地震勘探原理05第四章 地震勘探组合法
第4章地震组合法原理03 (2)
震检联合组合的方向特性——用组合后总振动的
式中:n为检波器组合个数,m为震源组合个数,t为组内 相邻检波器的旅行时差,τ为相邻震源点的时间延迟.
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第四节 组合的其他效应
f=60Hz,n=5,m=1,2,4(对应 ( 于图中曲线由细到粗) 于图中曲线由细到粗)时震 检联合组合的方向特性曲线 f=60Hz,n=5,m=1,5,9
为了突出有效波,压制干扰波,除了采用检波 器组合外,还可以采用震源组合,如组合爆炸 或用几台可控震源同时工作. 组合检波已成为地震勘探野外工作的基本方法 技术,组合爆炸不常采用.随着可控震源的采 用,震源组合又使用得较为广泛了.
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第四节 组合的其他效应
下图是炸药震源组合的野外试验实例: 可见井深相同时,随药量的增加,振幅谱的极值幅 度和高频的能量都在增加,但这种变化没有组合 井激发时的变化大,组合井激发的振幅谱能量和 频带宽度都有明显增大.
地震勘探原理
第四章 地震组合法原理
1
第四章 地震组合法原理
第三节 随机干扰的特点
1,相关半径 定义,作用 2,组合对随机干扰的统计效应 信噪比,组合统计效应,结论
第四节 组合的其他效应
1,组合的频率效应 组合的频率效应 2,组合的平均效应 3,组合参数的确定 4,不等灵敏度组合
2
第四节 组合的其他效应 2,面积组合的方向特性
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第四节 组合的其他效应
目前,地震资料野外采集时通常使用一定方式的 检波器组合,如果再使用震源组合,则应该考虑 检波器与震源的联合组合问题.
振幅与组合前炮检距最小的单个震源,单个检波器 接收到振动的振幅的倍数之比值来表示: n m sin ωt sin ωτ 2 2 Φ(n, m, t, τ ) = Φ(n, t) Φ(m, τ ) = ωt ωτ n sin m sin 2 2
地震组合法
地震组合原理
本章的主要内容：
进一步了解干扰波的特征与有效波的差别； 组合的原理、形式和基本概念； 组合的方向特性； 组合的统计特性； 组合的频率特性。波和组合概念
有效波－－那些可用解决地质问题的波。如反射波、 折射波等。 干扰波－－是指妨碍追踪和识别有效波的波。如面波、 多次反射波。 根据干扰波的特点分规则和不规则(随机)两大类干扰 波。 规则干扰－－有一定主频和视速度的波，如面波、浅 层折射波，侧面波； 无一定的频率、无一定的视速度的干扰波，称不规则 干扰波或随机干扰。如风吹草动；随机干扰也可能出 现重复，如地表不均匀引起的散射。
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干扰波与有效波的差别
6
7
几种主要的规则干扰波
（1）面波 主要指沿地表传播的瑞利波，其特点为：频率低、
传播速度小，面波速度随频率的变化而变化即波散， 在地震记录上可看到面波干扰呈扫帚状展开，不同频 率的面波有不同的视速度，这就是面波分组的原因。 面波能量弱，衰减缓慢，时距曲线为直线，视速度与 真速度相等。 （2）声波
ei cos i sin
代入化简可得：
K
(
j )
sin n nt
2
sin t
e
j
n1t 2
2
此式即为n个检波器线性组合的组合特性
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G( j) g( j)K( j)
K
(
j
)
sin n nt
2
sin t
e
j
n1t 2
2
组合后信号的谱等于原来单个检波器接收信号的谱乘
上某个函数K(jω)。
可以把组合看成一个线性系统，系统的特性为K(jω)。
地震组合原理
组合 把多个检波器接收信号输入一个地震道或者用多个震
《地震勘探原理》§4-地震勘探野外工作方法3精选全文完整版
§4 地震勘探野外工作方法
(五)多次覆盖采集参数选择
室内处理方法：水平叠加
CMP R
对于水平层状介质，假如分别在点O1 ,O2 ,…,On激发，则 可分别在对应的S1 ,S2 ,…,Sn各点接收到来自地下反射界面 上同一反射点R的反射波(R为CRP或CDP)。若对n次激发得
到的R点的各道反射波进行动静校正，使其相位一致，然
后叠加起来，便获得了共反射点R的n次叠加记录。
❖ 4.3.2.2 综合平面法 D
O1 45
M
O2
R1
R2
O1单边放炮，offset = 0， O1O2之间布置检波器接收
1 R1R2 2 O1O2Leabharlann §4 地震勘探野外工作方法
❖ 4.3.2.2 综合平面法 D
O1 45
M
O2
R1
R2
R3
O1 、O2双边放炮，offset = 0， O1O2之间布置检波器接收
§4 地震勘探野外工作方法
shot1 shot2 shot3 shot4
offset = 2⊿x ⊿shot = 2⊿x
n =12
station
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
channel
1
5
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地震勘探PPT课件可编辑全文
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GeoPen
地震勘探的基本原理
三、互换原理 所谓互换原理，是指震源和检波器的位置可以相互交 换，而同一波的射线路径不会改变。即在介质中的A点施加 一个力F，该力引起另外一点B的瞬时位移为D(t)。相反， 如果在B点施加一个力F，则在A点会引起同样的瞬时位移 D(t)。 互换原理具有普遍性．除适用于均匀各向同性的完全 弹性介质外，也可用于任意形状界面的弹性介质、不均匀 介质和各向异性介质。该原理在工程地震勘察中应用较广， 其中折射波勘探中相遇时距曲线观测系统就是以互换原理 为基础的。
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GeoPen
地震勘探的基本原理
四、视速度定律 由费马原理可知，地震波的传播是沿波射线的方向进行 的，因此，在观测地震波的传播速度时，也必须和波射线的 方向一致才能测得地震波传播速度的真值V。但是，实际观 测的方向往往和波射线方向不一致，因此所测的速度值并不 是地震波传播的真实速度，而是沿观 测方向，距离和波实际传播时间的比 值，这种速度称之为视速度V*。
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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GeoPen
浅层地震波勘探
人工震源(如敲击、爆炸等)激发产生的地震波在地下 介质中传播时，由于不同类型的岩石往往具有不同的弹性 持征(如速度、密度等)，当地震波通过这些分界面时，将 产生反射、折射，而这些不同类型的波具有不同的传播速 度、路径、频率和强度。浅层地震勘探就是利用仪器记录 各种波的传播时间和波形特征、研究和分析这些波形持征 的变化规律，推断出有关岩石的性质、结构和几何位置等 参数，从而达到工程勘察目的。
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--第四章
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问题2 在M点自激自收时间tM 小于在O点发S点收得到R点 的反射时间tORS。
toM
tORS
2h = v
1 2 = x + 4h 2 v
同时来自R点的反射两者有时间差，这是因为炮检距不 为零引起的。
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正常时差定义
定义一 水平界面时，对界面上某点以炮检距x进行观测得到 的反射旅行时与在零炮检距得到的反射旅行时之差。 正常时差也就是炮检距不为零引起的时差。 定义二 在水平界面下，各观测点相对于震源的炮检距不同引 起的反射波旅行时间差。 在水平界面下两种定义的定量关系相同。 正常时差的概念非常重要，它是判断地震记录上观察到 反射的主要标准
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4、正常时差的定量计算
Δt = t − t 0 = 1 V x 2 + 4h 2 − 2h V
或 其中
x2 Δt = + t0 − t0 V2
t0 =
2h V
代表的是M点的自激自收时间。
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这个精确公式有时讨论问题不够直观。在一定的条件 下，用二项式展开可以得到简单的近似公式，以后讨 论某些问题时经常用到。
以倾斜界面双曲线为例，根据双曲线的特点可知，该 方程的极小坐标为：
⎧ xmin = ±2h sin ϕ ⎪ ⎨ t = 2h cos ϕ ⎪ min V ⎩
•对于倾斜界面的共炮点反射波时距曲 线，其极小点总是相对激发点偏向界面 的上倾方向一侧。 由右图还可看到，xmin点实际上就是虚震 源在测线上的投影，由震源点O到xmin的 反射波射线是所有射线中最短的一条， 并且反射波时距曲线是对称于过xmin点的 t轴的。
公式变换
x 2 2 t = ( ) + t0 V
式中
《地震勘探原理》地震组合法
第5节地震组合法一、引言二、简单线性组合的方向特性三、组合的统计效应四、组合的其它效应五、组合参数的确定六、其它组合方式主讲教师：刘洋一、引言二、简单线性组合的方向特性三、组合的统计效应四、组合的其它效应组合的频率特性图五、组合参数的确定（一）干扰波调查干扰波的速度、主周期、道间时差、随机干扰的相关半径。
（二）理论分析计算1、根据有效波和反射波的视速度、周期等，设计不同的组合参数方案（组内距、组合个数），计算组合的方向特性随的组合参数的变化规律2、选择能使有效波落入通放带、干扰波落入压制带的最佳方案。
六、其它组合方式（一）不等灵敏度组合同一组内各检波器接收到的信号幅度不一致。
1、组合方法同一点放两个和更多个检波器。
2、特性曲线特点（1）通放带较宽、陡度较 缓，有利于信号通过； （2）压制带极值较小，有 利于压制干扰波。
不等灵敏度组合特性 曲线示意图（二）面积组合检波器组合布置在一条线上，不能够压制垂直于 测线方向传播的规则干扰波。
1、组合方法检波器分布在一个面积上，可以压制来自不同方向的干扰。
矩形、放射状、圆形分布。
矩形面积组合示意图（二）面积组合2、等效变换原理（二）面积组合2、等效变换原理面积组合和等效变换原理示意图（三）震源组合提高有效波能量。
地震勘探原理
地球化学是研究地球各部分（地壳、地幔、水圈、大气圈 地球化学是研究地球各部分（地壳、地幔、水圈、 及生物圈等）中化学元素及其同位素的分布、存在形式、 及生物圈等）中化学元素及其同位素的分布、存在形式、共生 组合、集中分散及迁移循环规律的科学。 组合、集中分散及迁移循环规律的科学。 近年来，地球化学的研究范围日益扩大，包括了诸如新元 素的探索，化学元素的起源和衰亡史、地球及其物质的起源和 演化、地球热源的产生和变化、生命的起源以及地球化学过程 的机理和模拟实验等。地球化学现在有许多分支，主要如：地 球化学探矿、矿床地球化学、元素地球化学、生物地球化学、 有机地球化学、环境地球化学、同位素地球化学、实验地球化 学等。 地球化学是介于地质学与化学、物理之间的边缘学科。它 对解决岩石、矿物、矿床的成因可提供相应的理论依据，对勘 探矿产资源、矿产综合利用、环境保护也有重大的实际意义。
第1章 绪论 章
二、地球物理勘探方法
1、重力勘探： 利用专门仪器并按特定方式观测岩层间密度差异， 进而研究地下地质问题；重力勘探是研究反映地下岩 进而研究地下地质问题；重力勘探是研究反映地下岩 石密度横向差异引起的重力变化，用以提供构造和矿 产等地质信息。根据万有引力定律，在接近较大密度 产等地质信息。根据万有引力定律，在接近较大密度 的物体时，其引力增大，反之引力减小，由此在地表 上引起的重力变化称为重力异常。异常的规模、形状 和强度取决于具有密度差的物体大小、形状及深度。 实际意义：如利用重力勘探发现大庆长垣， 是发现大庆油田关键之一。
第1章 绪论 章
一、石油勘探的主要方法 一、石油勘探的主要方法 二、地球物理勘探方法 三、地球物理勘探方法的特点 四、地震勘探方法 五、反射波法地震勘探 六、地震勘探发展史 七、世界石油产量预浏
地震勘探原理重点、考点
绪论1、了解地下资源信息有那些主要手段1、地质法：(Geology Method)2、地球物理方法:(Exploration Methods ）3、钻探法：Drill Way (Log/Well ）4、综合方法：地质、物探（物化探)、钻探结合起来,进行综合勘探。
2 有几种主要地球物理勘探方法,它们的基本原理。
地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地球物理测井3、什么是地震勘探？就是通过人工方法激发地震波（弹性波），研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法.4、地震勘探的主要工作环节。
野外资料采集、地震资料处理、地震资料解释第一章 地震波动力学地震波运动学：研究在地震波传播过程中的地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，即研究波的传播规律，以及这种时空关系与地下地质构造的关系。
地震波动力学：研究地震波在传播过程中波形、振幅、频率、相位等特征的及其变化规律,以及这些变化规律与地下的地层结构，岩石性质及流体性质之间存在的联系.地震波：一种在岩层中传播的、频率较低的弹性波。
波阵面—波从震源出发向四周传播，在某一时刻，把波到达时间各点所连成的面，简称波面. 波前—某一时刻介质中刚开始振动与静止时的分界面。
波后—振动刚停止时刻的分界面为波后，也叫波尾。
波线-在一定条件下,认为波及其能量是沿着 一条“路径”从波源传到所观测的一点P .这是一条假想的路径，也叫射线。
是用来描述波的传播路线的。
振动曲线-—某点振动随时间的变化的曲线称为，也称振动图。
一条振动曲线只反映一个点的振动。
波形曲线-把在同一时刻各点的位移画在同一图上形成的曲线。
波形曲线表示某时刻各点振动位置 与各点位置的关系.不同的时刻有不同的波形曲线。
视速度—当波的传播方向与观测方向不一致（夹角θ）时，观测到的速度并不是波前的真速度V,而是视速度Va.透射定律1)透射线也位于入射面内，2）入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二两种介质的波速之比，即声阻抗指的是介质（地层)的密度和波的速度的乘积(Zi=ρiVi ，i 为地层)，在地震学中称波阻抗 斯奈尔(Snell ）定律：P V V V V V V SiSi Pi pi S S P p S S P P =======θθθθθθsin sin ..........sin sin sin sin 22222211费马原理指出波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件(旅行时为极小）惠更斯（huygens)原理波在传播过程中，任意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，形成元波前,且以后时刻的新波前面的位置就是该时刻波前面所激发的所有二次波的包络面。
地震勘探组合法PPT课件
1 f (t) g( j)
(n-1)Δt 2 F (t) f (t) F (t) G( j)
3 G( j) g( j)K ( j)
Sn
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2 滤波方程
t x sin
v f1(t) f (t) f2 (t) f (t t)
fn (t) f [t (n 1)t] 进行FT 变换：
加权组合：
面积组合：同一组内的检波器在平面上按一定图形布置， 通常有矩形、星形。
2020年12月18日8时55分
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1、简单线性组合
简单线性组合
加权组合
2020年12月18日8时55分
面积组合
16
1、简单线性组合
道间距：
组内距：
δx：基距
：组内距
2020年12月18日8时55分
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2020年12月18日8时55分
随着波射线的传播方向不同，组合后振幅在0-1之间变化
2020年12月18日8时55分
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2 方向特性与视速度的关系：
(n,V )
A nA0
sin n
2
n sin
2
sin(
nx
V
)
n sin(Vx )
sin n y n sin y
t,
2 ,
T
t
x V
，
令
x V
=y
2020年12月18日8时55分
2、滤波方程
例子：假设某道放两个检波器(沿测线是线性组合)， 设：组内距△X=10米，反射波速度为1860m/s,面 波速度为500m/s,入射角=20度。 ① 讨论反射波到达检波器的情况: 反射波到达两个检波器的时差为：
地震勘探原理__各章要点总结
第一章 地震勘探的理论基础1、各向同性介质：弹性与空间方向无明确关系的介质称各向同性介质，否则是各向异性介质。
2、泊松比σ：弹性体受力纵向伸长(缩短)与横向收缩(膨胀)的比值。
L L d d //∆∆=σ3、对于大多数沉积岩石，σ=0.25，∴V P =1.73V S 。
4、瑞雷面波(R 波)特点：(1) 波的能量分布在地表附近的介质中并随深度迅速衰减。
(2) 质点振动方向分上、下、坐、右，合成的振幅轨迹是椭圆(逆时针方向)，长轴垂直地面，长短轴比值是2/3。
(3) 当σ=0.25时，V R = 0.92V S =0.54V P ，速度低、频率低(10~30Hz)，波形宽。
(4) 有频散(波散)现象，不同频率的成分传播速度(相速度)不同，即群速度不等于相速度。
5、拉夫面波(L 波) 特点：能量沿地震界面分布，振动方向与传播方向垂直，振动平面平行界面，即为SH 波，由于水平振动，检波器接收不到。
6、地震波的特征：运动学特征——研究波在地层中传播的空间位置与传播时间的关系。
动力学特征——研究波在地层中传播的能量(振幅)变化和波形特征(频谱)。
7、惠更斯原理(1690)也叫波前原理，说明波向前传播的规律。
在弹性介质中，任意时刻波前面上的每一点，都可看作是一个新的波源(子波)而产生二次扰动，新波前的位置可认为是该时刻各子波波前的包络。
惠更斯原理只给出了波传播的空间位置，而不能给出波传播的物理状态。
菲涅尔(1814)对惠更斯原理进行了补充：波在传播时，任意点处的振动，相当于上一时刻波前面上全部新震源产生的子波在该点处相互干涉的合成波。
8、视速度定理地震波的传播是沿射线方向进行的，而观测地震波是沿测线方向进行的，其方向和射线方向不一致。
波前沿测线传播的速度不是真速度V ，而是视速度*V 。
αsin //=∆∆=∆∆∆∆=*xs t x t s V V βαcos sin V V V ==* 式中 α——射线与地面法线的夹角，称入射角；β——波前与地面法线的夹角，称出射角。
地震勘探原理各章重点复习资料
第一章：1、地球物理勘探:是根据地质学和物理学的基本原理，利用电子学和信息论等许多学科领域的新技术建立起来的方法，简称物探方法。
也就是，根据地层和岩石之间的物理性质不同来推断岩石性质和构造。
2、主要物探方法：地震勘探(岩石弹性的差别)—勘探地震学非地震类：重力勘探(岩石的密度差别)磁法勘探(岩石的磁性差别电法勘探(岩石的电性差别)3、重力勘探是研究反映地下岩石密度横向差异引起的重力变化，用于提供构造和矿产等地质信息。
重力异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物体大小、形状及深度。
重力勘探的任务是通过研究地面、水面、水下（或井下）或空间重力场的局部或区域不规则变化（即局部重力异常或区域重力异常）来寻找埋藏在地下的矿体和地质构造4、磁法勘探就是测定和分析各种磁异常，找出磁异常与地下岩石、地质构造及有用矿产的关系，作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。
磁法勘探主要用来研究地质构造；研究深大断裂；计算结晶基底的埋深；寻找油气、煤田的构造圈闭、盐丘等，寻找磁铁矿床、金属和非金属矿床等。
5、电法勘探就是利用人工或天然产生的直流电场或电磁场在地下的分布规律来研究地球结构、地质构造及找矿的一种物探方法。
电法勘探是以岩石或矿石的电性差异为基础的，主要研究的电性差异参数包括：电阻率（ρ）、激发极化率（η）、介电常数（ε）、导磁率（μ）、电化学活动性等。
电法勘探的内容十分丰富，它们广泛应用于金属及非金属、石油、工程地质、水文地质等勘探研究工作中。
6、地震勘探方法就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，来确定矿藏（包括油气，矿石，水，地热资源等）、考古的位置，以及获得工程地质信息。
地震勘探所获得的资料，与其它的地球物理资料、钻井资料及地质资料联合使用，并根据相应的物理与地质概念，能够得到有关构造及岩石类型分布等信息。
7、地震波的激发和接收，提取有用信息。
相应地有三个主要环节：第一阶段野外数据采集：在地质工作和其他物探工作初步确定的有含油气希望的地区，布置测线，人工激发地震波，并用野外地震仪把地震波传播的情况记录下来。
地震勘探原理05地震勘探组合法
4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程 1、组合系统相当于一个滤波器，组合输出信号F(t)的频谱
G(jw)等于输入频谱乘以滤波因子K(jw) 。
G jw g jw• K jw
2、函数K(jw)与信号的形状无关，与信号到达时间也无关， 只与信号的频率有关，以及信号到达组内各检波器的相对 时差有关，即只与组内距和组合点数有关，所以 K(jw)表征 了组合的固有特征，称之为组合的方向频率特性或组合特 性。
面积组合
03:57:56
31
第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
线性组合的基本假设： （1）检波器沿直线排列； （2）地震波是简谐平面波； （3）各检波器接收的信号的形状一样，只是时间延迟不同。
以f(t)为输入信号，以组合后的输出为总输出 输入f(t)→组合系统→F(t)（输出），在组合系统中，有几
第四章地震勘探组合法
的特征：
1、 t 0 T
1,
一次极值
2、 t 1，2，L T
1
二次极值
3、 t 1 , 2 ,L , n -1 T nn n
0
零点
4、 0 t 1 ， T 2n
2Va
03:57:56
42
第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
4.1.2 简单线性组合的方向特性 Direction Character
K jw
1
sin n
f t
1
sin
w
nt 2
1
sin
n
x
n
n sin f t
n
sin
w
t 2
n
sin
地震原理第4章地震组合
图4-1
图4-2
4.1
检波器简单线性组合
• 检波器简单线性组合：组内各检波器的灵敏度相同线性 组内各检波器的灵敏度相同线性
组合。 组合。 设某一记录道，共用n个检波器作线性组合， 设某一记录道，共用n个检波器作线性组合，检波器等间隔布 各检波器的灵敏度等性质完全相同， 置，各检波器的灵敏度等性质完全相同，各检波器串联或并 联联结。串联时是各检波器的输出电压相加， 联联结。串联时是各检波器的输出电压相加，并联时是检波 器输出电流相加。 器输出电流相加。
n∆t sin(ω ) 2 ∆t sin(ω ) 2
(4.6)
式中
g ( jω )e
− jω
n −1 ∆t 2
恰是中点单个检波器输出信号的频谱， 恰是中点单个检波器输出信号的频谱，用
g c ( jω ) 表示
因此
令
n∆t ) 2 G ( jω ) = g c ( jω ) ⋅ ∆t sin(ω ) 2 n∆ n∆t sin(ω ) 2 P= ∆t sin(ω ) 2 sin(ω
而变化， 曲线， 当 ∆t ≠ 0 时，| P | 随 ω∆t 而变化，可以绘制 | P | − ω∆t 曲线， | ω∆t 变化情况。 表示 随P | 变化情况。 • 为了比较n不同的检波器组合的特性，需对作规一化处理：将 为了比较n不同的检波器组合的特性，需对作规一化处理： 除以其最大值n 除以其最大值n，并令
n∆t ) P 1 2 φ= = ⋅ ∆t n n sin(ω ) 2 sin(ω
n∆ n∆t ) 2 =n | P |= lim ∆t →0 ∆t →0 ∆t sin(ω ) 2 sin(ω
| • 这表明当 ∆t → 0 时 | P 与 ω 无关，当波垂直地面传播时， 无关，当波垂直地面传播时， ∆ 就是这种情况。此时波同时到达各检波器， 就是这种情况。此时波同时到达各检波器， t → 0 ，因此检波 器组的输出信号是由各单个检波器输出信号的同相迭加， 器组的输出信号是由各单个检波器输出信号的同相迭加，所 以检波器组输出的地震脉冲视振幅将为单个检波器输出视振 幅的n 此时通过检波器组的波得到最大加强。不难理解， 幅的n倍。此时通过检波器组的波得到最大加强。不难理解， 的最大值。 n即 为 | P | 的最大值。
地震勘探原理
第1章 绪论
三、地球物理勘探方法的特点
特点之五：方法都要经历三个环节， 设备和软件专业化强。
6、地球物理观测资料中既包含丰富多彩的 地质信息，但又可能受各种干扰因素的影响 或存在人为的观测误差。
自20世纪70年代中期以来，地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的 三大支柱。
3、物探法(Geophysical Prospecting):
根据地下岩石或矿体的物理性质差异所引起的某些物理异常现象的变化去判断地质构造、沉积、等地质现象发现矿体的一种方法，包括地震、重力、磁力、电法及地下 地球物理测量等， 具覆盖区、连续测 量、间接勘探的特 点
地震勘探物理勘探方法 三、地球物理勘探方法的特点 四、地震勘探方法 五、反射波法地震勘探 六、地震勘探发展史 七、世界石油产量预浏
第1章 绪论
第1章 绪论
1、地质法(Geological): 在矿产调查中，通过露头、岩石、 岩心观察，来研究成矿的地质条件 、地质环境和地质作用，实现找矿 的一种方法。
5 H.贝尼奥夫通过地震在这个带上作了较详细的研究，发现向大陆方向震源由浅变深构成一个倾斜带，证明这个倾斜带就是大洋壳的俯冲带，即贝尼奥夫带（全世界的中、深源地震主要发生地之一 ），带来了地学革命。 板块构造理论在很大的程度上依赖于地球物理勘探逐步地完善。如大洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷、大洋裂谷等概念的建立和完善。同时，依赖于板块构造理论的盆地分析，也给油气勘探等矿产的发现带来了显著指导性作用。（见朱夏、郭令智、李德生、田在艺、贾承造、摩根J.Morgan、麦肯齐D.P.Mekenzie、X.LePichon 、威尔逊J.T.Wilson等文献）
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。
第4章地震组合法原理03
G= m
上式表明: 随机干扰的相关半径) 上式表明:在组内距 x ≥ ρ(随机干扰的相关半径) 的前提下,组合的统计效应G与组内检波器个数 与组内检波器个数m的平方 的前提下,组合的统计效应 与组内检波器个数 的平方 成正比. 根成正比.
13
第四节 组合的其他效应
一,组合的频率效应
由讨论的组合方向—频率特性已经得到如下结论: 对于简谐波, 对于简谐波,组合后的信号频率与组合前单个检波器 的信号频率一样,因此没有频率畸变; 的信号频率一样,因此没有频率畸变;而组合后信号的 相位,相当于中心位置检波器接收到的信号的相位. 相位,相当于中心位置检波器接收到的信号的相位. 实际的地震波不是简谐波, 实际的地震波不是简谐波,而是包含许多频率成分的 脉冲波,此时如果有效波到达相邻检波器的时差为0, 脉冲波,此时如果有效波到达相邻检波器的时差为 , 即视速度V*=∞,那么组合后的脉冲波波形不会畸变, 即视速度 ,那么组合后的脉冲波波形不会畸变, 只是波形同相叠加后增强了n 只是波形同相叠加后增强了 倍. 对于有效波来讲,到达相邻检波器的时差虽然很小, 对于有效波来讲,到达相邻检波器的时差虽然很小, 但不一定就等于0,此时组合后的波形就要发生畸变了. 但不一定就等于 ,此时组合后的波形就要发生畸变了.
1 m n = ∑ ni m i =1 1 D = ∑ ( ni n) m i =1
m 2
σ
σ= D
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第三节 随机干扰的特点
假设有效波在组合前的振幅为A 假设有效波在组合前的振幅为 s ,且各道振幅基本一 As . 致,则组合前的信噪比就是 b = 2 σ m 组合后的方差是: 组合后的方差是: 2
6
第三节 随机干扰的特点
12个检波器沿直线以45m间隔排列记录到干扰 波.各道记录不相关.
地震勘探原理知识点总结
地震勘探原理知识点总结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At1和At2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。
地震组合法原理
• 有效波如水平界面的反射波几乎是从地下垂直反射回来 到地面；干扰波如面波沿地表附近传播。实质上是视速 度上有差别。
• 针对这一类型的干扰波，在野外施工时，往往采用检 波器组合的方法压制；在进行资料处理时，还可以采
用视速度滤波(f-k滤波)进行去除。
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第一节 地震勘探中干扰波的特点
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二、简单线性组合的特性
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第二节 简单线性组合的方向特性
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第二节 简单线性组合的方向特性
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第二节 简单线性组合的方向特性
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第二节 简单线性组合的方向特性
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第三节 随机干扰的特点
• 随机过程不是指一个单个的随机函数，而是随机函数n (t) 的集合，即同一环境条件产生的随机函数，某次可能 以n1(t)的形式出现，另一次又可能以n2(t)的形式出现等 等，但这些形式都有同一的统计规律，即n1(t)，n2(t)…则
称为随机过程的一次“实现”，或“样本函数”。
制多次波；
• 另外，预测反褶积方法对多次波也有良好的压制效果。
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一次 波和 多次 波
11 11
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第一节 地震勘探中干扰波的特点
4、有效波和干扰波在出现的规律上可能不同
• 风吹草动等引起的随机干扰的出现规律与有效波不同。
• 对于随机干扰，主要是利用其统计规律进行压制，如多次 叠加、组合法等都是有效方法。
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第四章地震勘探组合法
组合检波分为线性组合 、面积组合
1、线性组合：同一组内的检波器沿测线排列在一条直线上。 2、面积组合：同一组内的检波器在平面上按一定图形布置， 通常有矩形、星形。
线性组合
面积组合
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 线性组合的基本假设： （1）检波器沿直线排列； （2）地震波是简谐平面波； （3）各检波器接收的信号的形状一样，只是时间延迟不同。 以f(t)为输入信号，以组合后的输出为总输出 输入f(t)→组合系统→F(t)（输出），在组合系统中，有几 个形状相同而相位不同的信号相迭加。 组合系统相当于一个滤波系统，对于干扰信号滤除，对有 效波加强。
、检波器数目n、检波器间距x等参数之间的关系，通常用组合
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4) 同类型的地震波随 着传播距离的增加，因 为高频成分被介质吸收， 频谱中低频成分增强。
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二
野外地震仪器记录频率范围的选择
三 地震信息取样间隔选取的原则
－－－－取样定理
1 t 2 fc
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四 取 样 不 足 造 成 假 频
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F ( ) f (t )e
j . .t
dt
2
离散信号的频谱
FFT
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二
地震频谱资料的计算，整理和显示中的一些问题
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主频 0 频带宽度＝ 2 1
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第四节 地震频谱的特征及其应用
f (t t )的谱是g ( jw)e jwt f (t 2t )的谱是g ( jw)e 2 jwt f (t (n 1) t )的谱是g ( jw)e ( n 1) jwt
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第四章地震勘探组合法
组合后的振动记作F (t )，并有： F (t ) f (t ) f (t t ) f (t (n 1)t ) 对上式两边求付立叶变换，把F (t )的付立叶变换记作G ( jw), G ( jw) g ( jw) g ( jw)e jwt g ( jw)e ( n 1) jwt 即 G ( jw) g ( jw)[1 e jwt e ( n 1) jwt ] 等式右边括号内是一个等比数列，记作K ( jw)， nwt sin ( n 1) n -1 jwt 1 e njwt jwit 2 2 则 K ( jw) e e jwt wt 1 e i 0 sin 2 nwt sin ( n 1) jwt 2 2 则有G ( jw) g ( jw) K ( jw) g ( jw) e wt sin 2
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程 1、组合系统相当于一个滤波器，组合输出信号 F(t) 的频谱 G(jw)等于输入频谱乘以滤波因子K(jw) 。
G jw g jw • K jw
2 、函数 K(jw) 与信号的形状无关，与信号到达时间也无关， 只与信号的频率有关，以及信号到达组内各检波器的相对 时差有关，即只与组内距和组合点数有关，所以 K(jw)表征 了组合的固有特征，称之为组合的方向频率特性或组合特 性。
1、组合法的分类及定义。 2、组合法压制干扰波的原理。 3、组合对反射波的作用(物理实质）。 4、各组合法的特点（优缺点）。
5、组合距的选择原则。
6、方向特性图形特点以及方向效应。 7、地震勘探中随机干扰的特点。 8、统计效应的定义及结论。
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3
地震信号的频谱分析 seismic signal frequency spectral analysis 第一节 频谱分析概述
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程
当我们只研究某一特定频率 wi 的简谐波的组合效果，这时 K(jw)就是方向特性 ，反映了组合对来自不同方向的频率为 wi 的简谐波的叠加效果。当我们固定 △ti ，即只研究来自某 一方向的不同频率的组合效果，这时K(jw)就是频率特性。
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第二节 傅立叶变换的重要性质
一
唯一性定理
u(t)
S(ω)
给定u（t），只能求出一种展式； 给定展式，也只能定出一种u（t）。
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二
线性叠加定理
a1u1 (t ) a 2u2 (t ) .......... ...... a N uN (t )
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
例子：假设某道放两个检波器 ( 沿测线是线性组合 ) ，讨论 反射波到达检波器的情况。 设组内距△X=10 米，反射波速度为 1860m/s, 入射角 =20 度， 令t0=0.5秒. 这时视速度 V*=V/sinα=1860/sin20=5438m/s 所以反射波到达两个检波器的时差为： Δt=10/5438=1.8ms
a1S1 ( ) a2 S2 ( ) ....... aN S N ( )
特例 N＝1 au(t) aS(ω)
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三 设
则
或
时标变换定理 u(t)
u(t/a)
u（at）
S(ω)
aS(ω)
1/aS(ω/a)
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四 设
时延定理 u(t) S(ω)
j . .
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第四章地震勘探组合法
为了设计出压制干扰波的方法，首先就在分析有效波和 干扰波的差别。 组合法是利用有效波与干扰波在传播方向上的差别而提 出的压制干扰波的方法。 1、野外检波器组合：将分布在一定范围内的多个检波器联结 起来，将其接收到的地震信号叠加在一起作为一道地震信号 记录下来。 2、野外震源组合：将分布在一定范围内的多个炮点同时激发， 或将同一记录道接收到的不同炮点激发的波叠加在一起，作 为一个震源来的波。 3、室内组合（混波）：将若干相邻记录道的信号按一定权系 数叠加起来作为一道新的记录道。
一 各种地震波的频谱特征
1) 与地震勘探有关的一些波的频谱特点
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2)
激发条件对地震波频谱有一定的影响 在用炸药激发，药量增大时
地震波的频谱移向低频 高分辨率地震勘探
用小药量，多井组合激发
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3) 不同类型的地震 波频谱有一定差别
频宽： 4~12hz
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程 第一个检波器接收到振动的时间记为零, 振动函数数是f (t )。 又设组内各检波器接收到的振动波形和振幅都一样，只是有 相对时差。那么，第二个检波器相对于第一个要晚t，且 x sin t ，所以第二个检波器接收到的振动是f (t t )， V 同理，第n个检波器接收到的振动是f (t (n 1)t )。 设f (t )的谱是g ( jw)，根据时延定理，有：
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
由于时差很小，可以认为它们大致是同时接收到反射波，所 以组合后，两个反射波信号近似是同相叠加，叠加后，总振幅变 成2A。
注意：组合对于反射波来说，相当于不同位置，时 间几乎相同的波的近同相叠加，叠加 (Stack) 后，反射 波能量得到加强(Strengthen) 。
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简谐振动三要素
＋
振幅:A 频率:ω 初相位:
＝
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频谱： 一个复杂的振动信 号，可以看成是由 许多简谐分量叠加 而成；那许多简谐 分量及其各自的振 幅，频率和初相位， 叫那个复杂振动的 频谱
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二 频谱图
周期函数的傅立叶展开 u(t)=u(t+nT) n=0, ± 1, ±2 ±3,…………. T:周期 简谐振动 u1(t）
u1(t)=Acos(ωt+α)
A, ω, α 振幅，频率和初相位 u1(t)=Acos(ωt+α) ＝ A【cosωtcos α－sin ωtsin α】
＝acos ωt＋bsin ωt
其中，a＝Acos α, b=-Asin α
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第三节 频谱资料的获得与整理 一 获得信号的频谱的方法简介 1 连续信号f（t）的频谱F（ ω）
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第四章地震勘探组合法
组合不但可以压制规则干扰波，还可以压制随机干扰。 组合法原理： 若反射界面很深，则反射波到地面时，与地面的夹角特 sin 1 V1 别小（因为深层速度很高，浅层速度较小 ，所以一 sin 2 V2 般认为有效波近似垂直入射）。 有效波近乎同时到达检波器，几个检波器的信号加在一 起做为一道输出则因同相迭加振幅显著加强。 而干扰波多出现在浅层，传到各个检波器的信号有先有 后，迭加时就不同相反而被削弱，若△ t 干 正好是波的半个周 期时，则干扰波就认为相互抵消了。