地震勘探资料解释

1. 地震勘探资料解释 信息工程学院地球物理与信息技术系

2. 第二章 各种地质现象在时间剖面上的特征 实际中地质构造比较复杂(存在皱褶、断裂、古潜山等许多地质现象），在含油气地区更是这样。所以仅靠一般方法对比解释是不够的，需了解各种地质现象在时间剖面上的特征，才能对时间剖面作正确的解释。 §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征和解释方法 一、背斜 • 背斜是指老地层向上弯曲并被新地层包围的地质现象。是油气勘探的主要对象。 • 背斜构造有多种：长轴背斜、短轴背斜、穹窿和鼻状构造等。在垂直走向的剖面上，都表现为凸界面的反射，以隆起的形式映现出来。

3. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 1．背斜在水平叠加剖面上的几何形态特征。 ① 平缓背斜，深度剖面与水平叠加时间剖面上相似，范围稍宽，背斜顶部位置一致（如图a）。 ② 曲率大的背斜，水平叠加时间剖面比实际范围宽得多 (如图b） 。 ③ 对宽度与曲率相同但深度不同的平行背斜，水平叠加剖面上，随深度加大，隆起范围加大（如图c） 。

4. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 ④ 背斜模型（上宽、下窄，隆起幅度上小，下大）：经过二维模拟得到的水平叠加时间剖面，背斜形态与实际刚好相反：上窄、下宽，越深背斜范围越宽，并在两翼有迥转波（如图2-2a,b） • 背斜凸起的曲率大，在水平叠加剖面上表现明显；同样曲率的背斜，埋藏越深，在水平叠加剖面上表现得越宽阔。

5. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 • 2．振幅特征 • 背斜顶界面反射存在波的发散现象。分配到单位面积上波的能量会减弱（如图2-3） • 界面埋藏越深，凸度越大，射线发散越严重，地震波的振幅也越小。

6. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 3．背斜在偏移剖面上的特征 ① 偏移后的时间剖面几何形态与实际形态吻合,两翼挠曲部位的回转现象得到消除，各波归位（如图2-4）。

7. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 ② 测线方向不垂直构造走向时，二维偏移无法实现真正归位（如图2-5所示的一个穹隆构造模型） • 测线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ分别相距构造中心点0，610m，1220m，剖面Ⅱ上实际反射点向上倾方向偏离，得到的时间比实际短，偏移后的剖面上，隆起幅度比测线位置下实际隆起的幅度大。 • 存在侧反射，二维偏移是无法解决的，空间三维偏移处理。

8. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 二、向斜 褶皱构造中新地层向下弯曲部分，其周围是老地层。向斜可分对称与不对称，一般，背斜、向斜是相间出现的。解释好向斜有利于确定背斜的闭合面积和幅度。 1．几何形态（相当于凹界面的反射） 1º、对于平缓的向斜，水平叠加剖面上，比实际向斜稍窄；曲率一样，深度不同，随深度加大、时间剖面宽度越窄，向斜中心不变。当曲率中心在地面以上，均存在上述的简单关系。（图2-6_1）。 2º、凹界面的曲率中心在地面，时间剖面聚成一点。曲率界面上各点时间都相同（图2-6_2） 。 3º、曲率中心在地下，射线将会交叉，同相轴形成迥转波（图2-6_3） 。

9. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 • 对于曲率相同，深度不同的凹界面，随着深度的加大将出现不同的反射特征： • 浅层为平缓收缩型； • 中层为聚焦型； • 深层为廻转型；如图2-8

10. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 2．振幅特征 ① 凹界面对射线的聚焦作用，使反射波振幅加强，出现非岩性的“亮点”异常，(如图2-6_2所示)。 ② 向斜两边凸界面的发散效应，使反射波振幅减弱，深层由廻转波形成的假背斜能量会更加突出（如图2-7a）

11. §1 背斜和向斜在时间剖面上的特征 3、向斜在不同方向上的剖面特征 • 当剖面线与构造走向垂直时，只有一个射线平面，其时间剖面有如上特征； • 当剖面线与构造走向不垂直，与向斜走向平行时，通过剖面可能有两个以上的射线平面（如图2-9所示），则在时间剖面上将出现侧面反射，形成波的重叠或干涉。 • 当剖面处于向斜的宽缓部位时，侧反射会减弱。

12. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • 断层对油气运移和聚集起重要的控制作用，断层是普遍存在的较复杂的地质现象，是剖面解释的关键。 • 一. 断层模型理论时间剖面特征 • 1．水平地层中的断层 • ① 直立断层，水平叠加剖面与实际模型一致（形态），断棱、断点处有绕射。 • ② 倾斜断层，断面向下倾移动。断面变缓，断棱、断点处有绕射（ 如图2-10的直立断层，正断层，逆断层）

13. §2 断层在时间剖面上的特征及解释

14. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 2．倾斜地层中的断层（图2-11） （1）正向断层和反向断层： • 正向断层：上下盘倾向与断面倾向一致（a） • 反向断层：上下盘倾向一致，但与断面倾向相反（b） • ① 正向断层断面波及断盘向下倾方向偏离； • ② 反向断层断面波与断盘反射偏移方向相反； • ③ 关系现象： • 绕射波极小点位置就是断点； • 断盘反射波在中断点与绕射波相切，断盘、断面相对于真实的地层断点、断面向下倾偏离。 • 断面反射波是各绕射包络线。

15. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • （2）屋脊断层，反屋脊断层(如图2-11） • 屋脊断层：上下断盘地层倾向相反，形成上凸的屋脊。 • 反屋脊断层：上下断盘地层倾向相反，形成下凹状的反屋脊； • 屋脊断层在水平叠加时间剖面上，上下盘断点水平距离比实际地层断点大； • 反屋脊断层则相反，上下盘断点甚至会叠掩，与实际地层断点相比，左右位置发生颠倒，如用反射中断点连接会错误定出断层性质。

16. §2 断层在时间剖面上的特征及解释

17. 正断层 §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • 3．切割背斜翼部的断层 • ① 正断层：图2-12是一个正断层的二维模拟计算结果（没有考虑绕射波）。 • 模型与理论水平叠加剖面存在差异：时间剖面上背斜在上下地层中形态相近，更加开阔些；断面波分段（因曲率速度不一致）出现在背斜顶部；上下盘反射出现交叉现象（倾向不一致）。

18. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • ② 逆断层：图2-13是一个逆断层的二维模拟计算结果（没有考虑绕射波）。 • 模型与理论水平叠加剖面存在差异:断面波偏向下倾方向，与上盘反射交叉； • 下盘受断层牵引，曲率加大，时间剖面上出现迥转波。 • 4．断层在偏移剖面上的特征 • 断盘反射、断面反射波、绕射波、迥转波都已归位，因此确定断层效果较好。

19. 左图是小地堑的水平时间剖面特征，易与回转波混淆；左图是小地堑的水平时间剖面特征，易与回转波混淆； • AB与EF的反射段在时间剖面上同相轴应该较平缓，若有倾角，其正常反射段与绕射尾巴之间同相轴存在明显的不同斜率。同时，能量变化也不一样。

20. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 二 、与断层有关的异常波 • 常见的异常波有：绕射波、断面反射波、迥转波、反射—折射、绕—折射等，这里只讨论常见的绕射波及断面反射波。 • 1．绕射波 • ① 绕射波的产生 • 地震波传播过程中，遇到地层岩性变化点、断点，断棱尖灭点，不整合面的光滑处，都会产生绕射波（如图1-2）。 • ② 绕射波的能量 • 一个绕射体必须与地震波长相当才能观察得到能量。几何的点或线不足以产生一定能量的绕射波。

21. 绕射点 图1

22. 绕射波 图2

23. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • 小于菲涅尔带的短反射段与理论的点源绕射曲线一致；绕射波的强度同短反射段长度成正比； • 对称的双支绕射是由短反射段或小断块引起的，极小点处并不是断棱点; • 长反射段的断点处产生了一条单支的绕射“尾巴”，其能量可延伸500米以上。是由长反射段断点附近很长一段内的次生绕射源共同叠加结果; • 利用“半幅点”可确定断点位置。断点处反射波的振幅约为主体反射部分的一半左右，称“半幅点”。

24. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 ③ 水平叠加剖面上绕射波特征 • ① 是双曲线，断棱处是极小点，Δt绕>Δt反。 • ② 测线与断层走向相交不一样，绕射曲线曲率不一样。正交断面时绕射波曲率比斜交时陡、大；测线与断层走平行时，由断棱引起的绕射与正常反射表现一致，接收的绕射波都处于测线和断棱的剖面内（图a,b)。 a 剖面平行断层走向；b 绕射波等时面

25. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • ③属于一个共中心点道集的绕射，动校后时间一致，叠加后剩余时差为零，绕射波能量被加强。叠加后的绕射波仍是双曲线。 • 如设以D为断棱点，以M1, M2, M3 … 为自激自收点、得到绕射波时距曲线Ⅰ，如以M1共中心点,分别在O1,O2,O3 …激发，在S1,S2,S3 …接收，得到共中心点绕射波时距曲线Ⅱ。对t1,t2,t3,动校正后都等于tM1,因此在 tM1得到被加强的绕射波。（见图2-18，2-19）

26. §2 断层在时间剖面上的特征及解释

27. 2．断面波 • ① 断面波的产生 • 断层落差（断距）较大，断面两侧岩性存在差异，断面为一个较明显的波阻抗界面，产生断面反射波。 • 断面波受断面倾角、界面埋藏深度以及有反射能的断面长度等因素控制。一般倾角不能太大，应采用较长的排列，或在断面下倾方向激发，上倾方向接收。 • 断裂活动，会使断面发生滑动，断面就可能具有一定的光滑度。

28. 断层的牵引现象：在断层附近形成曲界面，易产生回转波和反射波，往往与绕射波混在一起。甚至把回转波当作绕射波。二者区别：回转波的能量较强较均匀，而绕射波衰减较快；回转波比绕射波弯曲程度大。断层的牵引现象：在断层附近形成曲界面，易产生回转波和反射波，往往与绕射波混在一起。甚至把回转波当作绕射波。二者区别：回转波的能量较强较均匀，而绕射波衰减较快；回转波比绕射波弯曲程度大。 • 断面波易与上下盘反射波产生干涉现象，形成“绕射回转”

29. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • 断层落差（断距）较小，不能形成连续的长反射段，不产生断面波，只有微反射段，产生散射，相互干涉而抵消。 • 断层面对反射波能量的屏蔽作用：断层面下出现空白带（落差大的断层）。能量屏蔽作用与断层两侧波阻抗有关，波阻抗差越大，能量屏蔽作用越大；还与入射角大小有关。 • 断层面对射线的畸变作用：反射层的产状和深度发生畸变，在时间剖面上容易被误认是“破碎带”。

30. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 ② 断面波在时间剖面上的特点 • 大倾角反射，视速度低，常与地层反射波交叉，产生干涉。 • 断面波可连续追踪，在相交测线上相互闭合，可通过闭合圈对比，可作断面深度平面图。 • 因断面两侧反射系数与光滑度不同，断面波能量强弱变化较大，常断续出现； • 水平叠加剖面上断面不代表断层位置，往下倾方向偏移。 • 同一断层在不同方向测线上有不同的反映。主要受断裂走向和测线的夹角有关。垂直走向的剖面上断层倾角为真倾角。 ③ 用断面波确定断层位置 • 绕射波包络就是断面波。 • 绕射极小点连线是实际断面。

31. 断面倾角在测线上的倾角变化图

32. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 三、断层在时间剖面上的特征 1．反射标准波发生错断；波组、波系错断（图2-22）。 2．同相轴数目突然增或减，波组间隔突变。上升盘地层变薄，下降盘地层加厚（大断层）。 3．同相轴形状和产状突变，下盘同相轴零乱或出现空白带（断层的屏蔽和畸变作用）图2-23。 4．同相轴分叉、合并、扭曲，强相位转换（小断层的标志） 5．断面波、绕射波，异常波是识别断层的主要标志。

33. 图2-23 图2-24

35. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 四、断层要素在时间剖面上的确定 1．断面确定 ① 浅、中、深层同相轴断棱处中断点连线，即断面的位置；注意：水平叠加剖面上与实际断面有偏移，倾角也会有变化。要与回转波，断面波造成的假断点区别。此外，要借助于“半幅点”等识别真断点。 ② 利用与断层有关的特殊波（断面波、绕射波）来确定断面；偏移剖面上，归位后断面波就是断层面。时间剖面上存在明显的绕射波，可用绕射图板法，绕射极小点连线确定断面的位置。 ③ 根据区域地质规律，结合敌区物理综合剖面特征及钻井等资料；

36. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 ④注意事项（确定断面时注意点） a、断面不能穿过可靠反射波同相轴 b、下盘断点不可靠，以上盘断点确定断层。 c、牵引现象要与绕射“尾巴”的弯曲及没有断层的地层绕曲区分。 d、相邻平行剖面上，同一断面的形态，倾角及断开层位应基本一致。在不同方向的测线上，同一断面的倾角不一样；垂直断层走向的剖面上，倾角最大。曲线斜率越大，断层倾角越陡。

37. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • 2．断层升降盘和落差的确定 • 根据标准反射层在断面两旁断点上的时间（或深度大小），判断升、降盘；时间较大或深度较深的一侧为下降盘。 • 上下降盘断点垂直时差或深度差，即断层的时间落差dt或深度落差。（如图2-26） • 3．断层走向、延伸方向长度等；通过断点的平面组合后确定(图2-25）。 • 4.断面倾角、断距要用垂直断层走向的深度剖面上决定（主测线）。

38. dt

39. 五、断裂系统图的绘制（图2-25） 1．断点标志 • 将各剖面断点投影到测线上，展示在测线平面图上。 • ① 正断层 ② 逆断层 • “ ”代表倾向，这样的标记只对水平界面或垂直断层走向的二维偏移、三维偏移剖面才是正确的。

40. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 2. 在不同的剖面上识别同一断层的依据 • 在平行的剖面上，断层性质相同，断面、断盘产状相似； • 断开的地层层位基本一致或有规律的变化； • 断点位置靠近，断距相近或沿走向呈规律变化； • 同一断块、地层产状变化一致或有规律； • 区域性大断裂一般平行区域构造走向，断层两侧波组有明显差异 3．断点平面组合应注意的几点 ① 两条断层相交时，按断层发生的先后分为主干断层和派生断层； • 晚期的新断层切割老断层，老断层在新断层两侧发生错断；

41. §2 断层在时间剖面上的特征及解释 • 两个断层相接触时，小断层一端触到大断层上，其中长支是老断层或是同时伴生的。 • 深层断，浅不断是老断层；深浅都断，断差一致时一般为是新断层；落差上小、下大，是边沉积边发育（下图2-27） ② 平面组合时不能穿过无断点的剖面。 ③ 弧立断点应是断距小，延伸短的小断层。 ④地层倾角较大时，应结合偏移剖面，因剖面平行走向时，断层不能实现偏移归位，会出现假断点(如图2-28) a、N22线上断层面陡，测线近垂直断面走向。 b、E5线上断层面缓，测线近平行断层走向。 ⑤ 断点组合时，平面，剖面相结合，反复对比。

42. 假断点

43. §3 特殊地质现象在时间剖面上的特征与解释 一、不整合 分平行不整合与角度不整合，是地壳运动引起的沉积间断，对油气的聚集有密切关系。 1．平行不整合 • 老地层受上升运动，呈水平状态出露地表，受外力长期作用破坏，又受下降运动影响而沉降，继续接受新的沉积； • 上、下构造地层之间存在沉积间断（有侵蚀面），但产状一致，这种不整合叫平 行不整合。 • 侵蚀面长期受剥蚀，不光滑，易产生绕射，并由于波阻抗差变化大，使不整合面上的反射波振幅和波形变化也较大（图2-29）

44. 2．角度不整合 • 老地层受水平运动和垂直运动，产生倾斜或褶皱，风化剥蚀后再下降、继续接受沉积。 • 新地层与老地层以一定角度接触。时间剖面上，上下地层反射波同相轴出现一定交角，并沿水平方向靠拢合并。 • 不整合面以下的反射波相位依次被不整合面以上面反射波代替，直至形成不整合面下的地层尖灭。不整合面以上的反射波较连续，可长距离追踪； • 不整合面上的反射波振幅和波形不稳定；不整合面上波的能量强，也会出现绕射现象，出现干涉带（图2-30） 。

47. 二、超复，退复 • 属不整合，发生在盆地边缘和斜坡地带。 1．超复（底超） • 海侵发生时新地层依次超越下面老地层，沉积范围不断扩大而形成的。 • 不整合面上地层反射波相位依次被不整合面的反射波相位所代替； 2．退复 • 海退时新地层的沉积物分布范围依次减小，向中心退缩而形成的； • 不整合面以上的上覆地层内部，较新地层反射波依次被下伏老地层反射波代替。 • 在时间剖面上超复和退复都是存在几组互不平行且逐渐靠拢合并和相互干涉的反射同相轴。在超复点和退复点附近常有同相轴交叉合并现象。

48. 三、尖灭 • 岩层厚度逐渐变薄直至缺失，形成楔形地质体。尖灭可分： • ①岩性尖灭 ②不整合尖灭 ③超复尖灭 • ④退复尖灭 ⑤断层尖灭 • 尖灭可形成地层圈闭油气藏。 • 尖灭在时间剖面上的总表现形式也是同相轴逐渐靠拢合并，相位减少消失，出现尖灭点（上图，图2-31）。 • 超复、退复是角度不整合的一种特殊形式，时间剖面上它们的基本特点相同，都是几组互不平行的反射波逐渐靠拢合并。

50. 四、古潜山 1．什么是古潜山 • 是指不整合面以下被新沉积岩所复盖的古地形高。 • 古潜山与潜伏背斜的区分： • ① 潜伏背斜：地层平行。 • ② 古潜山：不整合面，有超复现象。 • 古潜山可形成各种构造圈闭和地层圈闭油气藏。 • 由于古地形长期经受风化、剥蚀和地下水的溶滤作用，下伏岩层尤其是碳酸岩的孔隙度和渗透率大大增加，可形成大的裂隙或溶洞， • 此外，不整合面是油气运移的通道。