地震层位标定波的对比（地震勘探反射波法）
本文目录一览：
- 1、纵波与转换波的井－震标定
- 2、层位对比
- 3、PP波与PS波的层位标定
- 4、地震层位标定
纵波与转换波的井－震标定
在地震资料解释的过程中，井－震标定是十分必要的。井－震标定的实质是利用测井信息，通过正演记录与实际地震数据的对比，将实测地震波的反射同相轴(或地震相)赋予地质意义。在标定时，一般都是通过对比测井地质层位与地震波的反射同相轴来实现的，因而井－震标定也称层位标定。
在三维三分量地震资料解释中，层位标定是纵波与转换波匹配的基础。如果标定不准确，纵波和转换波会将同一地层解释为不同地质含义的层位，这将扰乱地质认识，使后续研究工作失去意义。由此可见，层位标定十分重要。
在对纵波、转换波进行层位标定时，都是通过合成记录的制作和对照分析，赋予地震反射层各种地质属性。首先需要对P波进行标定，其基本原理较简单，即通过测井曲线求取反射系数，与子波褶积合成地震记录道。具体实现相对容易，但有三个方面需要注意:
1)在做合成记录之前，要进行测井资料、地震资料的基准面校正和声波时差校正等基础工作;
2)采用变频的理想子波;
3)在求取反射系数时摒弃均匀采样的算法，而改用非均匀采样算法。
总之，合成记录制作的一般流程是:速度、密度测井曲线→波阻抗曲线→反射系数曲线→地震子波褶积→合成地震记录。高精度的层位标定，特别需要重视反射系数的获取和子波的形态。
转换波合成地震记录的制作比纵波要复杂得多，最主要的原因是转换波不能通过零偏移距自激自收而得到，沿射线路径是纵波入射、转换波接收;主要难度体现在转换波系数的求取。在反射界面，当界面上、下岩层的纵波或横波的速度差异不大时，利用Zoeppritz方程求取转换波(PS)反射系数的递推简化公式为:
三维三分量地震勘探
式中:系数项cj、dj分别为:
三维三分量地震勘探
式中:θ与ф分别为纵波入射角和转换波反射角。
在界面上、下岩层密度差较小的情况下，密度项可以忽略。此时，式(5.2.1)可写成:
三维三分量地震勘探
在界面上、下岩层密度差较大时，不能忽略密度项，密度资料可采用Gardner公式ρ=kvp0.25求取。此时，式(5.2.1)可写成:
三维三分量地震勘探
式(5.2.1)、式(5.2.2)和式(5.2.3)建立了沿射线路径的转换波反射系数递推关系。
在制作转换波合成记录时，还须解决三个问题:
1)纵波入射角;
2)测井曲线起点的转换波评价速度;
3)子波选择。
在转换波合成地震记录制作过程中，纵波入射角的求取公式为:
三维三分量地震勘探
而实际应用时，可以用平均速度va代替速度均方根vrms来计算纵波入射角θ:
三维三分量地震勘探
式中:x为炮检距;θ为第j个反射界面的入射角。
这样，利用式(5.2.1)～式(5.2.3)，就可以计算出在炮检距x固定的条件下的转换波反射系数序列。对于一个共CCP点道集，可以计算不同炮检距x的转换波反射系数序列道集;然后，对这些转换波反射系数序列道集相加求和，得到与实际叠加道相同的转换波反射系数序列;再与选定的地震子波褶积，即可得到转换波人工合成地震记录。
在确定测井资料起点转换波的平均速度时，首先通过视觉特征对比纵波合成地震记录与纵波地震剖面标志层，确定同一起点纵波的平均速度;然后取纵波起点平均速度的一半为转换波起点平均速度;再根据标志层适当地增减起点平均速度。
在选择子波时，可以借鉴纵波子波的选择经验。比如，可以选择标准的理论子波，包括雷克子波、巴特沃斯子波、俞氏子波等。但是，转换波子波的频率和相位需要对转换波剖面进行频谱分析后再确定。一般来说，转换波子波的低截止频率应当与纵波子波的低截止频率相同或略低;频带宽度可以选择为纵波子波频带宽度的一半左右;还可以选择厚岩层、强反射界面产生的转换波作为转换波的地震子波。
图5.2.1 P波和转换波合成地震记录对比
图5.2.1是在深度域内进行的纵横波联合标定。可见在同一地层界面上，纵波和转换波的振幅、极性、相位和波组特征有明显的差别，简单的波峰对波峰、波谷对波谷的方法是不能有效确定纵波和转换波对应关系的。
图5.2.2是在时间域内纵波、转换波合成记录与实际过井地震记录的对比。可见，只要测井曲线进行了合理的环境校正，并且在有VSP等时深关系(T-DChart)控制的情况下，通过选择与地震剖面匹配频率的子波形成的纵波和转换波合成记录，它们与井旁纵波剖面和转换波剖面有较好的对应关系，满足层位标定的要求。
图5.2.2 P波和C波合成地震记录与过井地震剖面对比(单位为ms)
层位对比
在三维三分量地震勘探中，受纵波和转换波传播机理的影响，纵波和转换波的地质响应存在明显差异。如果分别从纵波、转换波反射信息观察，它们反映的地质层位是有差异的。事实上，地下的地质层位是固定不变的，这种差异是由纵波、转换波分别解释产生的不同认识。因此，在地震资料解释过程中，应当高度重视纵波、转换波的层位对比。
实质上，层位对比就是识别同一个地质反射界面对应的纵波和转换横波反射同相轴，一般采用时间剖面和深度剖面相结合的方法，根据两种波在时间或深度剖面上的共同构造特征，找出结构相似部位，如波形等特征。层位对比的过程，也是确定各反射波组或转换波组地质属性的过程。
PP波与PS波的层位标定
PS波与PP波相比，差异就在上行波上。由于上行S波速度低，旅行时间长，因此记录PS波的时间剖面在纵向上要比纵波时间剖面大的多；且S上行波速度变化大，地震信号高频成分损失严重。在PS波剖面上，很多细小层位和小构造的反射波干涉在一起，形成复合波，PS波地震层位少于PP波，无法与PP波一一对应。所以，PS波与PP波层位的标定是3D3C地震数据解释的关键，也是难点所在。
本次层位标定联合应用VSP数据、B7井测井与取心岩石物理实验数据对纵横波速度之间的关系拟合，图3.34为拟合曲线，图3.35为B2井拟合的横波曲线与实测纵波曲线的对比。
图3.36为利用拟合的测井数据制作合成记录，进行层位标定的示意图，可见目标层的纵波与转换波反射层位能够很好地对上，这为后续的对比构造解释提供了依据。
图3.34 岩石物理实验得到的纵横波速度关系
图3.35 实测P波与拟合S波测井曲线对比
（13-1、11-2、8、6、1代表不同的煤层，top指顶板，bot指底板，Q4代表新生界底界面）
地震层位标定
2.2.1.1 层位的选择及标定
层位标定一般采用以测井声波曲线及密度曲线制作的合成地震记录。当有垂直地震测井资料时要结合VSP测井资料。为了正确使用合成地震记录进行层位标定，应认真对待制作合成地震记录的声波参数的选取及测井资料的漂移和静校正。用一个高质量的合成地震记录力求达到波组对比一致，找出地质界面和地震反射波的对应关系。尤其是在钻井地层不连续和岩性变化异常的地区，使用好该项资料是十分重要的。在大套地层标定无误的情况下，对于某一气层顶的层位的确定也要选择能量较强、连续性好，易追踪能反映该构造特征的最接近目的层位的地震反射为追踪目的层。
2.2.1.2 人工合成地震记录
人工合成地震记录的方法是首先用声波、密度测井经井径及泥浆浸染校正后，进行波阻抗及反射系数计算，由井旁地震道选择出地震子波，并与反射系数进行褶积运算，即可构成人工合成地震记录（图2.3）。
图2.3 人工合成地震记录流程［3］
通过人工合成地震记录，可以对地震资料进行准确的层位标定，图2.4给出了渝东石炭系的层位标定实例。
2.2.1.3 垂直地震剖面（VSP）层位标定
垂直地震剖面（VSP）是一种高分辨率地震方法。由于理想的纵波震源子波没有噪声，只有简单的水平反射面，反射波的深度及其特征和波形很容易确定，使高分辨率的VSP走廊叠加剖面可以对地震资料的层位进行准确的深度标定。
采用测井人工合成地震记录及VSP走廊叠加剖面可以对井旁地震记录资料进行准确的层位深度标定。
