反射地震资料的解释

5.5.1 地震资料解释的流程

1.地震资料的初步整理和评价

时间剖面整理后要进行评价工作，一般分优良、合格、废品三级。优良剖面要求处理无误、信噪比高、勘探目的层全、地质现象清楚等；凡达不到以上要求，但仍可用于作解释的剖面质量定为合格；剖面质量差到已不能用于解释，就评为废品。

2.速度参数的研究

速度参数是进行资料解释必不可少的重要参数。我们知道时间剖面只反射波的时间信息，要使时间剖面变成地质剖面，这中间要进行时深转换，就要用到速度参数。速度参数的精度如何将直接关系到地质成果的可靠性。

地震勘探中速度资料的主要来源是地震测井、声波测井和速度谱。我们要对这些资料进行分析研究和综合解释，最终确定工区所使用的速度资料。

3.波的对比

波的对比工作的任务是运用地震波传播规律方面的知识，分析研究时间剖面上的反射同相轴的特征，识别和追踪来自反射界面的反射波，并且在一条或多条剖面上识别属于同一界面的反射波。

4.地震剖面的地质解释

地震剖面地质解释的一个任务是根据过井测线或井旁测线上各反射层的特征（时间、振幅、频率、连续性等）与井孔资料的对比，推断各反射层所相当的地质层位。

剖面地质解释的另一个任务是识别断层、地层尖灭、不整合、古潜山等在时间剖面上的空间几何形态。

5.绘制平面图

在地震剖面的地质解释工作中要绘制深度剖面、构造图和等厚度图等。构造图是根据工区所有测线上得到的剖面，做出反映地下某一个地层界面的起伏变化的完整图件。它是地震解释的主要成果图件。

6.做出地质评价

根据地震资料解释的成果，结合地质资料，再运用相关地质等方面的理论，评价工区地质环境或资源的远景，建议下一步探点，写出地震资料解释的成果报告。

5.5.2 时间剖面的对比

在时间剖面上反射层位表现为同相轴的形式。在地震记录上波动的相同相位的连线叫作同相轴。因此，在时间剖面上反射波的追踪实际上就变为同相轴的对比。我们可以根据反射波的动力学和运动学的特点来识别和追踪同一界面的反射波。

来自同一反射界面的反射波，直接受该界面的埋藏深度、岩性、产状以及覆盖层等因素的影响。如果这些因素在一定范围内变化不大，具有相对的稳定性，这就会使得同一反射波在相邻接收点上反映出相似的特点。这一点正是对比同一反射界面的依据。属于同一反射界面的反射波，其同相轴有如下特征（图5-16）。

（1）反射界面反射波振幅显著增强。这是反射波的主要动力学特征之一。经过野外和处理中一系列提高信噪比的措施后，时间剖面上反射波的能量一般都大于干扰背景的能量，这种振幅显著增强的标志表现在时间剖面上具有较大的梯形面积。

（2）波形相似。这是反射波的又一主要动力学特征。同一反射波在相邻地震道上的波形相似（包括视周期、相位数、包络线、各极值点的振幅比等）。其表现在时间剖面上，则是梯形“黑疙瘩”的形状、面积大小、“黑疙瘩”数目及其时间间隔相同或相似。

图5-16 反射地震剖面上同一界面的反射波同相轴特征

（3）同相性。这是波的运动学特点之一。由于同一反射波到达相邻检波器的路程是相近的，因而同一反射波相同相位在相邻地震道上的记录时间是相近的。同相轴应是一条圆滑的曲线，同一反射波的不同相位同相轴应彼此平行，这称为同相轴平行，或称为同相性。在时间剖面上，同相轴近似为一条直线，并有一定的长度。

同相轴在时间剖面上还具有渐变的特点，它在时间、能量和波形上都是连续、平滑和渐变的。因为地震波在介质中的传播是渐变的，所以波场也是连续和渐变的。

以上三个波对比的标志是从不同方面反映了同一反射波的特征，它们并不是彼此孤立、毫无联系，它们也不是绝对的、一成不变的，因为反射波的波形、振幅、相位与许多因素有关，如激发接收条件、地下地质因素、处理方法等。一般来说，与激发、接收等地表条件有关的影响，会使同相轴由浅到深发生同样的畸变；而与地下地震地质条件变化有关的影响，往往只使一个或几个同相轴发生畸变。如沉积岩的岩性和厚度在纵向横向上发生了变化，则这3个特征也会发生变化。所以，在波的对比中要善于分析研究各种条件，弄清同相轴变化的原因，严格区分是地质因素还是人为因素。

5.5.3 时间剖面的地质解释

1.剖面地质解释的主要任务

一般要选择有代表性的区域地震剖面进行地质综合解释，复杂地区应选择垂直构造走向并且经过偏移处理的剖面。其目的是：

（1）确定标准层及其相当的地质层位、确定地质构造层、了解地层厚度变化和接触关系，可能时确定沉积厚度。

（2）了解构造形态及其基本特征。

（3）了解断层性质、断距和断面产状等。

（4）了解火山岩是否存在及其分布规律。

（5）划分构造带。

2.标准层地质层位的确定

1）层位的确定

层位的确定主要依靠钻井资料或其他地质资料，可作工区或邻区内的连井测线，将标准层及各反射层与钻井地质层位连接起来。只有当界面倾角不大时才可直接引用钻井分层数据。当界面倾角较大时，分层数据应经过适当校正才可展在剖面上。在没有钻井的地区，只能根据区域地质资料，结合剖面特征确定层位。

图5-17为南海北部陆缘区的一个实例。在反射地震水平叠加时间剖面上，黑色线条表示的T7反射波组由1～2个相位组成，视频率低，振幅和连续性均不稳定，同相轴品质变化较大。在斜坡和隆起部位能量较强，连续性也较好，见超覆和削蚀现象。在沉积厚度较大的拗陷区，振幅相对减弱，连续性变差。该波组最大的特征是将地震反射层序分为产状、连续性、频率和振幅等均有明显差异的两大套，显然为一个在全区易于识别追踪的区域性不整合面。浅绿色线条表示的Tg反射波组，即声波基底反射波组，表现为1～3个相位，低频、中强振幅、低连续 断续反射，同相轴粗糙，呈蠕虫状扭曲，具风化剥蚀面的特点，其下为杂乱反射或无反射。按声波基底定义，Tg波实质上是一穿时面，在凹陷边缘斜坡带，Tg常被其上覆的反射层序逐层超覆，在隆起区常见不同时期的不整合面合为一体。

而T7至Tg反射层序，呈不同规模的条、块状散布于不同区间，分割性很强，其边界往往受断层控制。该层序常为一套变振幅、中 低频率、低连续 不连续反射层组，具平行 亚平行、发散及乱岗状等多种结构，楔状充填外形，其层速度为4000～5000m/s，一般厚度为500～2000m，局部厚达5000m。钻井资料揭示这套层组主要为始新古新统，局部可能包括白垩系顶部，相当于神狐组、文昌组和恩平组，均为陆相沉积，偶见海相夹层。由图可见，这套地层分布在现存新生代盆地奠基的局部凹陷中，属张性盆地早期阶段的沉积。

图5-17 反射层地质层位的确定

2）标准层与沉积岩相的关系

反射标准层的好坏，由水平方向沉积的稳定性决定。掌握下列沉积岩与反射波形的关系，有利于层位解释。

（1）海相灰岩地层。这种地层的沉积条件最稳定，在水平方向的地层组合相似性保持最好，其反射标准波的波形特征隔数十甚至数百千米仍然不变，因而可得到最好的反射标准层。

（2）深水湖相薄层灰质地层组合。这种地层往往是由泥岩、页岩、白云岩、泥灰岩以及薄层灰岩的互层组成，其稳定性和延伸范围虽然不及海相沉积，但仍然是比较稳定的。

（3）浅水湖相泥质岩为主，夹砂岩地层及沼泽相煤系地层。这种沉积组合只有一定的稳定性，产生的反射波能在一定范围内追踪，能量也较强。但往往有对比中断、波形不太稳定、相位数变化较快等特点。

（4）河流三角洲的砂泥岩互层组合。这种沉积稳定性很差，岩性变化大，反射波波形不稳定，短反射段较多、范围较小、难于连续追踪。

（5）氧化条件下的河流相沉积。河流相沉积以红色砂岩为主，可得到反射波，干涉现象严重。

（6）坡积相及洪积相的山麓快速砂砾岩堆积。由于胶结不好或没有光滑的界面，地震波在这里产生的多是散射，只有当砾岩层中夹有泥岩层时才会得到零星反射。

（7）较大沉积间断的不整合面。不整合面两侧岩石性质往往差别较大，形成明显的波阻抗分界面，可得到很好的反射。例如，在不整合面上往往存在稳定的底砾岩，呈区域性分布，形成可连续追踪的反射波。在沉积间断期间，有时构造运动使基性火山岩的喷发物（如玄武岩等）分布在不整合面上，这些火山岩与上覆沉积地层间反射系数很大，产生强的反射波，但其范围较小，往往零星分布。由于强波阻抗界面的存在，玄武岩界面通常引起强的多次反射，甚至有些地区会形成陆上鸣震。

3）标准层的追踪

选好标准层后，要在全区测网中选出质量好的作为基干剖面，包括主测线和联络测线，以构成基干剖面网。对基干剖面的要求是：

（1）反射标准层特征明显，最易连续追踪；

（2）剖面构造简单，断层少；

（3）在工区内均匀分布，可控制全区。

根据基干剖面网，将所选的反射标准层对比追踪到全区的所有剖面上去。在反射标准层质量不好甚至没有标准层的地段，可以用构造层的特征及其上下反射层的产状来控制。可以认为在很小的地段内，标准层与上下反射层的时间间隔近似相等或者是渐变的，这样就可以人为地画出连续界面。这种人为画出的反射层位称为换算层，或叫假想层，在剖面上用虚线表示，以和真实的反射层位相区别。当然，在一个剖面上这种假想层的地段不能太多，否则这一层就不能叫标准层了。

4）剖面的闭合

根据剖面交点处的t0时间应该相等来进行剖面交点闭合。除了交点闭合外还应推广到测线网的闭合。例如，沿着由两条主测线和两条联络测线构成的矩形封闭测网，标准层追踪也应闭合。当闭合圈中有断层时，应把断距考虑在内。

剖面闭合是检查对比质量、连接层位、保证解释工作正确进行的有效方法。一般闭合差不能超过半个相位。如果不闭合，应找出导致测线交点闭合差的各种原因，其可能因素有：

（1）由于两条测线施工时间不同，导致波的传播时间确实发生了变化。例如，陆上地震施工时间不同，地下潜水面可能会有较大变动，或者在海上勘探时潮汐造成水面高低不同。

（2）地形测量误差。

（3）各条测线上采用了不同的处理程序或不同的参数。

（4）两条测线的野外施工因素不同，这包括激发接收条件、所用仪器等。测线上所用仪器型号不同或型号相同但所选参数不同，也会导致测线间不闭合。

遇到这些情况要尽可能设法减小和消除平均闭合差。

3.断层的解释

实践积累了大量研究断层的经验，总结出下列识别断层的主要标志（图5-18）。

1）反射波同相轴错断

断层规模不同可表现为反射标准层的错断和波组波系的错断，在其两侧波组关系稳定，波组特征清楚。这一般是中、小型断层的反映。其特点是断距不大、延伸较短、破碎带较窄。

图5-18 反射地震剖面上断层的识别标志

2）反射波同相轴突然增减或消失

波组间隔突然变化这往往是基底大断层的反映。这种基底大断层多为长期活动，上升盘的基底大幅度地抬起，遭受侵蚀。其上部沉积很少，甚至未接收沉积，造成地层变薄或缺失，因而在时间剖面上断层上升盘的同相轴减少，变浅甚至反射波缺失。相反，在下降盘由于大幅度下降，往往形成沉降中心，沉积了较厚较全的地层，在时间剖面上反射波同相轴明显增多，反射波齐全。这类断层的特征是形成期早、活动时间长、断距大、延伸长、破碎带宽。它对地层厚度起着控制作用，一般是划分区域构造单元的分界线。

3）反射波同相轴产状突变

反射波反射零乱或出现空白带。由于断层错动引起两侧地层产状突变，相应在时间剖面上反射同相轴形状突变。

由于断层面的屏蔽作用，引起断面下反射波的射线畸变和反射波能量减弱，造成断面以下反射层次不清，产状紊乱，出现资料空白带。一般断层越大，屏蔽作用越强，空白带也越宽。

4）标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象

一般标准反射波同相轴发生分叉、分并、扭曲、强相位转换等现象是小断层的反映。应注意，这类变化有时可能是由于地表条件变化或地层岩性变化，以及波的干涉等引起的。为了区别它们，要综合考虑上下波组关系作具体分析。