地球物理资料数字处理(第三十讲).doc

地震资料特殊解释第一节 亮点资料的处理 （Processing of bright spot）本节要点：l 引起地震反射波振幅变换的主要因素；l 亮点资料的处理一．引起地震反射波振幅变化的主要因素( The dominant factors for causing change to seismic reflect wave amplitude)影响地震波的因素十分复杂，除地层反射界面的因素及含油气情况，还有其它一些因素这些因素包括地震波的的激发条件和接受条件，波前扩散，吸收，散射，中间界面透射损失，微屈多次反射，反射系数随入射角的变化，界面的聚焦或发散作用，岩性变化波的干涉及各种噪声干扰等1） 地震波的激发条件和接收条件(The shooting and receiving conditions) 在地震勘探的实际工作中，特别是在陆地上，由于地震地质条件的变化使地震波的激发条件和接受条件经常发生变化，因此而影响地震反射波的振幅发生变化与地震波的激发条件和接收条件有关的因素有：（1） 震源的强度及耦合情况；（2） 检波器的灵敏度及耦合情况；（3） 震源或检波器组合的方向特性；（4） 记录仪器的增益，滤波特性及耦合情况；（5） 地表附近的衰减和散射等。

上述这些因素，对于一张记录或一道记录来说，其影响可认为是相同的这些的因素对地震反射波振幅总的影响可用一个常数因子来表示2） 波前扩散 (The wave front spread) 当地震波在地下介质中传播时，由于波前面随着传播距离的增大不断的扩张而每次由震源激发所产生的总弹性能量是一定的这个总弹性能量分布在波前面上（波前面附近），由于波前面的不断扩张，使波前面上的单位面积的能量密度不断减小，因而使地震波的振幅随着传播距离的不断增大而不断减小这种想象叫做波前扩散 下面，分别对均匀介质，层状介质和连续介质讨论波前扩散的规律图8-6均匀介质中的波前扩散 （1） 均匀介质中的波前扩散 当地震波在地下均匀介质中传播时，波前面是一个以震源为中心的球面，它随着传播距离的增大，而波前球面不断的扩张，由震源发出的总弹性能量逐渐分散在一个表面积不断扩大的球面上，单位面积上的能量密度逐渐减小，因而，使地震波的振幅不断减弱如图8-6所示，从震源发出的地震波在任意时刻时的波前面的能量密度为： （8-1-7）其中，为总弹性能量，为波的传播距离，为波的传播时间，为波的传播速度。

取离开震源单位距离（r=1米）处的波前面的上的能量密度 （8-1-8）为标准从（8-1-7）和（8-1-8）式得到 由于地震波的振幅和能量密度的平方跟成正比，因而得到在任意时刻时候的地震波振幅 与离开震源单位距离处的振幅之比 （8-1-9）这就是在均匀介质中波前扩散所引起的的地震波振幅衰减的因子，简称为波前扩散因子 （8-1-10）（2）层状介质中的波前扩散 当地震波在水平层状介质中传播时，其波前不在是一个球面因而，在层状介质中，由波前发散所引起的反射波振幅的衰减规律与均匀介质中的衰减规律不相同 由于推导比较复杂，这里只给出波前扩散因子的公式 (8-1-11) 其其中，为第层的厚度，为第层的速度，为地震波在第层的双层旅行时间。

对于层状均匀介质其均方根速度为 则 （8-1-12） （3）连续介质中的波前扩散 如果地下介质为连续介质，即地震波的速度随深度的连续变化，此时波前发散情况更为复杂只有首先确定地震波的速度模型，然后才能计算波前扩散因子考虑地震波为连续介质时候比较简单的情况，设地震波的速度为 在一定的条件下可以导出波前扩散因子 （8-1-13）一般K<< 1，所以可得 （8-1-14）3）吸收 （Absorb） 当地震波在地下岩层介质中传播时，由于实际的岩层是非完全弹性的，这时，除了上述的由于波前扩散所引起的地震波振幅衰减外，由于岩层的非完全弹性使地震波的弹性能不可逆转的转化为热能而发生消耗，因而使地震波的振幅产生衰减，这种由介质的非完全弹性而引起的地震波振幅的衰减现象称为吸收1） 均匀介质的吸收 根据弹性粘滞理论可知，由均匀的非弹性介质所产生的吸收作用，将使地震波的振幅随着传播距离的增大呈指数衰减。

（8-1-15） 其中，为震源发出的地震波的初始振幅，为地震波传播离开震源距离处的振幅，为介质的吸收系数因而，得到由岩层的吸收作用所引起的地震波振幅的衰减因子，简称吸收因子为 或 （8-1-16）为介质的衰减系数，为地震波在介质中的传播速度吸收系数与介质的性质及波的频率有关，按照弹性粘滞理论吸收系数随频率的一次方根成正比，即 ，则（8-1-42）式和（8-1-43）式变成 （8-1-17） (8-1-18) 其中，为一个仅与介质的非弹性有关的系数，为地震波的频率，显然，地震波的高频成分衰减的要比低频成分快2） 层状介质的吸收当地层为 层层状均匀介质时，如图8-8所示，容易得到层状介质的吸收因子。

令 则上式可写成 （3） 连续介质的吸收图8-7均匀介质对不同频率地震波吸收振幅衰减曲线图8-8层状介质的吸收若地层为连续介质，该速度为，吸收系数为且令则，吸收因子D为令 （4） 中间界面的透射损失 当地震波通过地下岩层界面时，一部分发生反射，另外一部分发生透射，根据能量守恒定律，入射的总能量应等于反射能量和透射能量之和，这样透射能量和入射能量相比就减小了，这种现象叫做透射损失假定一个平面波垂直入射到地下n层层状介质（图8-9），其中，任意第层的波阻抗为，该层的反射系数为，当地震波自上而下入射到第层的底面时，根据（8-8-1）和（8-1-2）式反射系数和透射系数分别为： （8-1-19） =1- （8-1-20）而当波从第n层的底面反射回来，自下而上入射到第层的底面时，其反射系数和透射系数分别为： （8-1-21）和 =1-=1+ （8-1-22）图8-10 透射损失和界面数量之间的关系图8-11 地震波振幅与双程旅行时的关系曲线因此，当地震波往返两次透过同一中间界面时，地震波的振幅将发生衰减。

由中间界面透射损失所引起的地震波振幅衰减因子为 （8-1-23）当地震波从地面附近的震源向下传播在界面R上反射回到地面上的检波点往返透过中间界面，，时，其振幅衰减因子为： （8-1-24）5）微屈多次反射 当地震波通过若干个薄层时，由上面的界面反射下来的波又被下面的界面再次反射上去（或者相反），这种地震波在各薄层界面之间重复反射多次（图8-12）的现象，称为微屈多次反射 多次反射透过的能量是与一次反射透过的能量迭加在一起的，其结果使透过薄层的地震波的振幅发生变化这种微屈多次反射对地震波振幅的影响的性质和大小与薄层界面的反射系数，薄层的厚度和速度以及多次反射的次数有关根据薄层结构不同，可利用各薄层的反射系数计算出各多次反射波的振幅在考虑到各薄层的厚度和速度所形成的时间延迟进行迭加，即可具体的计算出透过薄层的地震波的振幅 6）入射角的变化 前面在讨论地震反射波的振幅时，是假定平面波垂直入射到反射界面上得到的当平面纵波非垂直入射时，反射系数将随着入射角的变化而变化 根据弹性理论得到平面波倾斜入射时的反射系数与入射角的关系。

图8-13a为泊松比=0.25， 即地震波由波疏的介质入射到波密介质的情况在这种情况下，当入射角从零（垂直入射）增大时，反射系数开始略微减小，此后随着入射角的增大而增大，当入射角接近临界 角时，反射系数急剧增大，接近于1即“全反射”然后，随着入射角的增大，反射系数的减小，以后当入射角继续增加时，反射系数又重新增大，直至入射角接近90时，反射系数又接近于1 图8-13b为泊松比为0.25， 即地震波由由波密的介质入射到波疏介质的情况在这种情况下，当入射角从零（垂直入射）增大时，反射系数的绝对值开始减小，达到某个极小值，然后，随着入射角的增加，反射系数的绝对值又迅速增大，直至入射角接近90时，反射系数又接近1 图8-13 平面波倾斜入射时的反射系数与入射角之间的关系 在实际的工作中，当反射界面接近水平时，入射角主要由排列长度和界面埋藏深度而定当排列长度和界面埋藏深度之比大于1即入射角接近30时，反射系数相对于垂直入射的化可达到0.05以上（）或01.以上（当）当排列长度与界面埋藏深度之比接近0.5即入射角接近14时，反射系数的变化可达到0.02（当）或0.05（当）。

可见当排列长度较大时，由于入射的变化给反射波振幅所带来的影响是不能忽略的当然上面列举的仅仅是影响地震波振幅的主要因素实际上影响地震波的因素十分复杂的，我们不能一一列举，在研究亮点形成的机理时，只能考虑最主要的因素二．亮点资料的处理（Processing of bright spot）上面讨论了亮点的形成机理和影响地震波振幅的因素如何获得亮点剖面呢？显然，要使地震波振幅反映油气信息就必然首先要消除非油气因素对地震波振幅的影响，使地震剖面反映地下的油气信息，即“亮点”信息实际上，。