得厚度相等（相等（h/2）速度不同的两个层。波在第）速度不同的两个层。波在第一层以纵波一层以纵波Vp速度传播，在第二层以横速度传播，在第二层以横波波Vp速度传播。这样就可把解决单层中速度传播。这样就可把解决单层中非对称射线问题变为了两层介质对称的非对称射线问题变为了两层介质对称的射线问题了。这时就可以利用均方根速射线问题了。这时就可以利用均方根速度（度（V）的公式得出复合速度的表达式）的公式得出复合速度的表达式一、基本原理一、基本原理 2121iiiiittvV此处此处V1即为即为Vp，V2即为

22、即为Vs，V即为即为Vps，由此可得出，由此可得出Vps(Vp.Vs)1/2若已知纵波速度，就可由此求出横波速度若已知纵波速度，就可由此求出横波速度Vs。一、基本原理一、基本原理 4 4横波的能量分配横波的能量分配（a a）=0=0时，时，61%61%纵波能量向下透射，纵波能量向下透射，39%39%反射；反射；（b b）近于临界角（近于临界角（3333度），透射能量急剧减小；度），透射能量急剧减小；（c c）临界角后，所有能量都反射了，反射纵波能量占临界角后，所有能量都反射了，反射纵波能量占10%10%，P_SVP_SV波占波占90%90%。（d d）090090度，输入地下的横波能量为纵波能

23、量的度，输入地下的横波能量为纵波能量的3 3倍。倍。一、基本原理一、基本原理 2 2地震各向异性地震各向异性 多年来应用的地震勘探理论都是建立在各多年来应用的地震勘探理论都是建立在各向同性、均匀、完全弹性介质的假设基础上，向同性、均匀、完全弹性介质的假设基础上，各向同性是指假设介质的弹性参数与波的传播各向同性是指假设介质的弹性参数与波的传播方向无关。实际介质的弹性参数与波的传播方方向无关。实际介质的弹性参数与波的传播方向有关，包括波传播的速度、振幅、偏振特性向有关，包括波传播的速度、振幅、偏振特性等，具有这种性质的介质叫等，具有这种性质的介质叫各向异性介质各向异性介质。实。实际介质中存在着广泛

24、的各向异性性质，油气勘际介质中存在着广泛的各向异性性质，油气勘探和开发中也是如此。探和开发中也是如此。一、基本原理一、基本原理 （1 1）地震各向异性分类地震各向异性分类 速度各向异性：速度各向异性：波的传播速度与传播方向有关。波的传播速度与传播方向有关。在各向异性介质中，例如波沿着地层水平方向传播在各向异性介质中，例如波沿着地层水平方向传播速度与沿着地层垂直方向传播速度不同。在地震勘速度与沿着地层垂直方向传播速度不同。在地震勘探中，常见的各向异性介质可简化为两种探中，常见的各向异性介质可简化为两种：一种是一种是横向各向同性横向各向同性(简称简称TITI介质介质)，它具有一个垂直对称轴，它具有

25、一个垂直对称轴，在垂直于对称轴的平面内，介在垂直于对称轴的平面内，介质是各向同性的，在其它平面质是各向同性的，在其它平面内，介质是各向异性的。内，介质是各向异性的。如周期性的薄互层就属于此类如周期性的薄互层就属于此类。一、基本原理一、基本原理 （1 1）地震各向异性分类地震各向异性分类 另一种是另一种是方位各向异性方位各向异性(简称为简称为EDAEDA介质介质)：它是由平：它是由平行的垂直裂隙或定向的空隙所引起的，具有水平的行的垂直裂隙或定向的空隙所引起的，具有水平的无限次旋转轴的介质。无限次旋转轴的介质。还有其它的复杂的各向异性介质还有其它的复杂的各向异性介质。一、基本原理一、基本原理 （1

26、 1）地震各向异性分类地震各向异性分类 利用牛顿定理，广义虎克定律和应变位移方程，可利用牛顿定理，广义虎克定律和应变位移方程，可以导出各向异性介质中的波动方程，利用这种波动以导出各向异性介质中的波动方程，利用这种波动方程，就可以研究各向异性介质中的弹性波的传播方程，就可以研究各向异性介质中的弹性波的传播规律，这里我们先从正演模型来看各向异性情况下规律，这里我们先从正演模型来看各向异性情况下波场的特点。波场的特点。一、基本原理一、基本原理 （1 1）地震各向异性分类地震各向异性分类 (a)TI(a)TI介质中弹性波数值模拟，在均匀各向同性介质中弹性波数值模拟，在均匀各向同性介质中，在同一时刻波场

27、波前快照是个圆，表示波介质中，在同一时刻波场波前快照是个圆，表示波的传播速度各方向相同。而在各向异性介质中，波的传播速度各方向相同。而在各向异性介质中，波前是一个椭圆，表示波的传播速度各方向不同。前是一个椭圆，表示波的传播速度各方向不同。一、基本原理一、基本原理 （1 1）地震各向异性分类地震各向异性分类 (b)EDA(b)EDA介质中的三维弹性波数值模拟。介质中的三维弹性波数值模拟。在在EDAEDA介质中，考虑裂隙是垂直于地面的情况。理论介质中，考虑裂隙是垂直于地面的情况。理论研究表明：平行于裂隙面和垂直于裂隙面波前特征研究表明：平行于裂隙面和垂直于裂隙面波前特征不同。首先，看平行于裂隙面的

28、情况，取某一时刻不同。首先，看平行于裂隙面的情况，取某一时刻的快照的快照:有纵波和横波，它们的波前面都是圆；有纵波和横波，它们的波前面都是圆；一、基本原理一、基本原理 （1 1）地震各向异性分类地震各向异性分类 (b)EDA(b)EDA介质中的三维弹性波数值模拟。介质中的三维弹性波数值模拟。再看垂直于裂隙面的情况，取某时刻的快照再看垂直于裂隙面的情况，取某时刻的快照:纵纵波和一个横波耦合在一起，称为准纵波、准横波，波和一个横波耦合在一起，称为准纵波、准横波，此时准纵波波前为菱形，而准横波为梅花状，另有此时准纵波波前为菱形，而准横波为梅花状，另有一个纯横波波前面是椭圆，若既不平行也不垂直裂一个纯

29、横波波前面是椭圆，若既不平行也不垂直裂隙面则波场更加复杂。隙面则波场更加复杂。一、基本原理一、基本原理 （2）横波双折射）横波双折射 横波的质点振动方向垂直于波的传播方向，通横波的质点振动方向垂直于波的传播方向，通过传播介质时，可以引起特定方向的偏振，横波对各过传播介质时，可以引起特定方向的偏振，横波对各向异性介质很敏感，在各向异性介质中，每一条射线向异性介质很敏感，在各向异性介质中，每一条射线路径可以分裂成两种不同速度的偏振波，而且在后续路径可以分裂成两种不同速度的偏振波，而且在后续的各向同性介质中，仍然保留下来的各向同性介质中，仍然保留下来。横波双折射横波双折射 方位各向异性介质中横波的分

30、裂方位各向异性介质中横波的分裂 一、基本原理一、基本原理 （2）横波双折射）横波双折射 这时出现两种横波，一这时出现两种横波，一种是沿平行于裂隙方向传播的种是沿平行于裂隙方向传播的S1波，一种是沿垂直裂隙方波，一种是沿垂直裂隙方向传播的向传播的S2波，它们各自有波，它们各自有对应的速度，前者传播的速度对应的速度，前者传播的速度较快，叫快横波，后者传播的较快，叫快横波，后者传播的速度较慢，叫慢横波速度较慢，叫慢横波一、基本原理一、基本原理 （2）横波双折射）横波双折射 由于传播的速度不同，在由于传播的速度不同，在各向异性介质中形成快慢横波各向异性介质中形成快慢横波时差，振幅衰减等，这些都与时差，

31、振幅衰减等，这些都与各向异性性质有关各向异性性质有关(例如，裂隙例如，裂隙方位和密度方位和密度)。因此可根据快、。因此可根据快、慢波的时差、波形、振幅衰减慢波的时差、波形、振幅衰减等反过来研究裂隙的方位和密等反过来研究裂隙的方位和密度。度。一、基本原理一、基本原理 横波双折射特点：横波双折射特点：（a a）EDAEDA介质中弹性波地面地震记录模拟：介质中弹性波地面地震记录模拟：一、基本原理一、基本原理 横波双折射特点：横波双折射特点：（b b）EDAEDA介质中弹性波介质中弹性波VSPVSP记录模拟记录模拟 第一层是各向同性介质，第二层是各向异性介质，第一层是各向同性介质，第二层是各向异性介质

32、，第三层是各向同性介质第三层是各向同性介质.一、基本原理一、基本原理 小结：小结：横波特点横波特点 （1）垂直面内极化的垂直面内极化的SVSV波波 在界面上有二次波型转换在界面上有二次波型转换 （2）水平面内极化的水平面内极化的SHSH波波 在界面上没有波型转换，也称自生波。在界面上没有波型转换，也称自生波。（3）转换横波转换横波P-SVP-SV二、横波的野外观测二、横波的野外观测 3 3多波采集方式多波采集方式 （1 1）九分量采集）九分量采集 真正的多波采集真正的多波采集勘探是用三个震源勘探是用三个震源(一个纵波、两个横一个纵波、两个横波波)激发，三分量检激发，三分量检波器接收。这样可以波

33、器接收。这样可以得到九分量记录。得到九分量记录。二、横波的野外观测二、横波的野外观测 3 3多波采集方式多波采集方式 （1 1）九分量采集）九分量采集这样可以得到九分量记录这样可以得到九分量记录。二、横波的野外观测二、横波的野外观测 3 3多波采集方多波采集方式式 （2 2）四分量记）四分量记录录 在已作过纵波在已作过纵波勘探的地区，可以勘探的地区，可以采用四分量记录，采用四分量记录，即两个横波震源，即两个横波震源，两个横波检波器。两个横波检波器。二、横波的野外观测二、横波的野外观测 3 3多波采集方式多波采集方式 （3 3）三分量记录）三分量记录 一个纵波震源，三分量检波器，也叫转换波一个纵

34、波震源，三分量检波器，也叫转换波勘探，这样记录到耦合在一起的纵波、转换波，经勘探，这样记录到耦合在一起的纵波、转换波，经过波场分离可得到纵波、转换横波，大大节省了采过波场分离可得到纵波、转换横波，大大节省了采集费用和提高了效率。集费用和提高了效率。二、横波的野外观测二、横波的野外观测4.4.观测系统观测系统 观测系统设计的主要参数包括最小炮检距、最大观测系统设计的主要参数包括最小炮检距、最大炮检距、道间距、覆盖次数和接收参数等。在资料炮检距、道间距、覆盖次数和接收参数等。在资料处理中，缺少小炮检距的资料会降低速度分析对反处理中，缺少小炮检距的资料会降低速度分析对反射层的分辨率，而缺少大炮距的资

35、料会降低速度分射层的分辨率，而缺少大炮距的资料会降低速度分析对速度的分辨率，这都不利于确定精确的纵、横析对速度的分辨率，这都不利于确定精确的纵、横波速度比，这在设计观测系统时要加以考虑。波速度比，这在设计观测系统时要加以考虑。(1)(1)最小炮检距。由于转换波在近炮检距的反射最小炮检距。由于转换波在近炮检距的反射能量较弱，一般认为偏移距能量较弱，一般认为偏移距(最小炮距最小炮距)应该加大。应该加大。但是考虑到要接收纵波反射时，偏移距不宜过大，但是考虑到要接收纵波反射时，偏移距不宜过大，一般仍采用纵波观测系统所设计的偏移距。一般仍采用纵波观测系统所设计的偏移距。二、横波的野外观测二、横波的野外观

36、测4.4.观测系统观测系统 (2)2)最大炮检距。最大炮检距的选取一般与目的最大炮检距。最大炮检距的选取一般与目的层的深度、目的层的转换波反射系数有关。由于转层的深度、目的层的转换波反射系数有关。由于转换波在大入射角时才会有足够的能量，所以，一般换波在大入射角时才会有足够的能量，所以，一般情况下，最大炮检距要比纵波勘探的最大炮检距大。情况下，最大炮检距要比纵波勘探的最大炮检距大。(3)(3)其它如道间距、覆盖次数等参数与常规纵波其它如道间距、覆盖次数等参数与常规纵波勘探类似。勘探类似。(4)(4)由于转换波频率较低，接收仪器的频率要比由于转换波频率较低，接收仪器的频率要比接收纵波时低一些。接收

37、纵波时低一些。二、横波的野外观测二、横波的野外观测波型与地震分量之间的关系波型与地震分量之间的关系 震源类型震源类型波型波型激发位置激发位置井口时间井口时间横锤横锤SH波波地面地面无无水平可控水平可控源源SH波波地面地面无无三井法三井法SH波波井中井中有有二、横波的野外观测二、横波的野外观测检波器检波器震源震源 X YZXSV SV-PY SH ZP_SV PX X为测线方向，为测线方向，Y Y为垂直测线方向为垂直测线方向 三、多波的资料处理三、多波的资料处理 1.多多波波资资料料处处理理流流程程 三、多波的资料处理三、多波的资料处理 （1）波场分离）波场分离 理论模型理论模型三、多波的资料处

38、理三、多波的资料处理 （1）波场分离）波场分离 实际记录实际记录三、多波的资料处理三、多波的资料处理 2转转换换波波资资料料处处理理流流程程 三、资料处理三、资料处理 （1 1）P-SVP-SV波的水平叠加问题波的水平叠加问题 三、资料处理三、资料处理 （2 2）共转换点道集选排）共转换点道集选排 a)a)转换波时距方程转换波时距方程 三、资料处理三、资料处理 （2 2）共转换点道集选排）共转换点道集选排 b)b)转换点的确定转换点的确定 要把纵波的水平叠加技术应用到转换波中，必要把纵波的水平叠加技术应用到转换波中，必须找到真正的共转换点，关键是求时距方程中的须找到真正的共转换点，关键是求时距

39、方程中的xpxp，可推导出公式求出可推导出公式求出xpxp。三、资料处理三、资料处理 （2 2）共转换点道集选排）共转换点道集选排 c)c)共转换点道集的抽取共转换点道集的抽取 三、资料处理三、资料处理 （2 2）共转换点道集选排）共转换点道集选排 d)d)转换波速度分析转换波速度分析 由于在转换波的处理中，转换点坐标的计算与纵由于在转换波的处理中，转换点坐标的计算与纵波、横波速度有关，而速度分析又需要转换点道集，波、横波速度有关，而速度分析又需要转换点道集，因此转换波的速度又分为两部分内容，先在共中心因此转换波的速度又分为两部分内容，先在共中心点道集上作初步速度分析，后在转换点道集上进行点道

40、集上作初步速度分析，后在转换点道集上进行精细速度分析，反复迭代可求得高精度的转换横波精细速度分析，反复迭代可求得高精度的转换横波叠加速度叠加速度 三、资料处理三、资料处理 （2 2）共转换点道集选排）共转换点道集选排 d)d)转换波速度分析转换波速度分析 三、资料处理三、资料处理 d)d)转换波速度分析转换波速度分析三次迭代速度谱图三次迭代速度谱图 三、资料处理三、资料处理 （2 2）共转换点道集选排）共转换点道集选排 e)e)转换波水平叠加转换波水平叠加 由于转换波路径不对称性，如要利用共转换点进由于转换波路径不对称性，如要利用共转换点进行叠加，则在抽取道集时，要进行地面元的划分，行叠加，则

41、在抽取道集时，要进行地面元的划分，面元划分的标准应当是在不影响分辨率的情况下，面元划分的标准应当是在不影响分辨率的情况下，使得各个面元的覆盖次数尽量一致，使各面元上的使得各个面元的覆盖次数尽量一致，使各面元上的炮检距变化范围一致。常规方法是以半个道间距为炮检距变化范围一致。常规方法是以半个道间距为面元的宽度和面元中心间距来划分面元面元的宽度和面元中心间距来划分面元。三、资料处理三、资料处理 （2 2）共转换点道集选排）共转换点道集选排 e)e)转换波水平叠加转换波水平叠加 四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 横波地震资料的解释工作一般要与纵波资料解横波地震资料的解释工作一般要与纵

42、波资料解释综合进行。横波地震资料除了复核依纵波资释综合进行。横波地震资料除了复核依纵波资料所做的构造解释外，还可以从速度和振幅方料所做的构造解释外，还可以从速度和振幅方面进行综合解释。由于横波传播速度低于纵波面进行综合解释。由于横波传播速度低于纵波因而它的分辨率一般高于纵波，因而对小断层、因而它的分辨率一般高于纵波，因而对小断层、砂体、尖灭及薄层等的分辨有其独特的功效，砂体、尖灭及薄层等的分辨有其独特的功效，但横波勘探的更大潜力在于岩性研究，即联合但横波勘探的更大潜力在于岩性研究，即联合应用纵、横波资料提取与岩性有关的信息直至应用纵、横波资料提取与岩性有关的信息直至直接寻找油气藏。直接寻找油气

43、藏。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 综合解释横波振幅（综合解释横波振幅（As）与纵波振幅（）与纵波振幅（Ap），可帮助），可帮助我们研究岩性，特别是判断亮点是不是含气层的反应效我们研究岩性，特别是判断亮点是不是含气层的反应效果较好，果较好，纵波亮，横波不亮的多半是气层。纵波亮，横波不亮的多半是气层。由提取出的纵横波速度比（由提取出的纵横波速度比（v=Vs/Vp），可以推测砂），可以推测砂泥岩的泥砂含量，以及求取岩石的弹性系数如（泊松比）泥岩的泥砂含量，以及求取岩石的弹性系数如（泊松比）等。等。据纵、横波的旅行时比据纵、横波的旅行时比(t)和速度比和速度比(v)之差异可鉴别之差

44、异可鉴别岩层的各向异性，一般在均匀介质中岩层的各向异性，一般在均匀介质中(v=t)，若介质中，若介质中，(v t)则可推断此岩层是各向异性的。则可推断此岩层是各向异性的。利用横波分裂，可研究裂隙，由于纵波对各向异性不利用横波分裂，可研究裂隙，由于纵波对各向异性不敏感，横波比较敏感，在各向异性介质中横波速度随偏敏感，横波比较敏感，在各向异性介质中横波速度随偏振方向而变，因而，反射系数也变，记录的振幅也会发振方向而变，因而，反射系数也变，记录的振幅也会发生变化，一般平行裂隙速度大于垂直裂隙速度。可根据生变化，一般平行裂隙速度大于垂直裂隙速度。可根据相应测线纵波闭合而横波不闭合来发现裂隙的存在。相应

45、测线纵波闭合而横波不闭合来发现裂隙的存在。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用1横波和纵波层位的对比横波和纵波层位的对比 四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用（1 1）利用纵横波的振幅信息直接寻找油气利用纵横波的振幅信息直接寻找油气 a a）直接检测：）直接检测：对于含水砂岩，纵波、横波对于含水砂岩，纵波、横波均表示弱反射，对含煤砂岩，纵、横波均为强反均表示弱反射，对含煤砂岩，纵、横波均为强反射，但对于含气砂岩，纵波为强反射，横波为弱射，但对于含气砂岩，纵波为强反射，横波为弱反射，这样就直接检测了气藏。反射，这样就直接检测了气

46、藏。(一般纵波亮，横一般纵波亮，横波不亮的多半是气层。波不亮的多半是气层。)因为纵横波振幅比取决于其反射系数，而因为纵横波振幅比取决于其反射系数，而研究表明，纵波的速度对气体比较敏感，即当研究表明，纵波的速度对气体比较敏感，即当砂岩中含有油气时，纵波反射系数会发生明显砂岩中含有油气时，纵波反射系数会发生明显的变化（一般可下降的变化（一般可下降20%），故可造成亮点或），故可造成亮点或暗点。而横波只在岩石骨架中传播，孔隙流体暗点。而横波只在岩石骨架中传播，孔隙流体对横波反射系数没有什么影响。因此，这种纵对横波反射系数没有什么影响。因此，这种纵波剖面亮而横波剖面不亮的情况可确定为因油波剖面亮而横波

47、剖面不亮的情况可确定为因油气而引起的。气而引起的。此外，还可以利用纵波和横波反射系数比此外，还可以利用纵波和横波反射系数比鉴别地层含气浓度的不同。鉴别地层含气浓度的不同。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用（1 1）利用纵横波的振幅信息直接寻找油气利用纵横波的振幅信息直接寻找油气 a a）直接检测：）直接检测：四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用（1 1）利用纵横波的振幅信息直接寻找油气利用纵横波的振幅信息直接寻找油气 b)b)多波多波AVOAVO。因为地震波振幅的变化与许多因为地震

48、波振幅的变化与许多因素有关，多解性很强，如果不仅用纵波也用横因素有关，多解性很强，如果不仅用纵波也用横波、转换波，就会大大减少多解性。波、转换波，就会大大减少多解性。多波多波AVOAVO是将纵波和横波的是将纵波和横波的AVOAVO结合起来综合结合起来综合应用，不但可以去伪存真，还可以得到更多的岩应用，不但可以去伪存真，还可以得到更多的岩石物理参数，并能提高有些参数的精度。石物理参数，并能提高有些参数的精度。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用（2)2)根据纵横波速度比根据纵横波速度比(v)研究岩性变化研究岩性变化 v=Vs/Vp与压实作用

49、有关，深浅层可有很大变化。但在与压实作用有关，深浅层可有很大变化。但在相似条件下，相似条件下，v变化可指示岩性的变化。一般灰岩变化可指示岩性的变化。一般灰岩v为，为，泥岩，砂质粘土，砂岩约等。当岩石孔隙度增加，并含泥岩，砂质粘土，砂岩约等。当岩石孔隙度增加，并含有油气时，有油气时，Vs变化很小，变化很小，Vp则明显下降，图则明显下降，图7-4-37-4-3可利可利用用v值升高处预测油气藏的存在。值升高处预测油气藏的存在。v还能指示砂页岩的还能指示砂页岩的百分含量。一般页岩具有较高的值百分含量。一般页岩具有较高的值Vp/Vs（以上），砂岩（以上），砂岩含量越高则含量越高则Vp/Vs越小。所以，根

50、据纵、横波速度比可以越小。所以，根据纵、横波速度比可以推测含砂量。推测含砂量。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用（3 3）根据）根据纵横波纵横波速度比速度比,求岩石的弹性参数求岩石的弹性参数 速度比速度比v与弹性参数和泊松比有关。这些常数也是不与弹性参数和泊松比有关。这些常数也是不同介质的指示剂同介质的指示剂。)1(221)21)(1()1()1(2EEps故泊松比为故泊松比为)1(22122 泊松比是表征岩石物性的一个重要参数。泊松比是表征岩石物性的一个重要参数。国内外资料表明，泊松比随压实程度国内外资料表明，泊松比随压实程度（深度）增

51、加而减小，并随岩性而变：（深度）增加而减小，并随岩性而变：泥岩较高，砂岩较低，含油后更低。泊泥岩较高，砂岩较低，含油后更低。泊松比横向上的变化反映了相变和油水边松比横向上的变化反映了相变和油水边界。界。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用22 ,34SpK得得体积模量体积模量 342pK切变模量切变模量 2s杨氏模量)1(2E可见，已知密度就能由纵、横波速度求得可见，已知密度就能由纵、横波速度求得K、E等参等参量。这些都是分辨岩性及各向异性的基本参数。量。这些都是分辨岩性及各向异性的基本参数。2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用（3 3）根据）根据纵横波纵横波速度比速度比,求

52、岩石的弹性参数求岩石的弹性参数又由四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用(4 4）由波的旅行时比和速度比之差异鉴别岩层的各向）由波的旅行时比和速度比之差异鉴别岩层的各向异性异性 在均匀介质中，在均匀介质中，v =t 。若介质中若介质中v t,则可推断岩层的各向异性。则可推断岩层的各向异性。这是因为：这是因为：t包含的是垂直方向的速度，而包含的是垂直方向的速度，而v中的速中的速度是由基于正常时差的速度分析所得，包含水平方向度是由基于正常时差的速度分析所得，包含水平方向的速度。实践表明，横波各向异性在泥灰岩中大于碳的速度。实践表明，横波各向异性

53、在泥灰岩中大于碳酸盐岩，而后者的各向异性与裂隙程度有很大关系。酸盐岩，而后者的各向异性与裂隙程度有很大关系。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用 2纵波和横波的联合应用纵波和横波的联合应用(4 4）由波的旅行时比和速度比之差异鉴别岩层的各向）由波的旅行时比和速度比之差异鉴别岩层的各向异性异性 至于各向异性系数至于各向异性系数kge可由两种横波速度求得可由两种横波速度求得svSHSVSHgeVVkpSHSHVpsvsv式中式中 通常通常VSH大于大于Vsv。另外，还可利用横波的分裂特性来研究岩石的各另外，还可利用横波的分裂特性来研究岩石的各向异性确定岩石中裂缝的存在。向异性确定岩石中

54、裂缝的存在。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用3 3利用横波分裂研究裂隙利用横波分裂研究裂隙 前面提到地震横波入射到各向异性介质中会产生横波前面提到地震横波入射到各向异性介质中会产生横波双折射，产生快、慢波。当地下存在含裂隙地层时，表双折射，产生快、慢波。当地下存在含裂隙地层时，表现为各向异性，含裂隙油气储层中的裂隙分布控制油气现为各向异性，含裂隙油气储层中的裂隙分布控制油气产量，所以研究裂隙的方位、密度对油气田勘探与开发产量，所以研究裂隙的方位、密度对油气田勘探与开发具有重要意义，利用地震波在含裂隙介质中传播的特征，具有重要意义，利用地震波在含裂隙介质中传播的特征，可反演裂隙的

55、参数。可反演裂隙的参数。四、四、横波资料的解释与应用横波资料的解释与应用3 3利用横波分裂研究裂隙利用横波分裂研究裂隙【思考题】【思考题】1 1横波特点横波特点 （1）垂直面内极化的垂直面内极化的SVSV波波在界面上有二次波型转换在界面上有二次波型转换 （2）水平面内极化的水平面内极化的SHSH波波在界面上没有波型转换，也称自生波。在界面上没有波型转换，也称自生波。（3）转换横波转换横波P-SVP-SV【思考题】【思考题】2 2 横波双折射横波双折射 横波的质点振动方向垂直于波的传播方向，通横波的质点振动方向垂直于波的传播方向，通过传播介质时，可以引起特定方向的偏振，横波对过传播介质时，可以引

56、起特定方向的偏振，横波对各向异性介质很敏感，在各向异性介质中，每一条各向异性介质很敏感，在各向异性介质中，每一条射线路径可以分裂成两种不同速度的偏振波，而且射线路径可以分裂成两种不同速度的偏振波，而且在后续的各向同性介质中，仍然保留下来。在后续的各向同性介质中，仍然保留下来。【思考题】【思考题】检波器检波器震源震源 X YZXSV SV-PYSH ZP_SV PX X为测线方向，为测线方向，Y Y为垂直测线方向为垂直测线方向 3.3.已知震源子波偏振方向、检波器最大灵敏度已知震源子波偏振方向、检波器最大灵敏度方向，方向，填写填写出所能观测到的波的类型出所能观测到的波的类型【思考题】【思考题】4.4.横波有哪些应用？横波有哪些应用？(1)纵、横波资料的联合应用纵、横波资料的联合应用 （a）用速度比研究岩性变化用速度比研究岩性变化 （b）根据速度比求岩石的弹性参数根据速度比求岩石的弹性参数 （c）由波的旅行时比和速度比之差异鉴别岩层）由波的旅行时比和速度比之差异鉴别岩层的各向异性的各向异性 （d）利用纵横波的振幅信息直接寻找油气利用纵横波的振幅信息直接寻找油气(2)利用横波分裂研究裂隙发育利用横波分裂研究裂隙发育