051野外工作方法与地震勘探技术

随机干扰频谱很宽，不能利用频率滤波压制。 随机干扰分为三类：
第一类：地面微震和其它外界干扰。如风吹草动、人为因素 引起的无规则振动，特点是频带宽(1～200Hz)； 第二类：仪器在接收时或处理过程中的噪音；
第三类：震源激发后产生的不规则干扰。
随机干扰表面上不规则，实际遵循统计规律。
工作中，利用统计规律，采用组合检波、水平叠加、垂直叠加 方法压制随机干扰。
在干燥或疏松的岩土中激发时，对有效波吸收强烈，面波能量相对 增强；
爆炸井深时面波减弱，井浅时面波增强。
3）多次反射 当地下存在强波阻抗界面时会产生多次反射。 特点：与一般反射波相似，但视速度稍低，通过时差分析来识别。
2.外界干扰波 1）随机干扰 定义：指无一定规律、无一定频率及视速度、杂乱无章的振动。
相干干扰波记录
3、干扰波调查
为了了解各种干扰波的分布特征，以便采取一系列压制干扰波 的方法技术，在野外地震数据采集之前，必须进行干扰波调查。
1.震源干扰波调查
震源干扰波调查(a) 干扰波调查记录 (b) 解释结果
目的：确定反射波和干扰波的分布特征，确定有效的观测系统。
具体做法：以小道间距埋置检波器，在零偏移距处激发，随 后移动检波器排列或移动激发震源。每次移动距离应等于一个 排列长度，以保持干扰波同相轴的连续性。
2）相干干扰 定义：指外界产生的具有一定规律性的干扰。
特点：在地震记录上表现为有规律的振动，具有一定的 频率和视速度。
相干干扰产生：在 大型厂矿附近，机器有 规律地连续振动，江、 河波浪冲击岸坡等。如 图5.13所示。
3）工业电干扰
在城市工作，当地
震测线通过输电线路时， 检波器电缆会感应50Hz 电压，形成工业电干扰。
(c)图，面波情况
调整组合距△X，使Δt＝T/2， 则组合后干扰波振幅几乎为零。下 图所示为组合对面波的压制效果。
组合对面波的压制
振动叠加图解法
组合灵敏度：组合后振动的振幅和组合前振幅的比值
'2 A 2Acosft 2cosft
A
A
据三角公式sin2α=2sinαcosα,上式变为
'2 sin 2ft sin ft
地震勘探生产过程：
（1）地震资料野外采集。利用人工激发所产生的地震波 （震源）传播到地下，遇到弹性分界面时，产生反射、折 射和透射，在地面接收这些返回的反射波或折射波并记录 下来。 （2）地震资料室内处理。利用地震波的传播原理和理论， 利用计算机对野外原始资料进行各种地震处理（处理模 块）。 （3）地震资料解释。对处理后的剖面进行（构造、岩性、 地震地层学、储层等）综合解释，推断地下岩石的构造特 征及岩石性质等。
Xi=0时，t0=2h/V。 对共反射点时距曲线动校正：
把各叠加道的时间校正到M点的回声时间，或者把曲线拉平， 如图(c)示。
假设各叠加道波形相似，必是同相叠加，叠加后振幅成倍增 加。如图(d)
第三节 有效波和干扰波
1、有效波和干扰波的定义
有效波：在地震勘探中用来解决地质任务的波。
干扰波：对有效波起干扰和破坏作用的波。 有效波和干扰波只是一种相对的概念，可 相互转化。 干扰波：震源干扰波，外界干扰波。
(2) 有效波视速度高，组合后增强（用高频检波器接收）。 提高有效波视速度方法：近炮点接收，上倾方向接收。
2.组合的频率特性
固定△t：
( f ) 1 sin nft n sin ft
从组合频率特性曲线可见： 图5.20 组合的频率特性曲线 (1) 当△t=0时，即Va→∞时，无频率滤波作用； (2) 随△t增大，通频带变窄，总趋势是低通。
共反射点多次叠加法：共深度点多次叠加法、多次覆盖法、 水平叠加法。
基本思想：对地下反射界面上各点的地质信息进行多次观测， 以排除由于地面上个别观测点受到某种干扰而歪曲地下真实信息 的影响。
1.共反射点叠加原理
多次覆盖：在测线上不同点激发、相应点接收来自地下界面相 同反射点的多个地震记录道进行叠加。
条件：建立在水平界面假设的基础上。
如图示，一速度为V的平面波以α角投射到地面，波到S1、 S2的时间分别为t和t+△t,从图知
t S sin S
V
Va
为便于讨论，用余弦波代
替地震波形。令u1、u2分别表 示S1、S2两点的波动位移值， 其表达式为
u1 Acos2ft u2 Acos2f (t t)
其合振动
组合检波示意图
➢工程目的：记录地震波
仪器操作员在工作
• 地震队的组成
•
• 队长及指导员：总体负责及协调关系 • 测量组：测量及标明桩号 • 放线班：布置排列 • 钻机班：打炮井 • 爆炸组：接受仪器组指挥，激发地震波 • 仪器班：指挥现场作业，记录地震波地震波 • 施工组：检查施工质量、完成施工日志 • 后勤组：保障设备的正常运转和职工餐宿 • 发电组：野外施工时保证地震队的用电
2）面波
几乎出现在所有地震记录 上，是一种主要干扰波。
特点：视速度小(100～ 500m/s)，频率低(10～ 30Hz)、能量强、衰减 慢。
图5.12 有声波和地滚坡干扰时的浅层反射记录
面波沿地表传播，由于地表介质不均匀，在水平方向尤其垂直 方向速度变化大。因此，随着传播距离增大，显示明显的频散特点， 在地震记录上形成“扫帚状”。这种发生频散，形成“扫帚状”的 面波通常称为地滚波。
（1）地震资料野外采集。
（2）地震资料室内处理。
（3）地震资料解释。
第四章 野外工作方法与地震勘 探技术（1）
• 资源学院：贾豫葛 • 2010 年 10 月 8 日
•内 容 • 第一节 野外工作基本概况 • 第二节 与野外观测有关的几个基本术语 • 第三节 有效波和干扰波 • 第四节 地震测线布置和观测系统 • 第五节 地震波的激发和接收 • 第六节 观测参数的选择 • 第七节 多次覆盖原理和参数选择
n (f,△t)，方向特性；
固定△t=△ti：
n (f,△t)，频率特性。
1.组合的方向特性－速度滤 波特性
固定f： n
(Vn
)
1 n
sin nf X sinf X
Va Va
组合的速度滤波特性
从速度滤波特性曲线（基距为5m，12个检波器组合）看：
(1)声波、面波视速度低，组合对其高频成分压制严重；
上式与水平界面的共炮点反射波时距方程在形式上完全一样， 但其物理含义不同。
(1) 共炮点反映一个区段，共反射点反映一个点；
(2) 共炮点t0表示炮点回声时间，共反射点t0表示A的垂直反 射时间，即M点的回声时间。当
Xi=0时，t0=2h/V。 对共反射点时距曲线动校正：
把各叠加道的时间校正到M点的回声时间，或者把曲线拉平， 如图(c)示。
以炮检距X为横坐标，(a) 以地质反模射型 波(b)到共达反射各点叠时距加曲道线 的(c)时动校间正t为(d)纵叠加坐
标，可绘出对应A点的半支时距曲线。将炮点和接收点互换，得
到另半支时距曲线。 整支时距曲线称共反射点时距曲线。方程为
t 1
V
4h2 xi2
Xi－共反射点道集中各道的炮检距，h－M点处的界面法线深度。
综述：浅震勘探深度浅，不能同时做到近震源接收（比较而 言），因此，组合会降低地震记录的分辨率。因此一般不用组合法， 深层时用得多。
2、抗干扰技术2-多次覆盖
组合：压制面波等低视速度干扰作用明显，但降低了分辨率； 此外不能压制多次反射波、折射波之类干扰波（其波长往往达数 十米）。
在浅层地震勘探中，广泛采用多次叠加法。
(a) 地震波的频谱 (b) 视波长谱 (c) 视速度谱
1.抗干扰技术1-多次覆盖组合检波
目的：利用有效波和干扰波在视速度或传播方向上的差异来 削弱干扰波。
定义：使用两个以上检波器组成一组，按一定的形式（直线 或面积）安置在排列上，作为某一道的地震信号。即将几个检波 器当成一个检波器使用。
组合检波示意图
到另半支时距曲线。 整支时距曲线称共反射点时距曲线。方程为
t 1
V
4h2 xi2
Xi－共反射点道集中各道的炮检距，h－M点处的界面法线深度。
上式与水平界面的共炮点反射波时距方程在形式上完全一样， 但其物理含义不同。
(1) 共炮点反映一个区段，共反射点反映一个点；
(2) 共炮点t0表示炮点回声时间，共反射点t0表示A的垂直反 射时间，即M点的回声时间。当
如图5.21(a)示：在O1、O2、O3…激发，在与M点为对称的S1、 S2、S3…接收R界面上同一点A的反射波。
A点：共反射 点或共深度点。
M点：A的投 影点，共中心点 或共地面点。
S1、S2、S3… 地震道：共反射
点或共深度点）
叠加道。集合称
CDP(共深度点)道
集。
图5.21 共反射点叠加模型
收放检波器
放线工 在插
检波器
爆炸工序
➢工程内容：炸药激发是指使用炸药在地震测量 布设的爆炸点上，按施工设计要求产生地震波 的工作过程。
➢工程目的：产生地震波
数据采集
➢工程内容：数据采集是指按设计要求，监视外线 排列质量，控制激发，将地震信号记录在地震勘 探专用磁盘上，以及为配合该项工作所需的专用 工具检验、维修和其它辅助作业等。
上式为两个检波器的组合灵敏度。n个检波器组合时，组合灵敏度
'n sin nft sin ft
为了对不同组合个数的灵敏度特性进行比较，对上式进行归一化得
n
1 sin nft n sin ft
n 称为相对灵敏度。
从上式可见，既是f的函数，也是△t的函数，写成
n = n (f,△t)
固定f=fi：
第二节 与野外观测有关的几个基本术语
自激自收-零偏移距