地震勘探原理5-地震勘探资料解释的理论基础
地震勘探原理及资料解释
地震勘探原理及资料解释地震勘探，听起来挺高大上的，其实就是个让我们了解地球“脾气”的办法。
想象一下，地球就像一个顽皮的小孩子，有时候静悄悄的，有时候突然发脾气，吓得我们一跳。
地震勘探就是要通过各种各样的技术手段，提前摸清这小家伙的脾气，让我们不至于在关键时刻被吓到。
你可能会想，怎么搞呢？其实就是借助一些物理原理。
比如说，地球内部的结构就像一块大蛋糕，各种层次和口味都有。
当地震发生时，能量会在地球内部传播，就像把蛋糕切了一刀，瞬间产生的震动波就像蛋糕屑一样，往四面八方飞散。
咱们的科学家就利用这些震动波，像侦探一样，去追踪它们，分析它们的特征，最后绘制出一幅地球内部的“画像”。
勘探过程中，有个工具叫地震仪，听起来挺神秘，其实就是一个能够捕捉到微小震动的机器。
它就像一个超级敏感的耳朵，随时准备记录下地球的“低语”。
地震仪能把地震波转换成电信号，然后传输到计算机里，经过处理后，就能显示出波的特征。
你可以想象一下，一个大屏幕上出现各种波形图，像极了音乐的音符。
没错，这就是地球在“唱歌”，而我们的任务就是要听懂它的歌声。
还有一点很重要，数据解释也不容小觑。
这就像是看一幅画，你得先搞清楚每个颜色和线条代表的是什么。
科学家们通过对地震波的分析，找出波的传播速度、频率和振幅等参数，再结合地质资料，像拼图一样，把整个地壳的构造拼凑出来。
这一步可不是简单的事情，简直就像是“打地鼠”，有时候一不小心就会漏掉关键的信息。
有些地方，地震波传播得快，有些地方传播得慢，这背后其实是地球内部物质的差异。
有些地方是岩石，有些地方是水，有些地方可能还藏着油气，这些都能通过波的特性来判断。
科学家们就像开了个“寻宝”游戏，越深入，就越能发现宝藏。
想想看，谁不想知道自己脚下藏着什么呢？不过，地震勘探也不是总能一帆风顺。
偶尔会碰到“误报”，这就像你听到远处的雷声，以为要下雨，结果只是一场虚惊。
科学家们需要反复验证和校正数据，才能得出可靠的结论。
地震勘探资料解释
06 结论与展望
CHAPTER
地震勘探资料解释的挑战与对策
挑战
地震勘探资料解释面临诸多挑战，如复杂地 质构造、低信噪比、多解性等。
对策
采用先进技术手段，如高分辨率成像、多分 量地震数据处理、深度学习等，提高资料解 释的准确性和可靠性。
未来发展方向与技术革新
发展方向
未来地震勘探资料解释将更加注重多学科交 叉融合，加强地球物理、地质学、计算机科 学等多领域合作，共同推进地震勘探资料解 释技术的发展。
总结词
数据整理是预处理的第一步，主要任务是检查数据完整性，剔除异常值和缺失值，并对 数据进行分类和排序。格式转换则是将原始数据转换成统一格式，以便后续处理和分析。
详细描述
在进行地震勘探资料解释之前，需要对收集到的数据进行整理，确保数据完整、准确。这一步骤包括 检查数据的完整性，对缺失值和异常值进行处理。根据数据的类型和特性，将数据分类并排序，以便
地震勘探广泛应用于石油、天然气、矿产资源等领域，为地 质学家和工程师提供重要的地质资料，帮助确定地下资源的 分布和储量。
地震勘探资料解释的意义
地震勘探资料解释是将地震波测量数据转化为地质信 息的关键环节，是地震勘探工作的核心。
解释结果对于地质勘探、资源开发、环境保护等领域 具有重要意义，能够为矿产资源开发、油气田勘探、
通过对比不同地震记录的层位信息，确定地下岩层的空间位置和分布范围。
详细描述
层位对比法利用地震波在地下传播的时差信息，对不同地震记录进行层位标定和 对比，确定地下岩层的空间位置和分布范围，为地质构造和油气藏的勘探提供通过分析地震波的各种属性，如振幅、频率、相位等，推断地下岩层的物理性质和结构特征。
更好地进行后续分析。同时，为了便于处理和分析，需要将原始数据转换成统一的格式。
地震勘探资料解释优选全文
④除去无限延伸、反射系数不变的平面，任 何地下反射体都能够产生绕射波。
只要反射界面发生突变，在一定条件下就会 产生绕射。 构造越复杂，埋藏越深，绕射现象越严重。
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五、地震绕射波的识别和利用
1、绕射波的识别主要利用其运动学和动力学 特征来进行识别。 2、绕射波的利用
利用绕射波识别断层，为确定断点提供有利条 件。 古潜山顶面绕射波发育 在侵入体边沿或礁体边沿，绕射波大量出现。
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5－15－50－60 零相位
45相位
90相位
最小相位 270相位
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零相位子波的分辨率最好，其优点表现为：
1）在相同频带宽度下，零相位子波的旁瓣比 最小相位子波的旁瓣小，分辨率高；
5－15－50－60
零相位
最小相位
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零相位子波合成地震59
2）最小相位子波对应的反射时间出现在 子波起跳处，零相位子波对应的反射时间 在子波峰值处，所以零相位子波更有利于 解释； 3）零相位子波比最小相位子波更优越， 实际子波接近于最小相位，通常在处理中
△h V
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1、垂向分辨能力
激发
接收
t
t
t
反射
能分辨
不能分辨
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可分辨地层：
Δ >Δt
即： 2Δh/V > n /V 则： Δh > n/ 2 = nV/2f
垂向分辨能力主要取 决于地震子波的波长 （频率）、延续时间 的周期数和波速。
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关于分辨率的极限
地震记录上各个子波彼此重叠，影响分辨率； 在能分辨的条件小，并不一定要两个子波彼 此没有重叠，在有重叠的情况下，有时还是 可以分辨的。
由此可见，决定分辨率高低的是振幅谱的绝对 宽度，而相对宽度决定子波的相位数，与分辨 率没有直接关系。
地震勘探的理论基础
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。
地震勘探原理课件：第5章地震解释的理论基础
1.2 地震绕射波和物理地震学
1.2.4 物理地震学的概念和广义绕射
4）绕射波广泛发育 只要反射面发生突变，就会产生绕射波
1.2 地震绕射波和物理地震学
1.2.5 不同情况下的点绕射时距曲线方程及其特点
以炮点和检波点坐标为变量 的点绕射时距曲线方程：
h
h
Os
tF
1 v
x2 4h2
1、绕射波时距曲线
也是双曲线
2、极小点在绕射点
正上方，其形态
与炮点位置无关
3、绕射波时距曲线
O*
与反射波时距曲
线在M点相切
1.2 地震绕射波和物理地震学
1.2.2 断棱绕射波的主要特点
测线不一定与段棱垂直，此时的断棱绕射波 时距曲线的特点就同测线方向与段棱走向之 间的夹角有关。
1.2.3 水平叠加剖面上绕射波的叠加效果
1.2 地震绕射波和物理地震学
1.2.3 水平叠加剖面上绕射波的叠加效果
深度：1000米 速度：2000米/秒 中心点偏离绕射点：200米 炮检距：600、1000、1400米
M点绕射波自激自收时间1.0198秒
炮检距 (米)
绕射波 旅行时
（秒）
反射波 动校正绕 动校正绕 旅行时 射旅行时 射波剩余
物理地震学：地震勘探的基本理论包括几何地震学和波动地震学。介
于两者之间的即为物理地震学。它是波动地震学中波动方程Kirchhoff 积分解的一个特殊形式——衍射积分公式的应用
1）地震波是一个波动，并
非简单的射线传播。
2）绕射波是最基本的，反
射波只是反射界面上所有
小面元产生绕射波的集合，
这种绕射称为广义绕射。
地震勘探原理课件：第5章地震解释的理论基础
1.1 地震剖面的特点
1.1.3 层位解释和波的对比
地震剖面上有效 波的标志 同相性 振幅显著增强 波形相似特征 时差变化规律
1.1 地震剖面的特点
1.1.4 水平叠加剖面的特点
采集
处理
解释
1、地震资料解释的主要内容和作用
特点：综合性、实践性、艺术性、多解性、重要性
HST TST HST TST HST
2、地震资料解释的发展历程
六十年代之前
主要采用光点地震记录仪，地震资料是一条条分开的单道 地震记录，只能记录较浅部地层的很强界面的反射波，故地震资 料解释仅能进行常规构造编图。
地震勘探原理——解释理论基础
信息学院
概述
地震资料解释的主要内容和作用 地震资料解释的发展历程 地震资料解释的基本方法
1、地震资料解释的主要内容和作用
内容：根据地震资料确定地下构造形态和岩性特征
构 造 解 释
运 动 学
岩 性 解 释
动 力 学
1、地震资料解释的主要内容和作用
勘探技术链条中的位置：地震资料解释是地震勘探系统工程的最终环节
1.1 地震剖面的特点
• 地震子波在向下传播过程中，遇到 波阻抗界面就会发生反射和透射
• 反射波在振幅（反射系数绝对值）、 极性（反射系数的正负）、到达时 （深度、速度）
1.1 地震剖面的特点
• 当岩层厚度 较厚，也就 是t时， 同一接收点 收到的来自 反射界面R1 何R2的两个 反射点可以 分开
1.1 地震剖面的特点
1.1.4 水平叠加剖面的特点
2） 在构造复杂地区，水平叠加剖面上会出现各种异常波（绕射、回转 等），其同相轴的形态与地质剖面完全不同，不能直接用于地质解释。
地震勘探原理总结
《地震勘探原理》各章节的复习要点第一章绪论（不作为考试内容）第二章地震波运动学理论§2.1 几何地震学基本概念1、基本概念，如地震子波：具有多个相位、延续60～100毫秒的稳定波形称为地震子波。
几何地震学:地震波的运动学是研究地震波,波前的空间位置与传播时间的关系，他与几何光学相似,也是引用波前,射线等几何图形来描述波的运动过程和规律,因此又叫几何地震学.地震勘探:通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情况,以查明地下的地质构造,力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法.波面：介质中每一个同时开始振动的曲面。
射线：在几何地震学中，通常认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所考虑的一点P，然后又沿着那条“路径”从P点传向其他位置。
这样的假想路径称为通过P点的波线或射线。
振动图：在地震勘探中，每个检波器所记录的，便是那个检波器所在点处的地面振动，它的振动曲线习惯上叫做该点的振动图。
波剖面：在地震勘探中，通常把沿着测线画出的波形曲线叫做“波剖面”。
视速度和视波长：如果不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定波速和波长，得到的结果就不是波速和波长的真实值。
这样的结果叫做简谐波的视速度和视波长。
全反射：如果V2>V1，则有sinθ2>sinθ1，即θ2>θ1；当θ1增大到一定程度但还没到90°时，θ2已经增大到90°，这时透射波在第二种介质中沿界面“滑行”，出现了“全反射”现象，因为θ1再增大就不能出现透射波了。
雷克子波：2、基本原理反射定律：反射线位于入射平面内，反射角等于入射角，即。
透射定律：透射线也位于入射面内,入射角的正弦与透射角的正弦之比等于第一、第二两种介质中的波速之比，即Snell定律：惠更斯原理：在已知波前面（等时面）上的每一个点都可视为独立的、新的子波源，每个子波源都向各方发出新的波，称其为子波，子波以所在处的波速传播，最近的下一时刻的这些子波的包络面或线便是该时刻的波前面。
地震勘探原理第7章地震勘探资料解释的理论基础
地震勘探原理第7章地震勘探资料解释的理论基础地震勘探是一种通过测量地震波在地下传播的方式来获取地下结构信息的地球物理勘探方法。
地震波是指在地震过程中在地球中传播的机械振动波。
地震勘探的原理基于地震波在不同介质中传播速度的差异，根据地震波在不同岩石和土层中传播的速度、幅度和方向的变化，可以推断地下的结构，包括岩石类型、厚度、构造、断层和地层的变化等。
地震波主要有P波（纵波）、S波（横波）和表面波三种。
P波是一种可以沿着岩石的压缩方向传播的纵波，它的传播速度较快，能够穿透固体、液体和气体。
当地震波从一个介质传播至另一个介质时，会发生折射和反射。
根据折射和反射现象，可以推断出地下介质的密度、速度和波阻抗等信息。
S波是一种只能沿着岩石的剪切方向传播的横波，它的传播速度较P波慢。
S波无法穿透液体和气体，只能传播在固体介质中。
通过比较P波和S波的传播速度差异，可以判断地下介质的物理性质，如岩石的弹性模量和剪切模量。
表面波是地震波在地表和地下交界面上传播的波动现象，它包括Rayleigh波和Love波。
Rayleigh波是一种绕射波，它沿着地表传播，并且表面振幅会随着深度的增加而逐渐减小。
Love波是一种垂直于地表方向传播的横波，它的路径是被限制在地表附近的波。
通过研究表面波的传播情况，可以推断地下介质的层状结构和介质性质的变化。
地震勘探资料的解释是利用地震波传播过程中各种波的特性和地震数据的数学处理方法，将地震信号转化为地下地质结构的信息。
地震数据包括检波器接收到的地震信号的振幅、波形和到时等信息。
解释地震资料需要基于地震学的原理和地质学的知识，将地下地质结构与地震数据进行关联，进而推断出地下的岩石类型、厚度、构造、断层和地层的变化等。
地震资料解释的理论基础包括地震波传播的物理学原理、波传播模型的建立、地震数据的处理和分析方法以及地震资料解释方法和技术。
根据不同的地震勘探目标和需求，可以选择不同的地震数据处理和解释方法，如层析成像、反射地震剖面分析、地震井解释等。
地震勘探原理知识点总结讲解
第三章地震资料采集方法与技术一．野外工作概述1.陆地石工基本情况介绍试验工作内容：①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。
②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。
③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。
④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适的观测系统、组合形式和仪器因素的选择等。
生产工作过程：地震队的组成（1）地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置（2）地震波的激发陆上地震勘探的震源类型：炸药震源和可控震源。
激发方式：炸药震源的井中激发、土坑等。
激发井深：潜水面以下1-3m，（6-7m）。
（3）地震波的接收实现方式：检波器、排列和地震仪器2.调查干扰波的方法（1）小排列（最常用）3-5m道距、连续观测目的：连续记录、追踪各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。
从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数（2）直角排列适用于不知道干扰波传播方向的情况Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向（3）三分量检波器观测法（4）环境噪声调查信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅（规则）信号的能量/噪声的能量3.各种干扰波的类型和特点（1）规则干扰指具有一定主频和一定视速度的干扰波，如面波、声波、浅层折射波、侧面波等。
面波（地滚波）：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。
其主要特点：①低频：几Hz～20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变化；③低速：100m/s ～1000m/s，通常为200m/s～500m/s；④质点的振动轨迹为逆时针方向的椭圆。
面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。
（能量较强）声波：速度为340m/s左右，比较稳定，频率较高，延续时间较短，呈窄带出现。
地震勘探资料解释
第七章 地震资料解释的理论基础
1
地震勘探原理
第七章 地震资料解释的理论基础
1、地震记录形成的物理过程 2、地震记录形成的褶积模型 3、识别各种波的标志 4、水平叠加时间剖面的主要特点 5、特殊波的存在有两个方面的表现 6、绕射波 7、断棱绕射波
时距曲线、特点、叠加效果
2
ห้องสมุดไป่ตู้
水平叠加剖面上的绕射波
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2、垂向分辨能力是指地震记录沿地层垂直方
向所能分辨的最薄地层厚度。
3、横向分辨能力是指地震记录横向上所能分
辨的最小地质体的大小。
4、为何存在分辨能力问题
地震子波存在一定的延续时间，地震记录是 子波的复合体。
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在地震记录上，每个波峰或波谷必定是多本界面的反 射子波联合作用的结果，决不代表某一个界面。
幅的一半。
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多次叠加剖面上，反射波与绕射波的切点就 是断点的位置，形成“层断波不断，绕射连 反射”的现象。 多次叠加剖面上，多出现绕射的正半支，负 半支被干涉而几乎抵消掉了。 长反射段为“一个主体，两个尾巴”，主体 为反射波，尾巴为绕射波正半支。
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长 反 射 段 的 广 义 绕 射 叠 加 结 果
绕射波的强度与反射段的长度a成正比。 短反射段反射波在中央有一个能量相对集中段， 因此根据振幅特征不易确定断点。
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短 反 射 段 的 广 义 绕 射 叠 加 结 果
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③满足
a2 1
H 2
关系的反射段称为长反射段。
长反射段的终断点产生左右两支相位相差
180°的绕射波，断点的振幅为正常反射振
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叠加剖面
偏移剖面
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叠加剖面
《地震勘探原理》复习总结——石油大学
第一章绪论1.地球物理勘探的概念及分类概念：利用物理学原理和相关技术获取某些地质参数、特征及变化规律, 从而对地质问题经行切实合理的分析和解释的油气勘探手段。
分类: 地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探2.地震勘探的概念利用人工激发的地震波来定位矿藏, 确定考古位置, 获取工程地质信息的勘探方法, 它是地球物理勘探中最重要、解决油气勘探问题最有效的一种方法。
3.地震勘探的基本原理人工激发的弹性波在岩石中传播时, 遇到岩层的分界面便产生反射波或折射波, 在它们返回地面时用高灵敏度的仪器记录, 根据波的传播路程和旅行时间, 确定发生弹性波反射或折射的岩层界面的埋藏深度和形状, 从而认识地下地质构造, 寻找油气圈闭。
4.地震勘探的三个环节野外资料采集、室内资料处理、地震资料解释第二章地震波运动学理论1.基本概念●各种介质的概念（1）均匀介质与非均匀介质均匀介质: 介质内每一点的物理特性参数均相同非均匀介质: 介质内的物理特性参数随空间位置的变化而变化（2）弹性介质与非弹性介质弹性介质: 介质卸载后能够完全恢复到加载前状态非弹性介质: 卸载后不能够完全恢复到加载前状态（3）各向同性介质与各向异性介质各向同性介质: 介质参数与方向无关各向异性介质: 介质参数随方向变化而变化（4）单相与双相、多相单相: 固体、流体（油、气、水）双相: 固体骨架以及孔隙内的流体实际地下介质的特征: 非均匀、非弹性、各向异性、多相●波动、弹性波、地震波、波前、波后、波面、振动曲线（地震记录）、波形曲线（波剖面、波场快照）波动: 振动在介质中传播形成波动；弹性波: 振动在弹性介质中传播形成弹性波；地震波: 地层中传播的弹性波；波前: 在某一时刻, 介质中刚刚开始振动的点连接起来形成的面；波后：在某一时刻, 介质中刚刚停止振动的点连接起来形成的面；波面: 介质中同一时刻开始振动的点连接起来形成的曲面；振动曲线: 即地震记录, 在某一点处质点位移和时间的关系(同一点不同时刻的位移形成的曲线)；波形曲线：又叫波剖面、波长快照, 某一时刻各点的位移（同一时刻各点的位移形成的曲线）；●波长、视波长、速度、视速度、周期、频率波长: 波在一个振动周期内传播的距离；视波长: 不是沿波的传播方向确定的波长；速度：在沿波的传播方向上, 波在单位时间前进的距离；视速度: 不是沿波的传播方向确定的速度；周期: 波传播一个波长的距离所需要的时间；频率: 周期的倒数；●体波、面波、纵波、横波体波: 振动能够在整个介质区域内传播形成的波。
地震勘探原理各章节的复习要点(重点)
《地震勘探原理与解释》复习要点第一章绪论（不作为考试内容）第二章地震波运动学理论§2.1 几何地震学基本概念1、掌握基本概念，如地震子波、波面、射线、振动图、波剖面、视速度、视波长、全反射、雷克子波。
2、掌握基本原理，如反射定律、透射定律、Snell定律、惠更斯原理、费马原理等。
3、地震波的分类。
§2.2 常速单界面的反射波特征及时距关系1、基本概念：时距曲线、时距曲面、时间场、自激自收、共激发点、偏移距、初至时间、纵测线、同相轴、正常时差、倾角时差、动校正等。
2、基本原理：虚震源原理、讨论时距曲线的实际意义、直达波时距曲线及方程、反射波时距曲线及方程、反射波时距曲线的主要特点。
§2.3 变速多界面的反射波特征及时距关系1、基本概念：均匀介质、层状介质、连续介质、参数方程、平均速度、射线方程、等时线方程、回折波、最大穿透深度等。
2、基本原理：水平层状介质和连续介质情况下讨论反射波时距曲线的基本思路；水平层状介质和连续介质情况下反射波时距曲线的主要特点。
§2.4 地震折射波运动学1、基本概念：折射波盲区、初至波、续至波、交叉时、信噪比等。
2、基本原理：产生折射波的条件；利用折射波法研究地下地层起伏的基本依据；折射波与反射波的主要差异。
3、分析理解：单界面（水平和倾斜）直达波、反射波与折射波时距曲线之间的关系；三层介质情况下折射波的时距曲线及其特点；折射波法在地震勘探中的应用。
§2.5 地震波动力学理论及应用本节不作为考试内容。
第三章地震资料采集方法与技术§3.1 野外工作概述1、掌握基本概念：低(降)速带、频散、群速度、相速度、多次波、虚反射、鸣震、交混回响。
2、掌握基本内容：试验工作内容、生产工作过程、激发条件、接收条件、调查干扰波的方法、干扰波的类型、各种干扰波的主要特点、面波特点、压制面波的方法、海上地震勘探的特点与特殊性、海上特殊干扰波、海上震源等。
地震勘探原理复习资料
第一章1.油气勘探方法：地质方法，地球物理勘探方法（重，磁，电，地震，地球物理测井），地球化学勘探方法，钻探方法。
2.地震勘探概念：用人工方法引发地震，用仪器在地面以一定的方式记录爆炸发生后地面各接收点的振动信息，利用原始记录经处理后的成果来推断地下地质构造的特点。
3.地震勘探的环节：野外资料采集，室内资料处理，地震资料解释第二章1.地震波动需的研究内容：研究波前面的空间位置与其传播时间的关系2.地震波的本质：一种在岩层中传播的弹性波。
3.波前：某一时刻介质中的各点刚好开始振动，这些点连成的曲面就叫做波前，也叫波阵面。
4波后：某一时刻介质中的各点的振动刚好停止，这些点连成的曲面叫做波后，也叫波尾。
（注：不指明时刻来谈论波前是无意义的）5.振动图：在地震勘探中，某个检波器记录的是它自己所在位置的地面振动，它的振动曲线就叫做该点的振动图。
6.波剖面：沿着测线画出的波形曲线（以某一直线为X轴，选定一个时刻t,纵坐标代表各点相对平衡位置的位移，这样可作出一条曲线，叫做波形曲线）叫做波剖面7.反射定律：反射线位于入射平面（入射线和法线所确定的垂直于分界面的平面）内，反射角等于入射角。
8.射线平面：入射线，过入射点的界面法线，反射线三者所决定的平面9.透射定律：透射线位于入射平面内，入射角的正弦与透射角的正弦比等于第1，第2两种介质中的波速之比（记得把公式写上）10.斯奈尔定律（书本30页）：11.费马原理：波在各种介质中的传播路径满足所用时间为最短的条件12.惠更斯原理：波在传播过程中，任一时刻的波前面上的每一点都可以看作是一个新的点震源，由它产生二次扰动，形成子波前，这些子波前的包络面(envelope) ，就是新的波前面。
反映了波传播的空间位置、形态。
根据这个原理可以通过作图的方法，由已知t时刻波前的位置去求出t+Δt时刻的波前。
13.惠更斯菲涅耳原理：波传播时，任一点处质点的新扰动，相当于上一时刻波前面上全部新震源所产生的子波在该点处相互干涉叠加形成的合成波。
物探-地震勘探理论基础可编辑全文
（c）SV波
3. 面波
瑞利波：是沿介质与大气层接触的自由表面传播的面波。（图a）
特点：质点在通过传播方向的垂直面内沿椭圆轨迹作逆时针运动： ① 椭圆长轴垂直于介质表面； ② 长短轴之比大致为3：2； ③ 强度随深度呈指数衰减； ④ 水平方向衰减很慢； ⑤ 瑞利波在地震记录具有频率低,速度接近于横波速度。
线应变(ε=△L/L或△d/d) 体应变(ε=△V/V)
切应变(ε=△L/L=tgθ)
（二） Hook定律
在弹性限度内，应变与 应力呈正比，即Hook定律， 满足该定律的物体称为完全 弹性体。
（三） 弹性参数
1. 杨氏模量 （线应变）
F
E
S l
l
d
泊 松 比
d l
l
弹性极限点
P`P为线性变形区；PQ、P`Q`非线性变形区
波阻抗=V·ρ （g/s·cm2）
波阻抗界面或 弹性分界面 ：
波射线
3.振动图和波剖面图的关系
区别：振动图为某一固定位置（即X=常数），质点位移与振动时间的关系：
u=f（t）；剖面图则是固定某一时刻tk，质点振动位移与距离的关系： u=f（x）。
联系：
见右图
第三节 地震波的类型及传播特征
一、地震波类型
体波 面波
• 在整个三维空间传播弹性应变能量， 称为体波。
③ α由0°→ 90°时
t1
V*由∞→V
∴ V*≥V
五、地震勘探的基本原理
勘探的基本原理为波的传播规律。人工激发的地震波在介 质中传播过程中，当遇到弹性分界面时将产生反射、折射 和透射现象，同时产生可以返回地面的反射波和折射波。
地震波的传播规律类似于光学，叫斯奈尔（Snell）定律 几个概念：
地震勘探原理各章总结
勘查技术与工程专业《地震勘探原理》课程1.授课内容2.书面作业3.考试范围中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院2016年6月第一章绪论1.地球物理勘探的概念及分类2.地震勘探的概念3.地震勘探的基本原理4.地震勘探的三个环节第二章地震波运动学1.基本概念●各种介质的概念●波动、弹性波、地震波、波前、波后、波面、振动曲线（地震记录）、波形曲线（波剖面、波场快照）●波长、视波长、速度、视速度、周期、频率●体波、面波、纵波、横波●反射波、透射波、直达波、滑行波、折射波●波阻抗、时距曲线、动校正、正常时差、回折波●VSP、上行波、下行波2.基本原理、定理●惠更斯原理、费马原理、Snell定理3.时距曲线●直达波时距曲线●一个水平界面、一个倾斜界面反射波时距曲线●一个水平界面折射波时距曲线●水平层状介质透过波、反射波垂直时距曲线4.单炮记录中各种波的识别第三章地震资料采集方法与技术一、野外工作概况1.野外地震勘探工作：试验工作和生产工作2.试验工作的内容：干扰波调查、地质条件了解、选择激发和接收地震波的最佳条件3.生产工作的内容：测量、激发、接收4.干扰波的调查方法：小排列、直角排列、三分量观测、环境噪声调查5.干扰波的类型及特点：面波、声波、浅层折射、侧面干扰、工业电干扰、虚反射、多次反射波6.规则干扰与随机干扰的比较：主频、视速度7.海洋地震勘探特点：空气枪激发（气枪阵列）、压力检波器（水听器）接收、需要导航定位、多次波（交混回响、鸣震）严重、施工高效方便二、野外观测系统1.测线布置的两点基本要求：尽量为直线、垂直于构造走向2.不同勘探阶段的测线布置：由疏到密3.基本概念：观测系统、覆盖、多次覆盖、变观、共炮点、共中心点、共接收点、共炮检距4.观测系统的图示方法三、地震波的激发与接收1.常用震源：炸药震源、可控震源、空气枪常用检波器：动圈式、压电式2.地震波激发要求：能量强、分辨率高、信号与噪音的差异性、一致性3.地震波接收要求：放大功能、频率选择、动态范围大4.检波器埋置要求：耦合、挖坑埋置5.道间距选择原则：满足空间采样定理6.可控震源记录的特点：地震波到达时间为峰值时间、主频较低、环保四、低速带的测定与静校正1.低速带的概念2.低速带对地震波传播的影响反射波旅行时畸变、强烈的吸收衰减3.静校正的概念五、地震组合法1.有效波和干扰波的四个主要差别：传播方向、频谱、动校正剩余时差、出现规律2.野外组合的目的：提高信噪比3.组合形式：检波器组合、震源组合4.检波器组合压制规则干扰波的基本原理：传播方向5.检波器组合对随机干扰的统计效应6.检波器组合的频率特性：低通滤波检波器组合的平均效应：地面、地下界面7.确定检波器组合参数的方法：干扰波调查、理论计算、野外试验8.描述随机干扰的三个统计参数、检波器不等灵敏度组合、检波器面积组合六、多次覆盖技术1.基本概念：全程多次波、层间多次波、虚反射、动校正、动校正量、动校正剩余时差2.共中心点（共反射点）反射波时距曲线推导（一个水平界面、一个倾斜界面）3.多次叠加压制多次波、随机干扰的基本原理，多次叠加的目的4.多次叠加的振幅特性、频率特性、统计效应5.动校正速度大小对动校正效果的影响、倾斜界面共中心道集反射点的分散6.选择观测系统参数的原则和步骤7.主要采集参数的选择原则第四章地震波速度1.地震波岩层速度与各种因素的关系2.层速度、平均速度、均方根速度、等效速度、叠加速度的概念及公式3.各种速度的相互关系4.Dix公式推导5.分别利用地面地震资料、地震测井、声波测井计算层速度的方法第五章地震资料解释的理论基础1.基本概念：子波、褶积模型、绕射波、物理地震学、菲涅耳带、偏移、分辨力、最小相位子波、混合相位子波、最大相位子波、零相位子波、回转波2.水平叠加时间剖面的特点3.弯曲界面反射波的特点4.单炮记录、叠加剖面上绕射波的特点5.地震勘探分辨力的概念（垂向分辨力、横向分辨力）、分辨力的极限、影响分辨力的因素和提高分辨力的方法、子波对分辨力的影响6.叠加剖面存在的问题、偏移的目的、地震偏移基本原理7.一个简单的地震资料处理流程第六章总结1.基本概念：三维地震勘探2.地震勘探的分类3.三维地震勘探的优点4.三维观测系统设计的要求5.三维地震野外采集过程书面作业1.利用费马原理证明斯奈尔定理2.观测系统综合平面图：P489习题143.动校正速度与动校正效果关系4.绘制自激自收剖面：P496习题31闭卷考试范围第一章至第六章（斜体内容不作要求）书面作业。
地震勘探原理及资料解释_第1章_地震勘探的理论基础_动力学简介
• 如果外力取消后，形变物体能完全恢复到原来状 态，称为理想弹性体或完全弹性体。反之，如果 完全保持形变后的状态就称之为理想塑性体。
（华东）
弹性介质与粘弹性介质
• 自然界中的大部分实际介质，在外力作用下即可 显示弹性，又可显示塑性，除温度、压力等影响 因素外，还与外力的大小和作用的时间长短有关。 在外力很大、作用时间很长的情况下，大部分物 体表现为塑性性质；在外力很小、作用时间很短 的情况下，大部分物体都表现为弹性性质。
地震勘探简介
地震勘探：以不同岩（矿）石间的弹性差异为基础， 通过观测和研究地震波在地下岩层中的传播规律， 借以实现地质勘查找矿目的的物探方法。
应用领域：主要用于油气田、煤田地质构造的勘探， 地壳测深，工程地质勘察等。
地震勘探的分支方法： 地震勘探技术的流程：
1. 折射波法；
1. 理论研究；
2. 反射波法；
（华东）
广义虎克定律的简化
• 应力与应变各自具有对称性，即 ij ji 和 ekl elk ， 因此，只有 6 个分量相互独立，所以弹性系数张量 由 81 个分量减少为 36 个分量。
xx 1
yy
2
C11 C21
C12 C22
C13 C23
C14 C24
C15 C25
C16 C26
（华东）
§4.1 弹性理论概述
• 主要内容
– §4.1.1 地震介质的概念 – §4.1.2 应力与应变 – §4.1.3 弹性参数 – §4.1.4 波动方程
（华东）
§4.1.1 地震介质的概念
• 地震勘探中将地层叫做介质。 • 由于地震勘探是研究人工激发的地震波在岩层中的
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1
dx x2L
dx x2L v
L
O x GM
x
h
S
Rv
O*
P
L
L2 h2
垂直断棱单炮记录 第5章
六、水平叠加剖面上绕射波的特点
t绕射＝
1 v
4L2 4h2
垂直断棱叠加剖面
1.表现双曲线特征；
L O
h S
Rv
P
2.当绕射点上覆介质为水平层状时， 绕射波极小点位置反映绕射点位置。
第5章
七、物理地震学的基本概念和广义绕射 1.地震波是波动,不能简单看成沿射线传播 2.物理地震学对反射波的解释
（2）偏移：绕射波收敛,菲涅尔带收缩。
4. 横向分辨率的极限 /4
第5章
四、地震子波及其对分辨能力的影响 1. 根据地震子波能量分布特点分类
(1) 最小相位子波：能量集中于子波前部 (2) 混合相位子波：能量集中于子波中部 (3) 最大相位子波：能量集中于子波尾部
第5章
2. 零相位子波
（1）相位等于零的子波 （2）关于t＝0对称，物理不可实现
3. 提高纵向分辨力的方法
（1）提高频率： 野外采集 （2）压缩子波长度： 反褶积 （3）减小波长： 横波勘探。
第5章
4. 纵向分辨率的极限（瑞雷准则） 当地层顶面、底面反射波的时间差大于等 于地震波的半个周期时，则该地层可分辨。
T/2 2h/vT/2 hvT/4 h/4
地震勘探纵向分辨率的极限： /4
第5章
三、横向分辨能力 1. 分析
（1）几何地震学观点：地震波沿射线传 播，地面上一点只是收到地下界面上一个 点的反射
（2）物理地震学：地震波是一个波动， 地面上一点可以收到来自地下许多点来的 绕射波
第5章
2. 菲涅尔（Fresnel）带
若
tOC-tOO’=子波半周期 则
cos1
sin 2
2 vs 2 v p1
vs12
cos
2
2 vs 2 1v p1
sin
22
2
RPP RPS TPP TPS
sin1 cos1 sin 21 cos 21
地震子波存在一定延续时间
2. 分辨力与层厚度、频率关系 h v
子波延续时间： t＝nT=n/v 顶底反射波时差： ＝2h/v （1）若<t，则不可分辨； （2）若>t，则可分辨。
欲分辨该地层： 2h/v>n/v h>n/2
第5章
h>n/2
主要取决于子波的波长（频率）、 延续时间的周期数
第五章 地震勘探资料解释的 理论基础
第1节 地震剖面的特点 第2节 弯曲界面反射波和绕射波 第3节 地震勘探的分辨能力 第4节 反射界面真正空间位置确定 第5节 地震剖面的偏移
主讲教师：刘洋
第1节 地震剖面的特点
第5章
一、地震记录的形成
1.地震子波
炸药爆炸时，产生尖脉冲 传播到一定距离，波形逐渐稳定 此时地震波为地震子波
地面某点接收的波动,并不只是来自反射界面 某一点，而是来自界面上所有点； 解释水平界面自激自收。
3.广义绕射
反射波是反射界面上所有小面元产生的绕射 波的总和，这种绕射称为广义绕射。
第5章
八、绕射波的识别和利用 主要利用其运动学特征来进行识别 1.利用绕射波识别断层，确定断点; 2.古潜山顶面绕射波发育; 3.在侵入体或礁体边沿，绕射波丰富。
第5章
二、凹界面的反射波
1．单炮记录上的回转波
(1)倾斜界面ABC：反射点自 左往右，时距曲线自左往右 (2)弯曲界面CDEFG：反 射点自左往右，时距曲 线自右往左，回转波
(3)倾斜界面GHI：反射点自 左往右，时距曲线自左往右
第5章
二、凹界面的反射波
2．叠加剖面上的回转波
凹界面的 自激自收 射线路径
sin 1 cos1
sin
21
cos
21
cos 1 sin 1
v p1 vs1
cos
21
vs1 v p1
sin
21
sin 2
cos 2
2 vs 2 2 v p1 1vs12 v p 2
sin
2 2
2vp2 1v p1
cos 22
L Ox G
来自SR界面反射波时间
t反射＝
1 v
x2 4h2
绕射波时间
h
S
Rv
O*
P
t绕射
OR
v
RG
1 v
L2 h2
t绕射
L2 v
h2
2
(x
L)2 v2
h2
(x L)2 h2
第5章
2. 绕射波时距曲线特点
（1）为双曲线
t
（2）极小点在绕射点的 正上方
示 意
图
5．R<0：凸界面
第5章
四、绕射波概念
几何地震学认为：
在地震波的传播过程中，遇到一些地层岩 性的突变点（如断层的断棱、地层尖灭点、 不整合面突起点等） 这些突变点会成为新的震源，再次发出球 面波，向四周传播 形成的波动称为绕射波
第5章
五、单炮记录上绕射波的主要特点
测线垂直于断棱的情况 1.反射波和绕射波时间
2vS vS
截距（纵波垂直反射系数） 梯度
vP vP2 vP1 vP (vP2 vP1) / 2
vS vS2 vS1 vS (vS2 vS1) / 2
第5章
2 1 (2 1) / 2
Байду номын сангаас
一、地震记录的形成 4. 褶积模型
以O’点为圆心，O’C
O
地 面
为半径的圆区域，称作
hD
菲涅尔带。
界
C’ O’ C 面
菲涅尔带大小用菲涅尔带半径R表示
R O'C OC2 OO'2 (h CD)2 h 2
第5章
R O'C OC2 OO'2 (h CD)2 h 2
而
CD
1 2
T 2
指该点到测线的距离
（3）法线深度
倾斜界面上某点A的法线深度:过A 点作倾斜界面的垂线，交地面于B点， 线段AB的长度即是。
一、地震记录的形成
3. 振幅
激发点 S
入射P波
M
R2
接收点
R1 反射S波
1 反射P波 1
Vp1,Vs1,1
分界面
Vp2,Vs2,2
R 2
法线
2
透射S波 T2
透射P波 T1
第5章
一、地震记录的形成
3. 振幅
佐普里兹方程（Zoepptriz, 1901）
纵波入射时，反射和透射系数的计算公式
16
12
Amplitude
8
4
子波
0
0
20
40
60
80
100
振幅谱
第5章
3. 地震子波性质对分辨能力的影响
频谱1子波
频谱2子波
频谱3子波
（1）在相同频带宽度下，零相位子波的旁
瓣比最小相位的小，分辨率高；
第5章
零相位子波合成记录
最小相位子波合成记录
（2）最小相位子波反射时间在子波起跳处，而 零相位子波在峰值处，零相位子波更利于解释
第5章
二、关于倾斜界面的几个概念及相互关系 平面与平面的夹角 直线与平面的夹角 点到平面的距离 点到线的距离 倾向、走向
第5章
二、关于倾斜界面的几个概念及相互关系
1. 真倾角和视倾角 （1）真倾角：倾斜界面与水平地面夹角 （2）视倾角：倾斜界面与测线的夹角 （3）测线方向垂直于倾斜界面走向时，
视倾角＝真倾角； 测线方向平行于倾斜界面走向时，
（3）典型的零相位子波 －雷克子波（Ricker wavelet）
时间域 频率域 相位
w(t)
1
2
fmt 2
e
fmt 2
W ( f ) 2
f / fm e2 f / fm 2
( f ) 0
第5章
典型的零相位子波
－雷克子波（Ricker wavelet）
视倾角＝0度； 视倾角 真倾角
第5章
倾斜界面的真倾角为 ， 视倾角为 。 测线方向与倾斜界面倾向夹角为 ，
ABC中，ABC=90
BC = ACcos
A
BDC中，BDC=90
地
BC = CD/sin B
C 面
ADC中，ADC=90
x
AC= CD/sin
CD/sin = CD/sincos D sin = sincos
实际叠加剖面中的绕射波
第5章
第3节 地震勘探的分辨能力
第5章
一、分辨能力概念 1. 纵向分辨能力（垂向分辨能力）
利用地震记录，沿垂直方向能分辨的 最薄地层厚度 2. 横向分辨能力（水平方向分辨能力） 利用地震记录，沿水平方向能分辨地 质体的大小
第5章
二、纵向分辨能力 1. 为何存在分辨能力问题
第5章
一、地震记录的形成
3. 振幅
1.0
L1
0.8
L2
L3
L4
0.6
L5
L6
L7