Análisis del campo de ondas sísmicas

El campo de ondas sísmicas es la respuesta sísmica global de los cuerpos geológicos subterráneos. El campo de ondas sísmicas de cuerpos geológicos simples se introdujo en el Capítulo 1. Las estructuras geológicas especiales formarán un campo de ondas sísmicas compuesto de ondas especiales en la sección de superposición horizontal. La distribución espacial de estas ondas especiales en la sección sísmica, el tamaño de la. el tiempo del eco y la amplitud. La fuerza, la debilidad, la continuidad de los eventos, etc. son signos importantes para identificarlos. Por lo tanto, es muy importante dominar las características del campo de ondas sísmicas de varios cuerpos geológicos especiales para un correcto trabajo de interpretación.

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 pequeñas concavidades, pequeñas protuberancias, fallas, etc. en el caso de medios uniformes (simples). interfaz de reflexión) Respuesta sísmica de unidades tectónicas locales en secciones apiladas horizontalmente.

1) Onda giratoria

Existen pequeñas depresiones en el perfil geológico, o se forma una interfaz cóncava por tracción cerca de la falla cuando su radio de curvatura es menor que el enterramiento. profundidad, como en el Capítulo 2 Como se analiza en , se formará en el perfil de superposición horizontal un campo de ondas giratorias en el que la posición del punto de reflexión y la posición del punto de recepción están mutuamente invertidas. La Figura 5-2-2 (a) es el registro del campo de la onda de giro de dos pequeñas depresiones. La Figura 5-2-2 (b) es la sección transversal después de la migración y el restablecimiento de la onda de giro y las dos originales. de una pequeña depresión.

El campo de ondas de giro tiene las siguientes características:

A. La onda de giro tiene una forma geométrica de "pajarita" y su rango de rotación está relacionado con la profundidad del enterramiento y la curvatura del campo. interfaz. Cuanto más profunda es la interfaz, más curvada es y mayor es el área de rotación. Por el contrario, menor es el área de rotación. Cuando el centro de curvatura de la interfaz cóncava esté exactamente en el suelo, los rayos autoexcitados y autorretráctiles se enfocarán en un punto.

B. La interfaz cóncava es como un espejo cóncavo, que tiene la función de enfocar la energía. Especialmente en el punto tangente entre la onda reflejada de la superficie plana y la onda de giro (también llamado punto de giro), las dos ondas son tangentes y tienen una gran amplitud.

C. El campo ondulatorio de la onda giratoria tiene forma de "anticlinal", y el vértice de su "anticlinal" debe ser el punto inferior de la pequeña depresión. Precisamente porque la onda de giro tiene una forma de eje de evento similar a un "anticlinal", es fácil confundirla con un reflejo de la estructura anticlinal subterránea. Esto debe tenerse en cuenta. A principios de la década de 1970, una compañía petrolera occidental interpretó erróneamente la onda de giro como una estructura anticlinal, lo que provocó un error de perforación. Para tener en cuenta esta lección, utilizaron específicamente la forma de onda de giro en la portada del libro de texto como advertencia.

Figura 5-2-2 Ondas giratorias en la sección de superposición horizontal (a) y sección de desplazamiento (b)

Figura 5-2-3 Interfaz anticlinal y su excitación natural y autoexcitación -perfil de tiempo t0 de retracción

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 desde la interfaz anticlinal todavía tiene forma anticlinal, pero su rango de abultamiento hacia arriba y su amplitud aumentan con respecto al anticlinal real, como se muestra en la parte superior de la Figura 5-2-3.

La interfaz anticlinal es como un espejo convexo, que difunde energía, por eso se le llama onda divergente.

3) Ondas de difracción

Las ondas de difracción se generarán en cambios repentinos en la litología, como puntos de ruptura, puntos de pellizco y puntos angulares en la superficie de erosión.

Figura 5-2-4 Ondas de difracción en los puntos de ruptura

La Figura 5-2-4 son las ondas de difracción generadas por la falla de Gudian en la cuenca de Songliao, mi país. La línea de estudio. Vertical a la dirección de la falla, 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. de la onda en la sección de superposición horizontal es una hipérbola, lo cual ha sido demostrado teóricamente. La onda de difracción se compara vívidamente con un "anticlinal", y la parte superior del "anticlinal" es la posición del punto de difracción. Si la onda difractada es generada por un punto de ruptura, entonces el punto de difracción es el punto de ruptura.

B. La energía de la onda de difracción es más fuerte en el punto de difracción y luego se vuelve más débil hacia ambos lados. La intensidad de la amplitud también depende de la diferencia de litología a ambos lados del punto de difracción. Si la diferencia es grande, la amplitud será fuerte y viceversa. Además, 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 será fuerte. Si el punto de recepción está lejos del punto de difracción, la energía será. ser débil.

La onda de difracción generada por el punto de ruptura es tangente a la onda reflejada desde la superficie plana en el punto de difracción. Desde el punto tangente, la onda de difracción se divide en dos medias ramas y la diferencia de fase entre ellas. dos medias ramas es de 180°. La mitad de la rama exterior es más obvia en la sección transversal, mientras que la mitad de la rama interior a menudo está sumergida por una fuerte reflexión y no es obvia.

De esta forma, en el perfil de superposición horizontal aparecerá el llamado fenómeno de "ondas de falla continuas (con fallas) y reflexión y difracción continua".

4) Onda de sección

Cuando la distancia de la falla es grande, la impedancia de onda de las capas de roca en ambos lados del plano de falla es significativamente diferente y la sección es relativamente suave. El plano de falla en sí es una interfaz reflectante; la onda reflejada generada en esta interfaz se llama onda de sección transversal. La Figura 5-2-6 muestra la onda de sección en la sección autoexcitada y autorretráctil.

La Figura 5-2-7 es un diagrama esquemático de un perfil de tiempo t0 de autoexcitación y autorretracción relativamente simple de una falla normal.

Las ondas de sección tienen las siguientes características:

Figura 5-2-6 Ondas de reflexión de sección

A. Las ondas de sección a menudo se cruzan oblicuamente con las ondas de reflexión del placa descendente También hay ondas difractadas en el punto del borde roto, formando una imagen de onda en la que la reflexión está conectada a la difracción, la difracción está conectada a las ondas de sección y las ondas de sección están conectadas a la difracción (Figura 5-2-7).

Figura 5-2-7 Diagrama esquemático del perfil de tiempo t0 de autoexcitación y autocontracción de una falla normal

B. La onda de sección es a veces fuerte, a veces débil, a veces está ausente y aparece de forma intermitente. Esto es consistente con Los cambios de litología en ambos lados de la sección hacen que el coeficiente de reflexión varíe de vez en cuando.

Además de los cuatro tipos de fluctuaciones anteriores relacionados con estructuras geológicas especiales, las siguientes dos fluctuaciones sísmicas especiales también se observan comúnmente en perfiles de apilamiento horizontal.

5) Ondas múltiples

En la recopilación y procesamiento de datos de reflexión sísmica, aunque se utilizan una variedad de métodos para suprimir ondas múltiples, en áreas donde las ondas múltiples están muy desarrolladas (Especialmente en el mar, aunque se utilizan disposiciones más largas y tiempos de cobertura más altos en un intento de aumentar la diferencia de tiempo restante de múltiples olas para debilitar múltiples olas), este esfuerzo tiene ciertos límites (porque la disposición generalmente requiere La longitud es aproximadamente igual a la profundidad de la capa objetivo de exploración, y no se puede diseñar para que sea demasiado larga (el número de coberturas también está restringido por las condiciones de la superficie y la eficiencia de producción). Hay más o menos energía residual de múltiples ondas en el perfil.

La Figura 5-2-8 es una sección transversal de múltiples olas en el mar.

Figura 5-2-8 Perfil marítimo de olas múltiples

En el perfil de superposición horizontal, las olas múltiples 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 obvio para múltiplos completos, que son aproximadamente iguales a múltiplos enteros del número de múltiplos.

B. Señal de velocidad. Las ondas múltiples muestran características de baja velocidad en el espectro de velocidades.

C. Signo de ocurrencia. Si se generan múltiples ondas en una capa poco profunda con una apariencia relativamente suave, aparecerán ondas secundarias y terciarias en las partes media y profunda del perfil, interfiriendo con las reflexiones medias y profundas reales con un cierto ángulo de inclinación, y aparecerán múltiples ondas. en las partes media y profunda del perfil, el fenómeno de interferencia oblicua de las ondas reflejadas primarias profundas dificulta la comparación.

La generación de ondas múltiples a menudo también nos indica que existen cuerpos litológicos especiales (como rocas ígneas) con superficies de fuerte impedancia de onda bajo tierra. Desde este punto de vista, las ondas múltiples son otro tipo de información útil. .

6) Ondas laterales

Cuando la línea de levantamiento es paralela a la tendencia estratigráfica, a menudo aparece una onda desde fuera del plano vertical de la línea de levantamiento en la sección de superposición horizontal, que es llamada onda lateral.

La Figura 5-2-9 es un diagrama esquemático que ilustra el mecanismo de formación de ondas laterales. La Figura 5-2-9a es un modelo de falla normal simple. La línea topográfica principal y la línea topográfica de contacto están dispuestas en la superficie (X es la línea topográfica principal, Y es la línea topográfica de contacto, el punto de intersección S del topografía). Las líneas se pueden utilizar como placa descendente. Rayos normales a la falla. 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 el perfil de tiempo t0 teórico (autoexcitación y autorretracción). t0B es el tiempo t0 teórico del. disco descendente, y t0A es El tiempo teórico t0 de la sección es el tiempo de llegada de la onda lateral recibida en la línea de contacto que pasa por el punto S en la superficie terrestre.

Figura 5-2-9 El mecanismo de formación de ondas laterales

Consulte el texto para obtener descripciones de a, byc

Figura 5-2- 10 es el reflejo lateral de la falla de Gudian en la cuenca de Songliao. El lado derecho de la imagen es el diagrama estructural del área de trabajo. En el tramo de interpretación sísmica de la línea 1480, hay un grupo de reflexiones anormales alrededor de 1 s que son fuertes, continuas e inconsistentes con la ocurrencia de las capas de reflexión superior e inferior. Se dio una explicación razonable para la onda anormal con base en las características estructurales geológicas del área de trabajo y la interpretación geológica de la sección, incluso después de que se realizó el mapa estructural. 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 estructuras complejas con un solo interfaz

Si la interfaz de un estrato en estudio tiene grandes fluctuaciones y estructuras como anticlinales, sinclinales y fallas están relativamente desarrolladas, entonces aparecerá una combinación compleja de las ondas especiales mencionadas anteriormente en la horizontal. Perfil de tiempo de superposición Entre ellos se producen diversos fenómenos como tangencia, intersección oblicua e interferencia, formando imágenes de ondas complejas.

2) Campos de ondas de estructuras complejas en interfaces multicapa

Si hay varias capas estructurales en la sección geológica, el desarrollo de las estructuras en cada capa puede ser o no heredado. De acuerdo con el principio de autoexcitación y autocolección de imágenes de perfiles de superposición horizontal, las ondas que se propagan hacia arriba a lo largo del rayo normal desde la interfaz de reflexión más profunda desviarán la dirección de propagación en todas las interfaces del medio superpuesto, lo que hará que la imagen formada sea diferente. De la imagen real, la estructura geológica es inconsistente y aparecen fenómenos complejos como "falsas estructuras" y "falsos puntos de ruptura".

Para simplificar el problema de discusión, se adopta un método de simulación matemática que solo considera las características cinemáticas de las ondas sísmicas.

Figura 5-2-11 Perfil de tiempo teórico t 0 del trazado de rayos de interfaz de tres capas

a. La tercera interfaz horizontal c. interfaz d. El perfil t0 teórico total 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 modelado directo de trazado de rayos. La segunda interfaz de este medio en capas tiene grandes fluctuaciones y está compuesta por dos pequeñas depresiones y pequeñas protuberancias. El perfil temporal t0 de esta capa se muestra en la Figura 5-2-11 a. En la figura, hay fenómenos tales como conexión tangencial e interferencia oblicua entre ondas reflejadas, ondas de difracción, ondas de giro, ondas divergentes, etc. La forma geométrica es como dos "pajaritas" anidadas. En términos de distribución espacial, parece haber cuatro eventos de reflexión abultados hacia arriba. Esta imagen compleja del campo de ondas no puede reflejar directamente la verdadera forma de la estructura geológica y, a menudo, causa impresiones falsas e incluso errores de interpretación.

La tercera interfaz del medio en capas es horizontal y la Figura 5-2-11 b muestra su perfil de tiempo t0 teórico correspondiente. Dado que la onda que se propaga hacia arriba a lo largo de la línea normal desde la interfaz se "enfoca" hacia el centro a través de la parte cóncava de la primera interfaz, los rayos "divergen" hacia ambos lados en la parte convexa, lo que da como resultado el perfil de tiempo teórico t0 de la línea horizontal. Se producen subidas y bajadas sincrónicas 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 que la velocidad es lateralmente desigual, los rayos de propagación de la onda se desvían. Como resultado, el tiempo t0 también es desigual, lo que da lugar a 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), más severo será este efecto.

De la misma manera, 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 de superposición horizontal real del talud continental del Mar de China Meridional en mi país. En la imagen se puede ver que el terreno del fondo marino es muy ondulado, con fosas, plataformas suaves y montes submarinos estrechos y empinados. La trampa de velocidad formada debido a los cambios dramáticos en el terreno hace que las ondulaciones de las capas de reflexión debajo del fondo marino en el perfil horizontal superpuesto sean casi idénticas a las ondulaciones del terreno (subidas y bajadas sincrónicas). Los "anclinales" y "sinclinales" que se muestran en la imagen. El perfil son capas de agua de mar de baja velocidad. La ilusión causada por el pull-up o pull-down del tiempo de reflexión causado por lo "superficial" y lo "profundo" no es la verdadera forma de la estructura. Al interpretar este perfil, se debe prestar especial atención. Se debe prestar especial atención a la influencia de la topografía del fondo marino.

Figura 5-2-12 Perfil sísmico de la topografía submarina del talud continental del Mar de China Meridional

T2—Reflejo del fondo de la Formación Guangdong del Terciario Superior T4—Terciario Superior; Formación Hanjiang Reflexión del límite inferior T5 - Reflexión interna de la Formación Zhujiang del Terciario Superior T7 - ​​Reflexión del límite inferior de la Formación Zhuhai del Terciario Inferior T8 - Reflexión del fondo Cenozoico; patrones de depresión y elevación suprayacentes La influencia de las estructuras en el campo de ondas estructural simple subyacente, de hecho, también existe la influencia de la estructura de falla suprayacente en el campo de ondas estructural subyacente. La Figura 5-2-13 es un modelo con una falla normal en la interfaz suprayacente y una interfaz horizontal en la interfaz subyacente. Suponiendo v2>v1, el campo de onda de la falla normal es el mismo que el de la Figura 5-2-7 (difracción). Las ondas no se consideran aquí), el campo de ondas en la interfaz horizontal subyacente se convirtió en tres eventos mutuamente interrumpidos y aparecieron falsos puntos de interrupción.

Del análisis anterior del campo de olas, se puede ver que el perfil de superposición horizontal no es un simple reflejo del perfil geológico. Los dos están intrínsecamente relacionados (similares) y diferentes (no iguales). .

En términos generales, cuando la estructura es relativamente simple, el eje del evento de onda de reflexión puede reflejar más intuitivamente la forma geométrica de la estructura. Cuando la estructura es compleja, a menudo aparecen tres tipos de artefactos en la sección de superposición horizontal: uno se debe a uno mismo; -excitación y autocontracción de la sección de superposición horizontal El efecto de compensación que aparece en las imágenes el segundo son artefactos relacionados con la velocidad, o el impacto de estructuras complejas como depresiones, levantamientos y fallas superpuestas en el campo de ondas sísmicas de la interfaz subyacente; ; el tercer artefacto es la onda lateral en el perfil sísmico, una interfaz reflectante tiene dos ondas reflejadas en el perfil sísmico. Para superar esto, se debe realizar un trabajo sísmico tridimensional.

Figura 5-2-13 El impacto de las fallas en los campos de ondas subyacentes

3. Características del campo de ondas sísmicas de cuerpos geológicos especiales como antiguas colinas enterradas, diapiros y arrecifes

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1) Características del campo de olas de antiguas colinas enterradas

Las antiguas colinas enterradas se refieren a alturas de terreno antiguas debajo de la superficie de discordancia. A menudo están compuestas de estratos de carbonato. Bajo ciertas condiciones, se pueden formar trampas. . El campo petrolífero de Huabei en mi país es un yacimiento de petróleo y gas dominado por antiguas colinas enterradas.

La Figura 5-2-14 es una sección sísmica de una antigua colina enterrada. Su campo de ondas es relativamente complejo. La cima de la colina enterrada es una superficie de discordancia, que tiene las características de ondas de reflexión de superficie de discordancia. , que muestra formas de onda multifásicas de baja frecuencia y fase fuerte, acompañadas de ondas de difracción, ondas de sección, ondas de giro, ondas laterales, etc.

Figura 5-2-14 Sección apilada horizontal de una antigua colina enterrada

Se debe tener especial cuidado al comparar dichos perfiles sísmicos. Comprenda el contexto y la relación de las distintas ondas y consulte los perfiles de compensación para ayudar en la interpretación.

2) Características del campo de olas de las estructuras de diapiro

Los diapiros de domo de sal o domo de lodo son un tipo importante de estructura de almacenamiento de petróleo. Pueden formar trampas estratigráficas con las rocas circundantes para atrapar petróleo y gas. Tibetano.

La Figura 5-2-15 es la sección desplazada del anticlinal del domo de sal en Qianjiang Sag, provincia de Hubei, mi país. 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 muestra que las características de la capa de fuente de sal son gruesa en la parte superior y delgada en las alas, y en la parte inferior. la placa es débilmente convexa. La cúpula de sal en sí no tiene una buena estructura en capas y sólo presenta eventos de reflexión esporádicos.

Figura 5-2-15 Sección compensada del anticlinal del domo de sal

3) Características del campo de olas de los arrecifes

Los arrecifes en carbonato marino son un fenómeno importante en el petróleo La búsqueda puede formar yacimientos petrolíferos de arrecife. La Figura 5-2-16 es el perfil sísmico del arrecife marginal en la cuenca de la desembocadura del río Perla en mi país. El arrecife muestra una fuerte reflexión en la parte superior del arrecife, no hay reflexión en el arrecife, se superpone en ambos lados y se dobla debajo. arrecife y difracción en el fondo lateral. La velocidad es anormal y la reflexión tiene forma de montículo (la edad geológica de cada capa de reflexión en el perfil se muestra en la 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 diversas fluctuaciones sísmicas en el perfil sísmico. y analizar y estudiar el campo de ondas sísmicas. Trabajo importante. En la actualidad, no se limita a esto, ha surgido 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 elaborar el plan de interpretación. más razonable.