地震勘探理论基本知识课件(最终)
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2.第一章 地震勘探的理论基础
发。实践表明，不论使用哪种震源，在激发时， 激振点附近的一定区域内所产生的压强将大大地 超过其介质的弹性极限而发生岩土大破裂与挤压 形变等，形成一个塑性与非线性形变带。再向外
其压强不断地减小，直至其周围介质能产生完全 的弹性形变。
破坏圈 塑性带
弹 性 形 变 区
爆炸对岩石的影响示意图
上述震源点附近的非线性形变区称之为等效空 穴，等效空穴边缘的质点，在激发脉冲的挤压下， 质点将产生围绕其平衡位置的振动，形成了初始的 地震子波，这种振动是一种阻尼振动，在介质中沿 射线方向向四面八方传播，形成地震波。又因为接 收和研究地震波传播的空间一般都远离震源点，其
在地表以人工方法激发地震波，在向地
下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界
面，地震波将发生反射与折射，在地表或井
中用检波器接收这种地震波。收到的地震波
信号与震源特性、检波点的位置、地震波经
过的地下岩层的性质和结构有关。
通过对地震波记录进行处理和解释， 可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘 探在分层的详细程度和勘查的精度上，都 优于其他地球物理勘探方法。 地震勘探的 深度一般从数十米到数十 千米。
2.波剖面图 如下图所示，假定在某一确定的时刻 t，在距离 震源点O的一定范围内的各不同距离的点上，同时观 察它们的质点振动的情况，并以观测点与振源O的距 离x为横坐标，以质点离开平衡位置的位移 u为纵坐 标作图所得图形如下图（b）所示，
波剖面示意图
从图中可以看出质点振动的波长和该时刻的 起振点 x2（波前）及停振点 x1（波尾）等特 征。描述某一时刻 t 质点振动位移u 随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。
地看作为弹性介质。
在地震勘探中，采用人工震源激发地震波， 人工震源的激发是脉冲式的，作用时间极短，且 激发的能量对地下岩层和接收点处的介质所产生 的作用力较小，因此可以把它们近似地看作弹性 介质，并用弹性理论来研究地震波的传播问题。 在弹性理论的研究中，根据介质的不同特征可分 为各向同性与各向异性两类介质。凡是弹性性质 与空间方向无关的称为各向同性介质(isotropic medium)；反之则称为各向异性介质(anisotropic
其压强不断地减小，直至其周围介质能产生完全 的弹性形变。
破坏圈 塑性带
弹 性 形 变 区
爆炸对岩石的影响示意图
上述震源点附近的非线性形变区称之为等效空 穴，等效空穴边缘的质点，在激发脉冲的挤压下， 质点将产生围绕其平衡位置的振动，形成了初始的 地震子波，这种振动是一种阻尼振动，在介质中沿 射线方向向四面八方传播，形成地震波。又因为接 收和研究地震波传播的空间一般都远离震源点，其
在地表以人工方法激发地震波，在向地
下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界
面，地震波将发生反射与折射，在地表或井
中用检波器接收这种地震波。收到的地震波
信号与震源特性、检波点的位置、地震波经
过的地下岩层的性质和结构有关。
通过对地震波记录进行处理和解释， 可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘 探在分层的详细程度和勘查的精度上，都 优于其他地球物理勘探方法。 地震勘探的 深度一般从数十米到数十 千米。
2.波剖面图 如下图所示，假定在某一确定的时刻 t，在距离 震源点O的一定范围内的各不同距离的点上，同时观 察它们的质点振动的情况，并以观测点与振源O的距 离x为横坐标，以质点离开平衡位置的位移 u为纵坐 标作图所得图形如下图（b）所示，
波剖面示意图
从图中可以看出质点振动的波长和该时刻的 起振点 x2（波前）及停振点 x1（波尾）等特 征。描述某一时刻 t 质点振动位移u 随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。
地看作为弹性介质。
在地震勘探中，采用人工震源激发地震波， 人工震源的激发是脉冲式的，作用时间极短，且 激发的能量对地下岩层和接收点处的介质所产生 的作用力较小，因此可以把它们近似地看作弹性 介质，并用弹性理论来研究地震波的传播问题。 在弹性理论的研究中，根据介质的不同特征可分 为各向同性与各向异性两类介质。凡是弹性性质 与空间方向无关的称为各向同性介质(isotropic medium)；反之则称为各向异性介质(anisotropic
地震勘探原理PPT课件
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图1-4-1 地震勘探原理示意图
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沿着地面上的一条测线，一段一段地进行观测，对观测结果进行处理后， 就可得到形象地反映地下岩层分界面埋藏深度起伏变化的资料－地震剖面图。 在一个可能有油气的地区（称为工区）内，布置多条测线，形成测线网，并 在多条测线上进行这种观测之后，可得到地下地层起伏的完整概念，再综合 其它物探方法和地质、钻井等各方面的资料，进行去伪存真，去粗取精，由 此及彼，由表及里的分析、研究，就能查明可能储存油气的地质构造，最后 确定钻探的井位。
（1）重力勘探方法：以岩石的密度差为依据，在地面测量由它引起的重力变化的方 法。
（2）磁法勘探：以岩石不同磁性为依据，在地面测量由它引起的磁场变化的方法。
（3）电法勘探：以岩石的导电性、导磁性、介电性为依据，在地面测量由它们引起 的电场变化的方法。
（4）地震勘探：通过对岩石弹性性质的研究来解决地质构造问题。通过人工激发所 产生的地震波在地壳内的传播，当遇到弹性性质不同的分界面时可以产生反射、折 射等物理现象，利用地震仪在地面将反射及折射的地震波接收并记录下来，经过3 分 析和研究，推算地下不同岩层分界面的埋藏深度等要素，来了解地层的构造形态。
（3）钻探法。利用物探方法寻找到的地质构造是不是储存了油气，还需要
通过钻探才能确定。
2
2．物探方法
油田深埋在地下，浅则数百米、深则数千米。地球物理勘探是最有效的勘探方 法。它是一种通过研究地层（岩石）某些物理性质来查明地下岩石分布形态及油气 聚集情况的勘查方法。
地球物理勘探依据地下存在着不同岩石，这些岩石的物理性质不同，从而产生 不同的物理场，我们在地表，采用各种精密仪器将它测量下来，然后对这些场进行 分析研究，作出解释，从而了解地下构造、岩性等地质特性。根据物性依据不同， 而有不同的方法。
地震勘探的理论基础
地 震 勘 探 原 理
第一章 地震勘探的理论基础 第二章 地震波运动学 第三章 地震波动力学 第四章 地震勘探的野外采集 第五章 共反射点多次叠加法 第六章 反射波地震资料的数字处理 第七章 反射波地震资料的解释 第八章 地震勘探的应用
第一章 地震勘探的理论基础
一、地震波的基本概念 二、地震介质模型 三、地震波的传播规律
透射波极性，总是与射波波极性一致。
（3）斯奈尔定律(Snell) 地震波入射到介质的分界面上时，不仅产生反射纵波和透射纵 波，还会发生波形转换，形成反射横波和透射横波，这些波的传播 遵循斯奈尔定律，即
sin sin 1 sin 2 sin 1 sin 2 p vP1 vP1 vS1 vP 2 vS 2
1.地震波传播的基本原理
（1）惠更斯原理（Huygens） 又称为波前原理。已知 t 时刻的波前，波前面上每一点（面元 ）都可以看作是新的子波源，各自发出子波。各子波分别以介质的 波速v向各方传播，形成各自的波前，经Δt 时间，它们的包络面便是 t+Δt 时刻的波前。 根据该原理，只要知道某一时刻的波前面位置，通过几何作图 方法就能求出地震波在任意时刻的波前位置。
C.Huygens, (1629-1695), 荷兰物理学家
t t 时刻的波前面
v t
子波波源
平面波
t 时刻的波前面
t t 时刻的波面
v t
子波波源
t 时刻的波 面
球面波
1.地震波传播的基本原理
（2）惠更斯-菲涅尔原理（Huygens-Fresnel） 惠更斯原理只给出了波传播时的几何空间位置和形态，没有给 出波的振幅。1814-1815年菲涅尔以波的干涉原理，弥补了惠更斯原 理的缺陷，将其发展成为惠更斯-菲涅尔原理。它的内容是： 波动在传播时，任意观测点P处质点的振动，相当于上一时刻波 前面Q上全部新震源产生的所有子波前相互干涉形成的的合成波。 该原理证明了子波在前面任意新波前处发生相长干涉，而在后 面任意点处发生相消干涉，振幅为0。
第一章 地震勘探的理论基础 第二章 地震波运动学 第三章 地震波动力学 第四章 地震勘探的野外采集 第五章 共反射点多次叠加法 第六章 反射波地震资料的数字处理 第七章 反射波地震资料的解释 第八章 地震勘探的应用
第一章 地震勘探的理论基础
一、地震波的基本概念 二、地震介质模型 三、地震波的传播规律
透射波极性，总是与射波波极性一致。
（3）斯奈尔定律(Snell) 地震波入射到介质的分界面上时，不仅产生反射纵波和透射纵 波，还会发生波形转换，形成反射横波和透射横波，这些波的传播 遵循斯奈尔定律，即
sin sin 1 sin 2 sin 1 sin 2 p vP1 vP1 vS1 vP 2 vS 2
1.地震波传播的基本原理
（1）惠更斯原理（Huygens） 又称为波前原理。已知 t 时刻的波前，波前面上每一点（面元 ）都可以看作是新的子波源，各自发出子波。各子波分别以介质的 波速v向各方传播，形成各自的波前，经Δt 时间，它们的包络面便是 t+Δt 时刻的波前。 根据该原理，只要知道某一时刻的波前面位置，通过几何作图 方法就能求出地震波在任意时刻的波前位置。
C.Huygens, (1629-1695), 荷兰物理学家
t t 时刻的波前面
v t
子波波源
平面波
t 时刻的波前面
t t 时刻的波面
v t
子波波源
t 时刻的波 面
球面波
1.地震波传播的基本原理
（2）惠更斯-菲涅尔原理（Huygens-Fresnel） 惠更斯原理只给出了波传播时的几何空间位置和形态，没有给 出波的振幅。1814-1815年菲涅尔以波的干涉原理，弥补了惠更斯原 理的缺陷，将其发展成为惠更斯-菲涅尔原理。它的内容是： 波动在传播时，任意观测点P处质点的振动，相当于上一时刻波 前面Q上全部新震源产生的所有子波前相互干涉形成的的合成波。 该原理证明了子波在前面任意新波前处发生相长干涉，而在后 面任意点处发生相消干涉，振幅为0。
第1章 地震勘探的理论基础
l d d l l
P`P为线性变形区；PQ、P`Q`非线性变形区
2. 体变模量 （ 不可压缩系数、压缩模量 ）
P S k V V V V
F
3. 剪切模量（刚度）
S S S l tg l
当角度θ 很小时
F
F
F
E、K、、 只有两个是独立的，相互间 存在以下换算关系: E K 3(1 2 ) E 2(1 ) E 9K 3K 3K 2 6 K 2
0.3 1.87
0.4 2.45
0.5 ∞
Vp/Vs 1.41
Vp/Vs与σ泊松比的关系
① 对于岩土介质来说,越坚硬致密σ越小,越松软σ越大,液体的泊松比最大 σ =0.5；多数岩石σ从0.2到0.3。当σ从0—0.5,Vp/Vs从21/2～∞； ② 横波速度比纵波速度低,横波分辩薄层比纵波深；岩层富含水或油气 时,纵波速度影响大,横波无影响,可利用Vp/Vs来判断岩土介质的含水性。
浅层地震勘探
研究地质构造 勘探目的层的层面埋深及厚度 地层划分和风化层分带 探测断层破碎带 探测地下洞穴 追索沙层及砂砾层的潜水面 确定滑坡的厚度及结构 地质资源调查(水、矿、建材) 地震小区划、砂土液化判定 桩基检测，地基、坝堤质量检测 研究岩（土）体的状态和特性 测定纵、横波传播波速 测定弹性模量及应变指标 测定坚硬岩石的抗压强度 估算岩石各向异性及程度 密实度(夯实、碾实等)评价 定量算出孔隙度和裂隙度 测定场地卓越周期 确定地基土的动力学参数和密度
2.波剖面图（波形曲线） 波前：某tk时刻所有刚起振的 点连成曲面，叫tk时刻的波前
地面
O
X1
X2
地震勘探第一章基本概念1PPT课件
2
S
ut
ejwdt t
两个函数叫做互为傅立叶变换
处理振动问题就可以有两种办法：
第一，直接利用振动函数u(t)等来进行计 算--在时间域中考虑问题；
第二，先把各个u(t)变成S(w)，利用这些 S(w)来进行计算，求得结果---在频率域 中考虑问题。
先取一个频率值ω 1，然后再取一个无限接近的值 ω1+d ω ．由于是连续分布的，介于ω 1和ω 1 +d ω 之间 的还有无限多的频率值，从而也有元限多个谐振动分量。 当d ω 足够小时，这些谐振动分量的频率可以认为近似 地相等，即全部都等于ω 1 ，它们的相位也近似地相等， 即全部都等于ω 1t+argS(ω)。这样一些谐振动叠加以后， 所得到的合振幅应等于各个分振幅之和,合振幅等于
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
6
Plus-signal+noise
4
2
0
-2
-4
-6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
60
50
40
30
20
10
0
0
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500
周期函数
u(t)u(tnT ) n0,1,2,
狄利克莱（Dirichlet）（1805-1859）德国数学家.
狄利克莱是解析数论的创始人之一.他在数论方面关于Fermat方程，先后给出了 n=5,n=14时无整数解的证明.他著有《数论讲义》（1863，遗著），对Gauss的《算术 研究》作出了清楚的解释并有自己的独创.他在1937年的论文中，首次使用了级数.证 明了在任何算术序列{a+nb}(其中a与b互素)中，必存在无穷多个素数，这就是著名的 Dirichlet定理。
S
ut
ejwdt t
两个函数叫做互为傅立叶变换
处理振动问题就可以有两种办法：
第一，直接利用振动函数u(t)等来进行计 算--在时间域中考虑问题；
第二，先把各个u(t)变成S(w)，利用这些 S(w)来进行计算，求得结果---在频率域 中考虑问题。
先取一个频率值ω 1，然后再取一个无限接近的值 ω1+d ω ．由于是连续分布的，介于ω 1和ω 1 +d ω 之间 的还有无限多的频率值，从而也有元限多个谐振动分量。 当d ω 足够小时，这些谐振动分量的频率可以认为近似 地相等，即全部都等于ω 1 ，它们的相位也近似地相等， 即全部都等于ω 1t+argS(ω)。这样一些谐振动叠加以后， 所得到的合振幅应等于各个分振幅之和,合振幅等于
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周期函数
u(t)u(tnT ) n0,1,2,
狄利克莱（Dirichlet）（1805-1859）德国数学家.
狄利克莱是解析数论的创始人之一.他在数论方面关于Fermat方程，先后给出了 n=5,n=14时无整数解的证明.他著有《数论讲义》（1863，遗著），对Gauss的《算术 研究》作出了清楚的解释并有自己的独创.他在1937年的论文中，首次使用了级数.证 明了在任何算术序列{a+nb}(其中a与b互素)中，必存在无穷多个素数，这就是著名的 Dirichlet定理。
地震勘探PPT课件可修改全文
工程物探根据波的特征，可分为折射波法、反射波法、 瞬态面波法、P，S波测井、弹性波CT、地脉动测试、桩基 完整性检测等。下面对其分别进行介绍。
11/18/2024 1:01 PM
25
GeoPen
浅层折射波地震勘探原理
设有两层介质，上层波速为Vl。下层为V2，且V2＞V1、 当入射波以临界角i(i＝arcsin(V1/V2))入射到界面时，透 射波将沿分界面以速度V2滑行。这种滑行波沿界面传播时， 必然引起界面上各质点的振动，根据惠更斯原理，滑行波 所经过的界面上的各点，都可看作是一个新的振源。由于 上下介质质点存在弹性联系，因此滑行波沿界面传播时， 在上覆介质中的质点也发生振动、并以波的形式返回地面， 这种波称为折射波(有时又叫首波)。
六、叠加原理 若有几个波源产生的波在同一介质中传播，且这几个 波在空间某点相遇，那么相遇处质点振动会是各个波所引 起的分振动的合成，介质中的某质点在任一时刻的位移便 是各个波在该点所引起的分失量的和。换言之，每个波都 独立地保持自己原有的特性（频率、振幅、振动方向等） 对该点的振动给出自己的一份贡献，即波传播是独立的， 这种特性称之为叠加原理。
11/18/2024 1:01 PM
15
GeoPen
地震勘探的基本原理
上述等式反映了在弹性分界面上入射波、反射波和透 射波之间的运动学关系，很显然有入射角等于反射角、透 射角的大小决定于介质V2的波速，且在一个界面上对入射、 反射和透射波都具有相同的射线参数P。这个定律称为斯奈 尔定律，亦称为反射和折射定律。
11/18/2024 1:01 PM
2
GeoPen
地震勘探的基本原理
振动：对地震波的振动，可以用振动图来描述，所谓 振动图是指在某一确定距离处，观察该处质点的位移随时 间的变化规律的图形。振动图是表示介质中某一质点的位 移与时间的关系曲线。在地震记录中的每一道记录都是地 震波到达该检波点的振动图。
11/18/2024 1:01 PM
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GeoPen
浅层折射波地震勘探原理
设有两层介质，上层波速为Vl。下层为V2，且V2＞V1、 当入射波以临界角i(i＝arcsin(V1/V2))入射到界面时，透 射波将沿分界面以速度V2滑行。这种滑行波沿界面传播时， 必然引起界面上各质点的振动，根据惠更斯原理，滑行波 所经过的界面上的各点，都可看作是一个新的振源。由于 上下介质质点存在弹性联系，因此滑行波沿界面传播时， 在上覆介质中的质点也发生振动、并以波的形式返回地面， 这种波称为折射波(有时又叫首波)。
六、叠加原理 若有几个波源产生的波在同一介质中传播，且这几个 波在空间某点相遇，那么相遇处质点振动会是各个波所引 起的分振动的合成，介质中的某质点在任一时刻的位移便 是各个波在该点所引起的分失量的和。换言之，每个波都 独立地保持自己原有的特性（频率、振幅、振动方向等） 对该点的振动给出自己的一份贡献，即波传播是独立的， 这种特性称之为叠加原理。
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地震勘探的基本原理
上述等式反映了在弹性分界面上入射波、反射波和透 射波之间的运动学关系，很显然有入射角等于反射角、透 射角的大小决定于介质V2的波速，且在一个界面上对入射、 反射和透射波都具有相同的射线参数P。这个定律称为斯奈 尔定律，亦称为反射和折射定律。
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地震勘探的基本原理
振动：对地震波的振动，可以用振动图来描述，所谓 振动图是指在某一确定距离处，观察该处质点的位移随时 间的变化规律的图形。振动图是表示介质中某一质点的位 移与时间的关系曲线。在地震记录中的每一道记录都是地 震波到达该检波点的振动图。
地震勘探基础知识
1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本类型。
地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。
依据研究对象的不同，物探法主要分为以下几种：•地震勘探（利用岩石的弹性差异）•重力勘探（利用岩石的密度差异）•磁法勘探（利用岩石的磁性差异）•电法勘探（利用岩石的电性差异）在石油勘探中，最经济的方法是物探法。
首先用物探法对工区的含油气远景作出评价，为钻探提供探井井位。
然后钻探法通过实际钻进，以对物探法进行验证。
如果构造含油，又可根据物探资料和探边井计算出含油面积和地质储量。
在我国，陆上是广大的地表松散沉积（如松辽平原、华北平原等）和沙漠覆盖区（如塔什拉玛干大沙漠），海上是被辽阔的海水所覆盖的“一片汪洋”，已看不到岩层的地面露头的出露。
而钻井法成本高、效率低。
如何解决这些地区的地质构造和地质储量问题呢？在这时就充分显示了物探法应用的威力。
在各种物探方法中，地震勘探具有精度高的突出优点，而其它物探方法都不可能象地震勘探那样详细而准确地了解地下由浅至深一整套地层的构造特点。
因此，地震勘探已成为石油勘探中一种最有效的方法。
1.2 地震勘探基本原理地震勘探是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。
利用记录下来的数据，对其进行过处理分析，从而推断地下地质构造和地层岩性的特点。
地震勘探查明地下地质构造特点的原理并不难理解。
利用声波反射现象可测定障碍物离开声源的距离，是我们都知道的物理原则。
其计算公式为：其中：S障碍物离开声源的距离v波传播速度t波旅行时间如声波速度为v＝340m/s，波由发声到回声的旅行时间为t＝10s，则障碍物到声源的距离为：地震勘探的基本原理与此极为类似，如图1、图2所示。
地震勘探基础及浅层折射反射波法课件
因此可以通过观测和分析地震波振幅和波形的衰 减变化特征，来确定断层或破碎带的存在。
•部分岩土的α 值 见教材 P 25 表 1.4.3
2、 α 与地震波的关系
• α 与f 的关系
由胶结摩擦理论 由弹性理论
即地震波在传播过程中其高频能量的衰减大于低频。
• α 与P、S 波的关系 实验表明
三、浅层地质条件对地震勘探的影响
1、反射和透射过程
•平面波 AB 向界面 R 入射；
•依据惠更斯原理，波前面A´B´ 是新震源；
• △t时间后，B´的子波到达C 点；A´的子波在V1中到达 D点、 在V2中到达 E点；
• ∴CD是反射波前面，CE是透射波前面。
• α是入射角；β反射角；γ是透射Βιβλιοθήκη 。2、斯奈尔定律（snell）
α=∠B’A’C γ=∠A’CE
由地震勘探的各 种资料统计得到
某一浅层地震的干扰波调查剖面，
经频谱分析后得到其频谱特征； 不同地区、同一地
区不同地层、不同 折射波 仪器及工作方法；
采集的地震波的频 谱会有所不同
反
面 波
射 波
声 波
面波主频～30--40Hz 折射波主频～50Hz 反射波主频～75Hz 声波频谱＞ 80Hz
4、地震波的振幅及其衰减规律
六、地震波的绕射和散射
1、绕射现象
由于断层或岩层尖灭点的存在， 使反射界面突然中断，地震波在 断点处的传播现象。
无反射波
2、绕射波的特点
•断点R处是新震源，其上方绕射 波信号最强，两侧渐弱；
•绕射波振幅随波前传播距离的增加而衰减； •绕射波振幅与入射波的频率成反比；
3、散射
地震波遇到起伏不平界面 产生的波的漫射现象。
地震勘探方法PPT课件
i1
i 1
hivi p 1 p2vi2 1 2
应用二项式展开，并令ti 单程垂直传播时间，得
hi Vi
表示波在各层中的
t
2
n i 1
ti
1
1 2
p 2 vi2
1 2
3 4
p 4 vi4
同理，有
n
n
x 2 hitgi 2
i1
i 1
hivi p 1 p2vi2 1 2
2
n i 1
利用折射波的时距曲 线，能方便地得出界 面速度和截距，进而 可以求出折射界面的 深度值
（2）倾斜界面的折射波理论时距曲线 O1点激发，O1 O2点区间接收
t O1M PO2 MP
V1
V2
hu hd O1Q (hu hd )tgi
V1 cos i
V2
x cos hu hd cos i
V2
V1
下倾接收的折射波时距曲线：
tu
X
cos
V2
hu hd V1
cos i
X V1
sin(i
)
tou
tou
2hu V1
cos i
hd hu x sin
上倾接收的折射波时距曲线：
td
X
cos
V2
hu hd V1
cos i
X V1
sin(i
)
tod
tod
2hd V1
cos i
hu hd x sin
§1.2 地震勘探的基本方法
一、时距曲线 1、与地震勘探有关的各种波
➢地震反射波法 ➢地震折射波法
地震记录图、地震剖面、同相轴
2、时距曲线的概念
02第一章地震勘探基本理论PPT课件
➢ 惠更斯原理也叫波前原理，说明波前向前传播的规律。
第一章
地震勘探基本理论
*
, CUMT
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
本章内容
地震波的基本概念 地震波传播的运动学特征 地震波传播的动力学特征 地震勘探的地震地质条件
*
陈同俊, CUMT
3
地震波的基本概念
6
弹性理论
切变 (shear distortion)
物体受到一个旋转力或剪切力的作用，它就几乎保持 原来的体积大小，而只改变形状，这种形变叫做形态 形变(或切变) 。
任何复杂的形变均可看成是这两种形变同时发 生复合的结果。
弹性 (Elasticity)
➢ 物体受外力作用后会产生形变，如果去掉外力立即 恢复原来的体积及形态，物体的这种性质被称为弹 性。
地震波的分类
波传播空间关系:
body wave (体波)
surface wave (面波)
质点传播方向与振动方向关系:
P波-Primary wave S波-Secondary wave
为什么这么叫?
*
陈同俊, CUMT
25
1.1.3 地震波的类型
P-wave (纵波) 纵波是体波的一种，这类波的质点振动方向与 波的传播方向相互平行。也被称为：首至波、 压缩波、疏密波等。
弹性常量
杨氏模量
线性弹性体的正应力与正应变之间满足线性关 系，可表示为：
Ee
称为虎克定律。E称为杨氏模量。
泊松比
弹性体受力纵向伸长(缩短)与横向收缩(膨胀
第一章
地震勘探基本理论
*
, CUMT
1
整体概况
概况一
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概况二
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概况三
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03
2
本章内容
地震波的基本概念 地震波传播的运动学特征 地震波传播的动力学特征 地震勘探的地震地质条件
*
陈同俊, CUMT
3
地震波的基本概念
6
弹性理论
切变 (shear distortion)
物体受到一个旋转力或剪切力的作用，它就几乎保持 原来的体积大小，而只改变形状，这种形变叫做形态 形变(或切变) 。
任何复杂的形变均可看成是这两种形变同时发 生复合的结果。
弹性 (Elasticity)
➢ 物体受外力作用后会产生形变，如果去掉外力立即 恢复原来的体积及形态，物体的这种性质被称为弹 性。
地震波的分类
波传播空间关系:
body wave (体波)
surface wave (面波)
质点传播方向与振动方向关系:
P波-Primary wave S波-Secondary wave
为什么这么叫?
*
陈同俊, CUMT
25
1.1.3 地震波的类型
P-wave (纵波) 纵波是体波的一种，这类波的质点振动方向与 波的传播方向相互平行。也被称为：首至波、 压缩波、疏密波等。
弹性常量
杨氏模量
线性弹性体的正应力与正应变之间满足线性关 系，可表示为：
Ee
称为虎克定律。E称为杨氏模量。
泊松比
弹性体受力纵向伸长(缩短)与横向收缩(膨胀
物探-地震勘探理论基础87页PPT
自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
物探-地震勘探理论基础
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
物探-地震勘探理论基础
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
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单炮激发的射线出露情况
炮点
三维基本概念—面元
面元大小：对于三维地 震，地下反射点形成长 方形网格，用D1×D2 表示面元大小。
D1 D2 如D1=25m，D2=50m 面元表示为25 ×50 如D1=25m，D2=25m 面元表示为25 ×25 如D1=12.5m，D2=25m 面元表示为12.5 ×25
三维地震采集方法是指炮点与接收点在一 个平面上呈面积分布，接收来自于地下空间地 质体的信息。 三维地震勘探主要应用于油田地震详查、 地震精查或油田开发阶段的勘探。
特点是野外采集数据来源于地下空间地质 体，数据采集量大且密集，能够准确地实现偏 移归位，有利于提高反射波信噪比和空间分辨 率。是目前勘探精度最高的一种采集方法。
地震波在地层中的传播
地表
波源
界面1
简化
界面2 地下地层实际情况 简化为均匀水平层状介质
地下地层实际是多种 多样的，起伏不平、有 一定倾角等。
经过简化以后，将地 层近似为均匀水平层状 介质。
内容
●
地震勘探方法简介
二维地震方法
●
三维地震方法
二维测线布置示意图
测线1 测线2 测线3
立体图
测线7 测线4 测线5 测线6
概念2（D2）：最大炮检距：炮点与最远接收点的距离。
概念3（D3）：道间距：相邻两个接收点之间的距离。
二维地震采集方法是指炮点和检波点在一平面上沿直线分布，接收沿测线 地下地质体的信息。主要用于盆地调查、新区区域普查和简单构造的勘探，特 点是投入少，勘探周期快。缺点是地下构造不能完全偏移归位，空间分辨率低。
地震勘探 野外采集工作方法
胜利石油管理局物探公司
内容
地震勘探方法简介
● ●
二维地震方法（2D） 三维地震方法（3D）
地震勘探方法
折射波法 反射波法
二维地震 三维地震
入射波
反射波
折射波
介质1 界面 介质2
透射波 波在介质中的传播规律
波经过介质1到达界面后，发生反射、折射和透射。折 射波法是利用折射波研究界面特征的方法；反射波法是利用 反射波研究界面的方法。
三维基本概念—覆盖次数
横向覆盖次数为2次
纵 向 最 高 覆 盖 次 数 为 3 次
排 列 滚 动 方 向
三维基本概念
① ②
接收线（4线）
①
炮点线（有6个炮点）
⑤ ③
线距
检波点
④
⑤
最小炮检距
②
最大炮检距
④
③
束线状4线6炮观测系统
炮点
2线5炮基本观测系统示意图
排列
炮点
CMP点
2线5炮观测系统施工方式示意图
二维地震勘探示意图
D4
炮点1 炮点2
检波点 地面
地层反射界面
两次覆盖 概念4（D4）：炮点距——相邻炮点之间的距离。 概念5 ： 覆盖次数——对地下反射界面同一个点的追踪次数）
二维地震记录特征
初至
界面反射
面波
二维剖面特征
1.0
2.0
剖面13.0Leabharlann 4.0剖面2 剖面3
剖面4
剖面5
内容
● ●
地震勘探方法简介 二维地震方法
平面图
测网密度：工区内相 邻二维测线之间的距 离（或平均距离）。 右图所示测网密 度为 ： D1×D2=1.2 ×2.4
测线1
D1=1.2km
D2=2.4km
测线2
测线3
测线4 测线5 测线6 测线7
二维地震勘探示意图
D2
D1 炮点
D3
检波点
地面
地层反射界面 概念1（D1）：最小炮检距（即偏移距）：炮点与最近接收点的距离。
缺点是采集成本较大。
三维地震
● 基本原理
施工部署
● 施工设计 ● 野外采集
地震部署基本流程
勘探处
项目部
地质院
物探院
采油厂
物探公司
地质论证
下达部署
三维地震
● 基本原理 ● 施工部署
施工设计
● 野外采集
三维地震采集施工设计
设
老资料存在 的不足，确 定技术难点
收集老剖面、 施工设计、 单炮、构造 图等老资料
IMAGE
SN388
BOX
地震仪器
G4
大线、小线、采集站
检波 器
采集 站
大线
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备
钻井设备
钻井设备
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备
运 载 装 备
运 载 装 备
3、采集效果
三维地震采集单炮
炮点激发时，有3条接收线同时接收
采集效果
三维地震采集剖面
三维地震数据立体图
束线距
CDP线
接收线
炮点
CDP线：共 反射点纵向 连线。
东营城区高精度三
维施工采用6线8炮 观测系统，1440道 接收，每条排列 240道，接收线距 400m，道间距50m， 炮间距50m，炮线 距400m，束线距 400m,覆盖次数45 次（纵向15次横 向3次），面元25
纵向 横向
400m
m(纵向) 25m(横
向)。
炮线间距
第 一 束
接收点 炮点
束线间距 接收 线距400m
炮点 间距
横向
第 二 束
纵向
1、基本观测系统6线8炮指同时有6条接收线接收，放完图示一排8炮后，沿排列方向移动一个炮线间 距（相邻炮线之间的距离），再放第二排炮。每炮同时有1440道接收（每条排列240道）。2、接收线 距（400m）是指相邻接收线之间的距离，3、道间距（50m）是指一个排列中相邻接收点的距离。4、 炮间距（50m）是指一条炮线中相邻炮点之间的距离。5、炮线间距（400m）是指炮线沿纵向移动的距 离。6、束线距（400m）是指相邻两束之间的距离。7、覆盖次数45次是指对地下同一面元追踪的次数， 也是纵向覆盖次数（15次）与横向覆盖次数（3次）的乘积。8、纵向覆盖次数（15次）是指炮点与某 一接收线沿纵向变化产生的覆盖次数。9、横向覆盖次数（3次）是指炮点与接收线沿横向变化产生的 覆盖次数。10、面元25 m(纵向) 25m(横向)：实际地质构造不是简单水平界面，或因炮点和检波点 的偏移，形成不了真正的“共反射点”，其反射点一般分散在一个范围内，因此，处理上采用“面 元”，其大小在纵向为道间距的一半，在横向有观测系统所确定。
三维地震方法
3D地震 基本原理
● 施工部署 ● 施工设计 ● 野外采集
二维
三维
二维: 炮点激发时，只有一条检波线接收。
三维: 同一炮点激发时，多条检波线同时接收。 不同炮点激发时，相同检波线同时接收。
二维
三维基本概念
面元：地层在x，y方向 上能够区分的最小单元
三维
x y
z
反射面元
3D模型
计 重 点 和 思 路
参 数 计 算
试验 方案 专 家 论 证
管 理 局 审 批
踏勘工区
分析工区的 施工难点
施工 方案
正 演 模 拟
地质任务
施工 措施
三维地震
● 基本原理 ● 施工部署 ● 施工设计
野外采集
1、野外采集流程
测量定位
布设排列
钻井下药
激发、接收、录制
资料整理上交
野外采集流程
布 设 炮 点 激发
布设检波器 记录
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备
海上定位
定位船
定位船 定位船
定位船
海面
传感器和检波器
海底
传感器
陆上测量
全站仪测量
采用先进的双频GPS或全站 仪等测量设备进行导线实测工
GPS测量
作。
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备
炮点
三维基本概念—面元
面元大小：对于三维地 震，地下反射点形成长 方形网格，用D1×D2 表示面元大小。
D1 D2 如D1=25m，D2=50m 面元表示为25 ×50 如D1=25m，D2=25m 面元表示为25 ×25 如D1=12.5m，D2=25m 面元表示为12.5 ×25
三维地震采集方法是指炮点与接收点在一 个平面上呈面积分布，接收来自于地下空间地 质体的信息。 三维地震勘探主要应用于油田地震详查、 地震精查或油田开发阶段的勘探。
特点是野外采集数据来源于地下空间地质 体，数据采集量大且密集，能够准确地实现偏 移归位，有利于提高反射波信噪比和空间分辨 率。是目前勘探精度最高的一种采集方法。
地震波在地层中的传播
地表
波源
界面1
简化
界面2 地下地层实际情况 简化为均匀水平层状介质
地下地层实际是多种 多样的，起伏不平、有 一定倾角等。
经过简化以后，将地 层近似为均匀水平层状 介质。
内容
●
地震勘探方法简介
二维地震方法
●
三维地震方法
二维测线布置示意图
测线1 测线2 测线3
立体图
测线7 测线4 测线5 测线6
概念2（D2）：最大炮检距：炮点与最远接收点的距离。
概念3（D3）：道间距：相邻两个接收点之间的距离。
二维地震采集方法是指炮点和检波点在一平面上沿直线分布，接收沿测线 地下地质体的信息。主要用于盆地调查、新区区域普查和简单构造的勘探，特 点是投入少，勘探周期快。缺点是地下构造不能完全偏移归位，空间分辨率低。
地震勘探 野外采集工作方法
胜利石油管理局物探公司
内容
地震勘探方法简介
● ●
二维地震方法（2D） 三维地震方法（3D）
地震勘探方法
折射波法 反射波法
二维地震 三维地震
入射波
反射波
折射波
介质1 界面 介质2
透射波 波在介质中的传播规律
波经过介质1到达界面后，发生反射、折射和透射。折 射波法是利用折射波研究界面特征的方法；反射波法是利用 反射波研究界面的方法。
三维基本概念—覆盖次数
横向覆盖次数为2次
纵 向 最 高 覆 盖 次 数 为 3 次
排 列 滚 动 方 向
三维基本概念
① ②
接收线（4线）
①
炮点线（有6个炮点）
⑤ ③
线距
检波点
④
⑤
最小炮检距
②
最大炮检距
④
③
束线状4线6炮观测系统
炮点
2线5炮基本观测系统示意图
排列
炮点
CMP点
2线5炮观测系统施工方式示意图
二维地震勘探示意图
D4
炮点1 炮点2
检波点 地面
地层反射界面
两次覆盖 概念4（D4）：炮点距——相邻炮点之间的距离。 概念5 ： 覆盖次数——对地下反射界面同一个点的追踪次数）
二维地震记录特征
初至
界面反射
面波
二维剖面特征
1.0
2.0
剖面13.0Leabharlann 4.0剖面2 剖面3
剖面4
剖面5
内容
● ●
地震勘探方法简介 二维地震方法
平面图
测网密度：工区内相 邻二维测线之间的距 离（或平均距离）。 右图所示测网密 度为 ： D1×D2=1.2 ×2.4
测线1
D1=1.2km
D2=2.4km
测线2
测线3
测线4 测线5 测线6 测线7
二维地震勘探示意图
D2
D1 炮点
D3
检波点
地面
地层反射界面 概念1（D1）：最小炮检距（即偏移距）：炮点与最近接收点的距离。
缺点是采集成本较大。
三维地震
● 基本原理
施工部署
● 施工设计 ● 野外采集
地震部署基本流程
勘探处
项目部
地质院
物探院
采油厂
物探公司
地质论证
下达部署
三维地震
● 基本原理 ● 施工部署
施工设计
● 野外采集
三维地震采集施工设计
设
老资料存在 的不足，确 定技术难点
收集老剖面、 施工设计、 单炮、构造 图等老资料
IMAGE
SN388
BOX
地震仪器
G4
大线、小线、采集站
检波 器
采集 站
大线
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备
钻井设备
钻井设备
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备
运 载 装 备
运 载 装 备
3、采集效果
三维地震采集单炮
炮点激发时，有3条接收线同时接收
采集效果
三维地震采集剖面
三维地震数据立体图
束线距
CDP线
接收线
炮点
CDP线：共 反射点纵向 连线。
东营城区高精度三
维施工采用6线8炮 观测系统，1440道 接收，每条排列 240道，接收线距 400m，道间距50m， 炮间距50m，炮线 距400m，束线距 400m,覆盖次数45 次（纵向15次横 向3次），面元25
纵向 横向
400m
m(纵向) 25m(横
向)。
炮线间距
第 一 束
接收点 炮点
束线间距 接收 线距400m
炮点 间距
横向
第 二 束
纵向
1、基本观测系统6线8炮指同时有6条接收线接收，放完图示一排8炮后，沿排列方向移动一个炮线间 距（相邻炮线之间的距离），再放第二排炮。每炮同时有1440道接收（每条排列240道）。2、接收线 距（400m）是指相邻接收线之间的距离，3、道间距（50m）是指一个排列中相邻接收点的距离。4、 炮间距（50m）是指一条炮线中相邻炮点之间的距离。5、炮线间距（400m）是指炮线沿纵向移动的距 离。6、束线距（400m）是指相邻两束之间的距离。7、覆盖次数45次是指对地下同一面元追踪的次数， 也是纵向覆盖次数（15次）与横向覆盖次数（3次）的乘积。8、纵向覆盖次数（15次）是指炮点与某 一接收线沿纵向变化产生的覆盖次数。9、横向覆盖次数（3次）是指炮点与接收线沿横向变化产生的 覆盖次数。10、面元25 m(纵向) 25m(横向)：实际地质构造不是简单水平界面，或因炮点和检波点 的偏移，形成不了真正的“共反射点”，其反射点一般分散在一个范围内，因此，处理上采用“面 元”，其大小在纵向为道间距的一半，在横向有观测系统所确定。
三维地震方法
3D地震 基本原理
● 施工部署 ● 施工设计 ● 野外采集
二维
三维
二维: 炮点激发时，只有一条检波线接收。
三维: 同一炮点激发时，多条检波线同时接收。 不同炮点激发时，相同检波线同时接收。
二维
三维基本概念
面元：地层在x，y方向 上能够区分的最小单元
三维
x y
z
反射面元
3D模型
计 重 点 和 思 路
参 数 计 算
试验 方案 专 家 论 证
管 理 局 审 批
踏勘工区
分析工区的 施工难点
施工 方案
正 演 模 拟
地质任务
施工 措施
三维地震
● 基本原理 ● 施工部署 ● 施工设计
野外采集
1、野外采集流程
测量定位
布设排列
钻井下药
激发、接收、录制
资料整理上交
野外采集流程
布 设 炮 点 激发
布设检波器 记录
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备
海上定位
定位船
定位船 定位船
定位船
海面
传感器和检波器
海底
传感器
陆上测量
全站仪测量
采用先进的双频GPS或全站 仪等测量设备进行导线实测工
GPS测量
作。
2、采集设备
•测量设备 •仪器及辅助设备 •钻井设备 •运载设备