Análisis del campo de ondas sísmicas
1. Análisis de las características del campo de ondas de la estructura unitaria
El campo de ondas sísmicas de la estructura unitaria se refiere a las pequeñas concavidades, pequeñas convexidades y la respuesta sísmica de unidades tectónicas locales como las fallas.
1) Onda giratoria
Existe una pequeña depresión en el tramo geológico, o se forma una interfaz cóncava cerca de la falla debido a la tracción. Cuando el radio de curvatura es menor que la profundidad del enterramiento, como se mencionó en el Capítulo 2, se formará un campo de ondas giratorio con las posiciones del punto de reflexión y del punto de recepción invertidas en el perfil de superposición horizontal. La Figura 5-2-2 (a) es el registro del campo de onda giratoria de dos pequeñas depresiones. La Figura 5-2-2 (b) es la sección transversal después de la migración y el reinicio de la onda giratoria y las dos pequeñas. Se han restaurado las depresiones. El prototipo hundido.
El campo de ondas giratorias tiene las siguientes características:
A. La onda giratoria tiene forma de arco y su rango de rotación está relacionado con la profundidad del enterramiento y la curvatura de la interfaz. Cuanto más profunda es la interfaz, mayor es el grado de curvatura y mayor es la zona de giro y, a la inversa, más pequeña es la zona de giro. Cuando el centro de curvatura de la interfaz cóncava está exactamente en el suelo, la luz autoexcitada y autorecogida se enfoca en un punto.
b. La interfaz cóncava, al igual que el espejo cóncavo, tiene la función de enfocar la energía. Especialmente en el punto tangente entre la onda reflejada de la interfaz plana y la onda de dirección (también llamado punto de dirección), las dos ondas son tangentes y la amplitud es muy fuerte.
cEl campo ondulatorio de la onda giratoria tiene la forma de un anticlinal, y el vértice del anticlinal debe ser el punto inferior de la pequeña depresión. Es precisamente debido a la forma del eje del evento similar a un "anticlinal" que las ondas en rotación se confunden fácilmente con reflejos de estructuras anticlinales subterráneas, lo que debe tomarse en serio. A principios de la década de 1970, una compañía petrolera occidental interpretó erróneamente las ondas arremolinadas como estructuras anticlinales, lo que provocó errores de perforación. Para recordar esta lección, pusieron la forma de onda giratoria en la portada de su libro de texto como advertencia.
Figura 5-2-2 Ondas de rotación en la sección de superposición horizontal (a) y la sección de desplazamiento (b)
Figura 5-2-3 Interfaz anticlinal y su autoexcitación Auto -colección perfil de tiempo t0
2) Onda divergente
La parte inferior de la Figura 5-2-3 es una interfaz anticlinal. En la sección de superposición horizontal, la onda reflejada en la interfaz del anticlinal todavía tiene forma de anticlinal, pero su amplitud de elevación hacia arriba y su amplitud aumentan en comparación con el anticlinal real, como se muestra en la parte superior de la Figura 5-2-3.
La interfaz anticlinal es como un espejo convexo, que tiene la función de difundir energía, por eso se le llama onda divergente.
3) Ondas de difracción
Las ondas de difracción se generarán en puntos de mutación litológica, como puntos de ruptura, puntos de pellizco y puntos de esquina en la superficie de erosión.
Figura 5-2-4 Puntos de ruptura de las ondas difractadas
La Figura 5-2-4 muestra las ondas difractadas generadas por la falla de Gudian en la cuenca de Songliao, China. La línea de estudio es perpendicular a la dirección de la falla, y el eje del evento que se curva hacia abajo se puede ver claramente en la sección, que es la onda difractada generada por el punto de ruptura.
La Figura 5-2-5 muestra las ondas de difracción generadas en la superficie de erosión.
Figura 5-2-5 Ondas de difracción en la superficie de erosión
Las ondas de difracción tienen las siguientes características:
A. Se ha demostrado teóricamente que la geometría de la onda en la sección superpuesta horizontalmente es una hipérbola. La onda de difracción se compara vívidamente con un "anticlinal", y la parte superior del "anticlinal" es la posición del punto de difracción. Si las ondas difractadas se producen mediante puntos de ruptura, entonces el punto de difracción es el punto de ruptura.
B. La energía de la onda difractada es más fuerte en el punto de difracción y luego se debilita hacia ambos lados. La fuerza de la amplitud también depende de la diferencia de litología a ambos lados del punto de difracción. Cuanto mayor sea la diferencia, mayor será la amplitud y viceversa. Además, también depende de la posición relativa del punto de recepción y del punto de difracción. Si el punto de recepción está directamente encima del punto de difracción, la energía es fuerte; si el punto de recepción está lejos del punto de difracción, la energía es débil.
La onda difractada generada por el punto de ruptura es tangente a la onda reflejada en la interfaz plana en el punto de difracción. La onda difractada se divide en dos mitades desde el punto tangente y la diferencia de fase entre las dos mitades. es 180. En la sección transversal, la mitad de la rama exterior es obvia, mientras que la mitad de la rama interior a menudo está sumergida por una fuerte reflexión y no es obvia. De esta manera, el fenómeno llamado "onda en capas (de falla) se refleja y difracta continuamente" aparecerá en la sección de superposición horizontal.
4) Perfil de onda
Cuando la distancia de la falla es grande, la impedancia de la onda de la roca en ambos lados del plano de la falla es obviamente diferente y la sección es suave. es una interfaz de reflexión. En este Las ondas reflejadas generadas en la interfaz se denominan ondas de perfil. La Figura 5-2-6 muestra la onda del perfil en el perfil autoexcitado y autocontraíble.
La Figura 5-2-7 es un diagrama esquemático simple del perfil de tiempo t0 de autoexcitación y autocontracción de una falla normal.
La onda de sección transversal tiene las siguientes características:
Figura 5-2-6 Onda reflejada de sección transversal
A. se cruza oblicuamente con la onda reflejada de la placa que cae, hay ondas difractadas en el punto de ruptura del borde, formando imágenes de ondas de difracción de reflexión, difracción de ondas de sección transversal y difracción de ondas de sección transversal (Figura 5-2-7).
Figura 5-2-7 Diagrama esquemático de la autoexcitación y autorretracción de una falla normal en el tiempo t0.
b Las ondas del perfil son a veces fuertes, a veces débiles, a veces inexistentes y aparecen de forma intermitente, lo que está relacionado con cambios en la litología en ambos lados del perfil y fluctuaciones en los coeficientes de reflexión.
Además de los cuatro tipos de ondas anteriores relacionados con estructuras geológicas especiales, las siguientes dos ondas sísmicas especiales también son comunes en perfiles de apilamiento horizontal.
5) Ondas múltiples
En la recopilación y procesamiento de datos de reflexión sísmica, aunque se utilizan muchos métodos para suprimir ondas múltiples, en áreas donde las ondas múltiples están bien desarrolladas (especialmente en el mar). , incluso si se utilizan conjuntos largos y alta cobertura para tratar de aumentar la diferencia de tiempo residual de múltiples ondas para debilitar múltiples ondas), este esfuerzo también tiene ciertas limitaciones (porque generalmente se requiere que la longitud del conjunto sea igual a la profundidad de la exploración capa objetivo, no puede diseñarse para que sea demasiado larga y el número de coberturas también está restringido por las condiciones de la superficie y la eficiencia de producción).
La Figura 5-2-8 es una vista transversal de múltiples olas en el mar.
Figura 5-2-8 Múltiples perfiles marinos
Las múltiples olas en el perfil de superposición horizontal tienen las siguientes características (también se pueden usar como marcas de identificación):
A. Ángulo de inclinación y marca de tiempo t 0. Este signo es más pronunciado para los múltiplos de escala completa, que son aproximadamente iguales a los múltiplos enteros de los múltiplos.
B. Señal de velocidad. Las ondas múltiples muestran características de baja velocidad en el espectro de velocidades.
C. Signos de emergencia. Si se generan múltiples ondas en una capa poco profunda relativamente suave, aparecerán ondas secundarias y terciarias en las capas medias y profundas del perfil, interfiriendo con el verdadero reflejo de las capas medias y profundas con un cierto ángulo de inclinación. diferente de las ondas primarias en las capas media y profunda. La reflexión se produce de forma oblicua, lo que dificulta el contraste.
La generación de múltiples ondas nos indica a menudo que existen cuerpos litológicos especiales (como rocas ígneas) con fuerte impedancia de onda en la superficie subterránea. En este sentido, los múltiplos son una información útil.
6) Ondas laterales
Cuando la línea de levantamiento es paralela a la tendencia estratigráfica, a menudo aparecen ondas fuera del plano vertical de la línea de levantamiento en la sección de superposición horizontal, que se llaman ondas laterales.
La Figura 5-2-9 es un diagrama esquemático que ilustra el mecanismo de formación de ondas de corte. La Figura 5-2-9a es un modelo de falla normal simple, en el que la línea topográfica principal y la línea topográfica de contacto (X es la línea topográfica principal, Y es la línea topográfica de contacto) están dispuestas en la superficie como líneas normales de depresiones. y las fallas pueden estar en la línea topográfica. Se realiza el punto de intersección S. La Figura 5-2-9b muestra que puede haber dos planos de rayos en la línea de contacto. La Figura 5-2-9 c muestra un perfil de tiempo t0 teórico (autoexcitación y autorretracción), donde t0B es el tiempo t0 teórico de. la placa descendente, t0A es el tiempo t0 teórico de la sección transversal, es decir, el tiempo de llegada de la onda lateral recibida en la línea de unión que pasa por el punto S en la superficie.
Figura 5-2-9 El mecanismo de formación de ondas laterales
A, B y C se explican en el texto.
La Figura 5-2-10 muestra la reflexión lateral de la falla de Gudian en la cuenca de Songliao. El lado derecho de la figura es el diagrama de estructura del espacio de trabajo. En la sección de interpretación sísmica de la línea 1480, hay un conjunto de reflexiones anormales fuertes y continuas, que son inconsistentes con la aparición de las capas de reflexión superior e inferior cerca de 1s. ¿De dónde viene? Combinando las características estructurales geológicas del área de trabajo y la interpretación geológica del perfil, las ondas anormales pueden explicarse razonablemente incluso después de cartografiar la estructura. Esto también muestra que la comparación de perfiles es un proceso de comprensión repetida e interpretación integral.
Figura 5-2-10 Onda lateral
2. Análisis de las características del campo de ondas sísmicas de estructuras complejas.
1) Campo de ondas de estructura compleja de interfaz única
Si la interfaz de un determinado estrato en estudio tiene grandes fluctuaciones y estructuras como anticlinales, sinclinales y fallas están relativamente desarrolladas, entonces en la horizontal Aparecerá una combinación compleja de las ondas especiales anteriores en el perfil de tiempo de superposición, y se producirán varios fenómenos como tangencia, sesgo e interferencia entre ellas, formando una imagen de onda compleja.
2) Campos de olas con estructuras complejas en interfaces multicapa
Si hay varias capas estructurales en la sección geológica, el desarrollo de las estructuras en cada capa puede o no ser heredado. De acuerdo con el principio de imágenes de autoexcitación y autocolección de los perfiles de superposición horizontal, las ondas que se propagan hacia arriba a lo largo de los rayos normales desde la interfaz de reflexión más profunda desviarán la dirección de propagación en todas las interfaces del medio suprayacente, haciendo que la imagen formada sea inconsistente con la geología real. estructura, lo que resulta en fenómenos complejos como "falsas estructuras" y "falsos puntos de interrupción".
Para simplificar la discusión, se adopta un método de simulación matemática que solo considera las características cinemáticas de las ondas sísmicas.
Figura 5-2-11 Teoría del trazado de rayos de interfaz de tres capas t 0 perfil de tiempo
A. Segunda interfaz; b. Cuarta interfaz oblicua; d. El diagrama t0 teórico general de la interfaz de tres capas
La Figura 5-2-11 es el perfil de tiempo teórico t0 del medio en capas de la interfaz de tres capas calculado mediante el modelado directo de trazado de rayos. La segunda interfaz del medio estratificado es muy ondulada y consta de dos pequeñas depresiones y pequeñas protuberancias. El perfil de tiempo t0 de esta capa se muestra en la Figura 5-2-11 a. Hay conexiones tangenciales e interferencias oblicuas entre las ondas reflejadas, las ondas de difracción, las ondas de rotación y las ondas divergentes, y la geometría es como dos "arcos" anidados. En términos de distribución espacial, parece haber cuatro eventos de reflexión abultados hacia arriba. Esta compleja imagen del campo de ondas no puede reflejar directamente la verdadera forma de la estructura geológica, lo que a menudo provoca artefactos o incluso errores de interpretación.
La tercera interfaz del medio en capas es horizontal, y el perfil de tiempo t0 teórico correspondiente se muestra en la Figura 5-2-11 b. Dado que la onda se propaga hacia arriba desde la interfaz a lo largo de la línea normal, el rayo. pasa a través de la primera interfaz, la parte cóncava "se enfoca" hacia el centro, y la parte convexa "diverge" hacia ambos lados, lo que hace que el perfil de tiempo teórico t0 de la interfaz horizontal fluctúe sincrónicamente con la interfaz suprayacente. La influencia de esta estructura compleja superpuesta sobre el campo de ondas estructural simple subyacente se denomina trampa de velocidad en la interpretación convencional de datos sísmicos. Debido a la velocidad desigual en la dirección transversal, los rayos de propagación de la onda se desvían y, como resultado, el tiempo t0 no es igual, lo que resulta en la llamada estructura falsa. Cuanto mayor sea el cambio lateral de velocidad (cuanto mayor sea la diferencia en la velocidad de la onda entre las interfaces superior e inferior), mayor será el impacto.
De manera similar, se puede analizar el campo de ondas de la cuarta interfaz oblicua en la Figura 5-2-11 c. Y la Figura 5-2-11 d es el campo de ondas complejo total de la interfaz de tres capas.
La Figura 5-2-12 es la sección transversal horizontal superpuesta real del talud continental del Mar de China Meridional. En la figura se puede ver que la topografía del fondo marino es muy ondulada, con fosas, plataformas suaves y montes submarinos estrechos y empinados. Debido a la trampa de velocidad causada por cambios drásticos en el terreno, las ondulaciones de las capas de reflexión debajo del fondo marino en el perfil de superposición horizontal son casi completamente consistentes con las ondulaciones del terreno (fluctuaciones sincrónicas). Los anticlinales y sinclinales que se muestran en el perfil son artefactos causados por la subida o bajada del tiempo de reflexión causado por la poca profundidad y profundidad de la capa de agua de mar de baja velocidad, y no son la verdadera forma de la estructura. Al interpretar esta sección se debe prestar especial atención a la influencia de la topografía del fondo marino.
Figura 5-2-12 Perfil sísmico de la topografía del fondo marino del talud continental del Mar de China Meridional
T2-interfaz inferior reflejo de la Formación Paleógena Yuehai: T4-inferior de la reflexión de la interfaz de la Formación Hanjiang del Terciario Superior T5 - Reflexión interna de la Formación Zhujiang del Paleógeno T7 - Reflexión de la interfaz inferior de la Formación Zhuhai del Terciario Inferior T8 - Reflexión del nuevo límite;
La influencia de las estructuras de depresión y elevación suprayacentes en el campo de ondas estructural simple subyacente se ha analizado anteriormente. En la práctica, también existe una influencia de la estructura de falla suprayacente en el campo de ondas estructural subyacente. La Figura 5-2-13 es un modelo en el que la interfaz superpuesta es una falla normal y la interfaz subyacente es una interfaz horizontal. Suponiendo que V2 > V1, el campo de ondas de la falla normal es el mismo que el de la Figura 5-2-7 (aquí no se consideran las ondas de difracción), y el campo de ondas de la interfaz horizontal subyacente se convierte en tres ejes en fase entrelazados, lo que resulta en un punto falso.
Del análisis anterior del campo de olas, se puede ver que la sección apilada horizontal no es una simple imagen de la sección geológica. Existen conexiones inherentes (similitudes) y diferencias (diferentes) entre ellas. En términos generales, cuando la estructura es simple, el eje de eventos de la onda reflejada puede reflejar intuitivamente la forma geométrica de la estructura; cuando la estructura es compleja, a menudo aparecen tres artefactos en la sección de apilamiento horizontal: primero, la sección de apilamiento horizontal es causada. por autoexcitación y autocontracción de imágenes El segundo son los artefactos relacionados con la velocidad, o la influencia de depresiones, levantamientos, fallas y otras estructuras complejas superpuestas en el campo de ondas sísmicas de la interfaz subyacente; el tercer artefacto son las ondas laterales en el perfil sísmico; pero una interfaz reflectante Hay dos ondas de reflexión en el perfil sísmico. Para superar esto, se deben realizar trabajos sísmicos tridimensionales.
Figura 5-2-13 La influencia de las fallas en los campos de olas subyacentes
3. Características del campo de olas de cuerpos geológicos especiales como colinas enterradas, estructuras de diapiros y arrecifes biológicos durante los terremotos. .
1) Características del campo de olas de las colinas enterradas
Las colinas enterradas se refieren al terreno antiguo debajo de la superficie de discordancia. A menudo están compuestos de estratos de roca carbonatada y pueden formar círculos bajo ciertas condiciones. cerca. El campo petrolífero de Huabei en China es un yacimiento de petróleo y gas dominado por colinas enterradas.
La Figura 5-2-14 es una sección sísmica de una colina enterrada con campos de ondas complejos. La cima de la colina enterrada es una superficie de discordancia, que tiene las características de ondas de reflexión de superficie de discordancia, que muestran formas de onda multifásicas, de fase fuerte y de baja frecuencia, acompañadas de ondas de difracción, ondas de perfil, ondas de rotación y ondas laterales.
Figura 5-2-14 Sección apilada horizontal de una colina enterrada
Debemos tener especial cuidado al comparar este tipo de perfiles sísmicos. Es necesario comprender los entresijos de varias oleadas y la relación entre ellas, y consultar el perfil migratorio para ayudar a explicarlo.
2) Características del campo de olas de las estructuras de diapiro
El diafragma de domo de sal o domo de lodo es un tipo importante de estructura de almacenamiento de petróleo, que puede formar depósitos de petróleo y gas con trampa estratigráfica con las rocas circundantes.
La Figura 5-2-15 es el perfil de migración del anticlinal del domo de sal en Qianjiang Sag, provincia de Hubei, China. Se puede ver en el perfil que las apariciones de ondas de reflexión en la superficie superior de la capa de fuente de sal y la placa inferior son inconsistentes, lo que se caracteriza por una parte superior gruesa y alas delgadas de la capa de fuente de sal y una convexidad débil en la parte inferior. lámina. Debido a que el domo de sal en sí no está bien estratificado, sólo hay eventos de reflexión esporádicos.
Figura 5-2-15 Perfil de migración anticlinal del domo de sal
3) Características del campo de olas de los arrecifes
En rocas carbonatadas marinas Los biohermos son un fenómeno importante en el petróleo exploración y puede formar yacimientos petrolíferos de biorreef. La Figura 5-2-16 es un perfil sísmico de los arrecifes marginales de la cuenca de la desembocadura del río Perla en China. En el perfil, el cuerpo del arrecife muestra las características de fuerte reflexión en la parte superior del arrecife, sin reflexión en el arrecife, desbordamiento en la parte superior en ambos lados, curvatura debajo del arrecife, difracción en el costado y en el fondo, velocidad anormal y forma de montículo. reflexión (ver la edad geológica de cada capa de reflexión en el perfil) Figura 5-2-12).
Figura 5-2-16 Perfil sísmico del arrecife que bordea la plataforma
En la interpretación de datos sísmicos, es muy importante identificar y comparar varias ondas sísmicas en el perfil sísmico y analizar el campo de ondas sísmicas. No solo eso, existe otro método de simulación de terremotos, que esencialmente establece un modelo geológico inicial basado en resultados de interpretación preliminares, calcula el campo de ondas sísmicas teórico y lo compara con el campo de ondas real para hacer que el plan de interpretación sea más razonable.