地球物理勘探第五章-fu
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层地震勘探。
§5.1 理论基础
一、地震波的类型
地震勘探中由人工激发产生的地震波有两种类型：体波和 面波。
【体波】体波是在弹性介质内部向四周传播的波。 纵波：是质点振动方向与波的传播方向相同的波(P波）； 横波：是质点振动方向与波传播方向垂直的波（S波）。
纵、横波的传播（Vp>Vs） (a)纵波的传播 (b) SH波的传播 (c) SV波的传播
三、静校正
由于地形起伏、地下介质不均匀、地表低速带以及炮点深度 的影响，会使反射波时距曲线产生畸变。即使动校正准确，时 距曲线也存在畸变。消除由于上述原因造成的反射时差Δt，这 种校正称为静校正。
计算静校正值时要任意选定一个 基准面，并将所有炮点和检波点都 校正到这个基准面上。静校正包括 三项内容：
常规水平叠加资料处理流程图
一、预处理 ➢地震记录在数字计算机中的表示和存储 ➢数据重排 ➢不正常道、炮处理 ➢抽道集
➢增益恢复
二、动校正
介质均匀时，水平界面的反射波时距曲线为双曲线。将各道记 录的反射波旅行时逐点校正为各检波点至炮点O的中点处的回声 时间，时距曲线就变成了一条水平直线，这种校正方法称动校正。
2、折射波法 常用的是相遇时距曲线观
测系统。 时距曲线S1和S2是分别在
O1和O2激发时得到的，反映 界面的BD和CA段，其中BC 段是被重复覆盖的地段。利 用互换时间相等，可对这两 条时距曲线进行解释，将提 高解释的可靠性。
§5.4 地震资料的处理
对野外取得的地震资料必须进行加工处理，以便消除或压 制地震记录中的噪音，改善或加强地质信息，提高有效波的分 辨率，为解释提供可靠的基础数据。
一、地震勘探工作方法
地震勘探可分为路线普查、面积普查、面积详查和构造细 测四个阶段。各阶段的地质任务不同，测网密度或测线上炮 点的距离也不同。主测线应尽可能垂直于预测构造的走向，
测线间距以不漏掉次级构造为原则。 1、反射波法
观测系统：炮点和检波点之间的 相互位置关系。
炮点 炮检距 炮间距 排列长度 反射波法常用的是多次覆盖观测 系统。
一、直达波时距曲线
二、反射波时距曲线
t 1 4h2 x2 v1
若反射界面为倾斜的平界面，则其反射波时距方程为
三、折射波时距曲线
水平多层介质的折射波时距曲线，界面埋藏愈深，该界 面的时距曲线愈平缓。
§5.3 地震仪器和地震勘探工作方法
地震仪器是获得地震记录必不可少 的工具。 它包括震源、地震仪和地震 车，其中地震仪包括检波器、放大器 和记录器。一台地震仪大多有很多道 (如6、12、24、48道甚至更多)。浅层 地震仪有48道，主要用于解决水文地 质、工程地质和浅层勘探等问题。
折射波射线是以临界角出射的一簇平行线，其中第一条射线 AS1又是以临界角出射的“临界”反射波射线。S1是折射波 出现的始点，在区间OS1内不存在折射波，该区间称为盲区。
折射波形成的基本物理条件是：界面下介质的波速大于上 覆介质的波速；波以球面波入射；入射角等于临界角。
四、有效波和干扰波
用于解决所提出地质问题的波称为有效波，而所有妨碍分辨 有效波的其它波都属于干扰波。
第五章 地震勘探
勘探地震学是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工 程地质、环境地质问题的一门学科。勘探地震学是为寻找石 油、天然气而发展起来的，世界上绝大多数油气田都是先由 地震工作找到构造，再由钻井发现的。目前世界上还没有一 种探测方法能像勘探地震学那样对地下介质作出整体的精确 而详细的三维描述。
视速度示意图
三、地震波的反射和折射
假设存在着两种岩层，上部岩 层密度为ρ1，波传播速度为V1； 下部岩层密度为ρ2，波播速度为 V2。 这种具有波阻抗差异的界面称为 反射界面。
2VP2 1VP1
当入射角增大至某一角度时，会使透射角=90°，透射波 在下层介质中以速度V2沿界面滑行，这种沿界面滑行的透 射波又称为滑行波。此时的入射角称为临界角。
无论何时，爆炸引起的声波，风吹草动、机械、车辆等形成 的微震都属于干扰波。
地震波遇到良好的弹性界面时，不仅能形成一次反射，而且 能再次反射，形 成多次反射波。 分辨和压制多次 波是地震资料处 理和解释中的重 大课题。
§5.2 地震波时距曲线
O为震源，在测线上用检波器接收地震波。每道记录都有一 些振幅增大的地方，反映了传播路径不同的波到达。找出各道 记录振幅最大的点，将这些点连接起来，就构成了该种波的同 相轴。这些同相轴反映了炮点至检波点的距离 x与波到达各检 波点的旅行时t之间的函数关系，即称为时距曲线。
人们最早研究的是天然地震，公元132年，东汉张衡发明 了世界上第一台地震仪。
地震勘探方法分类： 在地震勘探中，根据地震波的类型不同可以分为纵波、横波
和面波勘探 根据地震波传播特点不同又可以分为反射波法、折射波法和
透射波法等几种不同的勘探方法 根据探测对象和应用目的的不同，分为浅层地震勘探和中深
振动图：在某一确定的距离观察该处质点位移随时间变化的图形， 称之为振动图。它表示的是地震波随时间的变化规律。
波剖面：在某一确定的时刻观察质点位移随波传播距离变化的 图形，称之为波剖面。它表示振动与空间的关系。
视速度定理
视速度
Va
X t
真速度 V S X sin
t t
所以
Va
V
sin
为平面波波前与地面 的夹角
【面波】面波只在两种介质的界面传播。 瑞雷波：沿自由表面(介质与大气层的界面)传播的
Fra Baidu bibliotek波；
勒夫波：在低速岩层覆盖于高速岩层的情况下，沿 两岩层界面传播的波 。
二、描述地震波的常用术语 弹性介质、塑性介质、弹性模量、 波前、波
后、波面、振动图 、波剖面图、振幅、视速 度
弹性介质：在外力作用下，物体的体积或形状会发生相应的变化， 当外力去掉后，物体又恢复到原来的状态，这种特性称为弹性。 塑性介质：若外力去掉后，物体不能恢复原状，而是保持受外力 作用时的状态，这种特性称为塑性。 弹性模量：描述应力和应变关系的参数。 波前：介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组成的面叫波前。 波后：把某一时刻介质中所有刚刚停止振动的点连成的曲面。 波面：介质中同时开始振动的各质点所组成的曲面。
§5.1 理论基础
一、地震波的类型
地震勘探中由人工激发产生的地震波有两种类型：体波和 面波。
【体波】体波是在弹性介质内部向四周传播的波。 纵波：是质点振动方向与波的传播方向相同的波(P波）； 横波：是质点振动方向与波传播方向垂直的波（S波）。
纵、横波的传播（Vp>Vs） (a)纵波的传播 (b) SH波的传播 (c) SV波的传播
三、静校正
由于地形起伏、地下介质不均匀、地表低速带以及炮点深度 的影响，会使反射波时距曲线产生畸变。即使动校正准确，时 距曲线也存在畸变。消除由于上述原因造成的反射时差Δt，这 种校正称为静校正。
计算静校正值时要任意选定一个 基准面，并将所有炮点和检波点都 校正到这个基准面上。静校正包括 三项内容：
常规水平叠加资料处理流程图
一、预处理 ➢地震记录在数字计算机中的表示和存储 ➢数据重排 ➢不正常道、炮处理 ➢抽道集
➢增益恢复
二、动校正
介质均匀时，水平界面的反射波时距曲线为双曲线。将各道记 录的反射波旅行时逐点校正为各检波点至炮点O的中点处的回声 时间，时距曲线就变成了一条水平直线，这种校正方法称动校正。
2、折射波法 常用的是相遇时距曲线观
测系统。 时距曲线S1和S2是分别在
O1和O2激发时得到的，反映 界面的BD和CA段，其中BC 段是被重复覆盖的地段。利 用互换时间相等，可对这两 条时距曲线进行解释，将提 高解释的可靠性。
§5.4 地震资料的处理
对野外取得的地震资料必须进行加工处理，以便消除或压 制地震记录中的噪音，改善或加强地质信息，提高有效波的分 辨率，为解释提供可靠的基础数据。
一、地震勘探工作方法
地震勘探可分为路线普查、面积普查、面积详查和构造细 测四个阶段。各阶段的地质任务不同，测网密度或测线上炮 点的距离也不同。主测线应尽可能垂直于预测构造的走向，
测线间距以不漏掉次级构造为原则。 1、反射波法
观测系统：炮点和检波点之间的 相互位置关系。
炮点 炮检距 炮间距 排列长度 反射波法常用的是多次覆盖观测 系统。
一、直达波时距曲线
二、反射波时距曲线
t 1 4h2 x2 v1
若反射界面为倾斜的平界面，则其反射波时距方程为
三、折射波时距曲线
水平多层介质的折射波时距曲线，界面埋藏愈深，该界 面的时距曲线愈平缓。
§5.3 地震仪器和地震勘探工作方法
地震仪器是获得地震记录必不可少 的工具。 它包括震源、地震仪和地震 车，其中地震仪包括检波器、放大器 和记录器。一台地震仪大多有很多道 (如6、12、24、48道甚至更多)。浅层 地震仪有48道，主要用于解决水文地 质、工程地质和浅层勘探等问题。
折射波射线是以临界角出射的一簇平行线，其中第一条射线 AS1又是以临界角出射的“临界”反射波射线。S1是折射波 出现的始点，在区间OS1内不存在折射波，该区间称为盲区。
折射波形成的基本物理条件是：界面下介质的波速大于上 覆介质的波速；波以球面波入射；入射角等于临界角。
四、有效波和干扰波
用于解决所提出地质问题的波称为有效波，而所有妨碍分辨 有效波的其它波都属于干扰波。
第五章 地震勘探
勘探地震学是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工 程地质、环境地质问题的一门学科。勘探地震学是为寻找石 油、天然气而发展起来的，世界上绝大多数油气田都是先由 地震工作找到构造，再由钻井发现的。目前世界上还没有一 种探测方法能像勘探地震学那样对地下介质作出整体的精确 而详细的三维描述。
视速度示意图
三、地震波的反射和折射
假设存在着两种岩层，上部岩 层密度为ρ1，波传播速度为V1； 下部岩层密度为ρ2，波播速度为 V2。 这种具有波阻抗差异的界面称为 反射界面。
2VP2 1VP1
当入射角增大至某一角度时，会使透射角=90°，透射波 在下层介质中以速度V2沿界面滑行，这种沿界面滑行的透 射波又称为滑行波。此时的入射角称为临界角。
无论何时，爆炸引起的声波，风吹草动、机械、车辆等形成 的微震都属于干扰波。
地震波遇到良好的弹性界面时，不仅能形成一次反射，而且 能再次反射，形 成多次反射波。 分辨和压制多次 波是地震资料处 理和解释中的重 大课题。
§5.2 地震波时距曲线
O为震源，在测线上用检波器接收地震波。每道记录都有一 些振幅增大的地方，反映了传播路径不同的波到达。找出各道 记录振幅最大的点，将这些点连接起来，就构成了该种波的同 相轴。这些同相轴反映了炮点至检波点的距离 x与波到达各检 波点的旅行时t之间的函数关系，即称为时距曲线。
人们最早研究的是天然地震，公元132年，东汉张衡发明 了世界上第一台地震仪。
地震勘探方法分类： 在地震勘探中，根据地震波的类型不同可以分为纵波、横波
和面波勘探 根据地震波传播特点不同又可以分为反射波法、折射波法和
透射波法等几种不同的勘探方法 根据探测对象和应用目的的不同，分为浅层地震勘探和中深
振动图：在某一确定的距离观察该处质点位移随时间变化的图形， 称之为振动图。它表示的是地震波随时间的变化规律。
波剖面：在某一确定的时刻观察质点位移随波传播距离变化的 图形，称之为波剖面。它表示振动与空间的关系。
视速度定理
视速度
Va
X t
真速度 V S X sin
t t
所以
Va
V
sin
为平面波波前与地面 的夹角
【面波】面波只在两种介质的界面传播。 瑞雷波：沿自由表面(介质与大气层的界面)传播的
Fra Baidu bibliotek波；
勒夫波：在低速岩层覆盖于高速岩层的情况下，沿 两岩层界面传播的波 。
二、描述地震波的常用术语 弹性介质、塑性介质、弹性模量、 波前、波
后、波面、振动图 、波剖面图、振幅、视速 度
弹性介质：在外力作用下，物体的体积或形状会发生相应的变化， 当外力去掉后，物体又恢复到原来的状态，这种特性称为弹性。 塑性介质：若外力去掉后，物体不能恢复原状，而是保持受外力 作用时的状态，这种特性称为塑性。 弹性模量：描述应力和应变关系的参数。 波前：介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组成的面叫波前。 波后：把某一时刻介质中所有刚刚停止振动的点连成的曲面。 波面：介质中同时开始振动的各质点所组成的曲面。