04_地震勘探野外工作-观测系统
地震勘探名词解释(随身携带版)
振动图：从某一确定距离观察该处指点位移随时间变化的图形。
波剖面：某一确定时刻观察质点位移与波传播距离关系的图形。
隐伏层：指初至折射波法中不能探测到的地层。
（两类：一类是层状介质 中的低速夹层，由于V 上>V 下，因而在低速夹层的上界面不能产 生折射波而形成隐伏层。
另一类；虽然波速逐层递增，但其中某 层厚度很小，所形成的折射波不能出现在初至区，而是隐藏在续 至区中难以识别）波前扩散：地震波由震源向周围介质传播，波前面越来越大，就是说越来 越远地离开震源，其振幅也越来越少。
吸收系数：吸收作用使地震波的振幅随传播距离成指数减小，而减小的快慢又与岩石的物理性质和波的振动频率有关，常用吸收系数表示波损失：反射波在离开反射点的振动方向相对于入射波到达入射点的振动 相差半个周期。
转换波:当一入射波入射到反射界面时,会产生与其类型相同的反射波或透射波,也会产生类型不同的,与其类型不同的称为转换波.瑞雷面波：分布在自由界面附近并沿自由界面传播的面波。
勒夫面波：当存在一速度低于下层介质的表面时，在低速带顶、底界面之间产生一种平行于 界面的波动。
散射波：相对于波长较小或可比时则发生散射。
斯奈尔定理：是描述反射波和透射波射线几何关系的一个定律，所以又称为反射透射定律。
其主要内容有以下三个方面：①入射线、反射线、透射线在同一平面内（即射线平面）②入射角=反射角③透射角取决于入射角和界面上、下介质的波速比值PV V V =='=211sin sin sin βαα 式中v1、v2分别为界面上、下介质的波速，p 为射线参量纵向分辨率：地震记录沿垂直方向可分辨的最小地层厚度 横向分辨率：地震记录沿水平方向可分辨最窄的地质体的宽度第一菲涅尔带：地表点震源发出的球面波到达界面时的波前面，与前面相距1/4波长先期到达的另一波前面在界面上形成的圆杨氏模量:当弹性体在弹性限度内单向拉伸时，应力与应变的比值。
泊松比：介质的横向应变与纵向应变的比值。
4 地震勘探工作方法和设计
炸药量与振幅的关系
• 如果，由于种 种原因能量不 强，不要一味 增大药量，可 A KQ m 以采用多井组 m 0.2 1, 当Q小时，m近于1； 通常， 合爆炸的方法， m 1 / 3. 于是有： 它还具有压制 1. 激发子波的振幅、频谱 的幅度和延续 干扰的作用。 1 但要注意各孔 时间与Q 3 成正比； 爆炸的非弹性 1 形变带不能相 2. 激发子波频谱的宽度与 3 成反比。 Q 互连通。 • 一般，药量大时，振幅相对 较大、低频成分相对丰富。
井中爆炸的物理过程
空 腔
破坏带
瞬间产生大量的高温、高压的 气体作用于周围的岩石
塑性形变带
地震勘探一般讨论的问题是在弹性形变区
弹性形变带
爆炸脉冲经 历各阶段的 压强波形
近震源，爆炸后压强突然增高，前 沿压强巨大。然后是冲击波持续的 压强，随之是围岩的非线性过程， 即塑性带。 在塑性带之外的压强波形
4.3.2 排列长度和最大炮间距的选择
• 排列长度决定于：道距、仪器的道数和最 大炮检距。 • 最大炮检距选择要考虑：
– 多次波的压制。大一点，使最大剩余时差大于 多次波周期的1.2倍； t v x 0 1 k 2 k 允许的拉伸畸变系数。 – 动校拉伸畸变。 k 一般，不大于目的层的最大埋深。 – 速度求取的精度。 t T / 4
结论
② 同时可记录的最大频率
范围决定于地震仪器的 分辨率，即A/D的位数。 应用24位新型地震仪器， 可以同时记录下500Hz 以内的频率，15位的老 式地震仪器，即使在湖 上0.5ms采样，也同时记 录不到500Hz的信息。
煤层反射波的瞬时动态范围
结论
③ 建立区内吸收衰减模型，有助于采集仪器类型与参数的选
第3章地震勘探的野外工作03
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第三节 观测系统及其图示方法
道间距—指相邻检波器之间的距离，Δx。
炮间距—指相邻两炮之间的距离，υ。
偏移距—指炮点离第一个检波器的距离，等于最 小炮检距，μΔx 。
覆盖—如果某一段界面上的反射波能被排列接收， 称这段界面受到覆盖或受到追踪.
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第三节 观测系统及其图示方法
二、一次覆盖的简单观测系统
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第三节 观测系统及其图示法
一次连续观测系统特点：
每个反射点只采集一次。不断地移动接收点和炮点位置， 就可以连续追踪界面R。 优点：炮点与接收点靠近，施工方便，不受折射波的干 扰，也减少有效波之间的干涉。
缺点：近炮点的道常受爆炸后的声波和面波的干扰。
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第三节 观测系统及其图示方法
时间平面图--将激发点和
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第二节 地震测线布置
复杂构造测线布置
陡 构 造 测 线 布 置
短 背 斜 测 线 布 置
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第二节 地震测线布置
4、构造细测
在含油气圈闭工作的基础上，查明构造的细节和断层产 状，搞清油气藏的具体地质特征，为油藏描述提供基础 资料。
布置测线要求：测线的布置应以一个构造或一 个构造带为勘探单位。此阶段通常以三维地震 勘探为主，二维地震测网的线距一般为几百 米～1公里。 上述几个勘探阶段并不是截然分开的，二是可 以根据实际情况有机的联系在一起。
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第三节 观测系统及其图示方法
三维观测系统设计原则：
1、在一个共炮点道集或共中心点道集里，炮 检距分布均匀。 2、在一个共中心点道集内，方位角分布均匀。 3、地下各CDP点的覆盖次数应尽可能相同。 4、尽量使用规则观测系统。
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第三节 观测系统及其图示方法
浅谈三维地震勘探观测系统的设计
引言 三维 地震勘 探是 一种高 密度 面积 采集 技术 ，是三维体积勘探 。它利用 炮点和检 波 点 网格 的 灵 活组 合 获 得 分 布 均 匀 的地 下 Ｃ Ｄ Ｐ点网格和确定的覆盖次数【 ｌ 】 。观测 系统 是指检波器排列和爆炸 点相对位置 的关系 ， 要求是不仅在单张记录上可靠追踪有效波 ， 且要 保证 在所得 资料上连 续 追踪地 震界 面 观测系统正确与否 ，这直接影响数据采集质 量 资料处理和地质成果的精度 。
所需 要 的最大波 数 。最 大波数 可 以通过 有 代表 性 的速度模 型 的射线追踪推 导 出来 ， 即
ｋ＝ ｋ ｜ ＋ｋ ｒ
于震源 子波 的频率 成分常常 会受 到影 响 ， 因此 就需要 去确 定对 分辨 率的要 求 ，如 目 的层 中最薄层 的 厚度 、断 层位置 的横 向精 度 ，然后建 立分辨 率需求 与所需 最高频 率 之 间的关系 ，而最 高分辨 率取决 于可 以达 到 的最大波 数 。最 大波数 可 以利 用 以下公
式来得到。
式 中 ，ｋ 是炮 点和检 波点波 数 向量 之 和 。在任 意一个 地下 点 Ｐ ，可 以根据 从炮 点 、接收 点到 Ｐ点的射 线路径在 Ｐ点出的方 向找到 ｋ ｓ 和 ｈ 的方 向，并且每一个波数 ｋ 的大小从 公式 ｌ ￣ － ｌ ｆ ｖ 得到，ｖ 是Ｐ 点的速度 。 （ 三）最 浅 目的层位 正交 观测 系统 的最小 炮检距 出现在 靠 近 炮 点和接 收线交 点的 中点位 置。在相 临 炮 点线 和接 收线 组成 的矩 形区域 中 间，最 小 炮 检 距 差 不 多等 于 矩 形 的对 角 线 的 长 度 。我们将 其称 为观测 系统 中的最大 最小 炮检距 （ Ｌ Ｍ０ ｓ ） 。采集线之间的距离越大 ， Ｌ ＭＯ Ｓ 越大 。由于照 明地下浅层 需要小 的炮 检 距 ，所 以 ，接收线 距决定 了能够成 图 的 最浅层位 。 （ 四）最深 目的层位 最 深的 目的层 位给 勘探所 使用 的最大 炮 检距 提供 了一个 上限 ，由所需要 的最大 炮检距 可得出接 收排列长度 Ｌ ｒ 和炮 点排列 长度 Ｌ ｓ 。 （ 五）噪声压制 常用 的压制 噪声 的方法 主要有 多次覆 盖和组合激发 （ 接收 ）两种方法。 １ ．确定合适 的覆盖次数 确定 覆盖 次数最 简单 的办法就 是根 据 纵 向和 横 向上 的线间距 和最大炮 检距来 计 算求得覆盖次数［ ４ ］ 。 如果 条件 允许 的话我 们可 以进 行三 维 勘探试 验 工作 。根据试 验效果 来确定覆 盖 次数 ，这样 的成 果较高 ，如果 需要对 大块 区域 进行 三维地 震勘 探时 ，进 行三 维地震 勘探试验工作也是必要的。 ２ ．炮 点组合和接收点组合 组 合激 发和 组合接 收的主 要 目的是压 制 地滚 波 。沿 测线 的线性组 合激发 和组合 接 收能 使产 生了假 频的地滚 波受到 很大 的 压制 。
地震勘探的野外工作
第二节 地震测线布置
2、面积普查
查清含油气的远景区域，寻找可能的储油气带，查明大 的局部构造。
• 布置测线要求：主测线垂直构造走向，测线间距不
漏掉局部构造，线距不应大于预测构造的一半，（测
线间距达几百米—几公里），有联络线。
3、面积详查
在已知构造上查明其构造特点（范围、形态、目的层厚 度、断层大小及分布等等），提供最有利的含油气带， 为钻探准备井位。
观测系统覆盖次数与排列和移动道数
• 在施工中，每放一炮，排列和炮点向前移动的道数m为：
N S 2n
• 式中: N是排列中的接收道数：n是覆盖次数；S是一端 放炮时等于1，两端放炮时等于2。
• 例如，24道接收，三次覆盖一端放炮，放完一炮后，炮 点的排列向前移动4道检波点距。若十二次覆盖，则应 移动1道检波点距。
第三节 观测系统及其图示方法
1、排列的概念
• 用来记录反射地震波的炮点与检波点（检波器） 组合中心之间的相对位置。在一个工区，此关系 是固定的。
2、排列的类型
• 纵排列 —单边放炮、中点放炮、双边放炮
• 非纵排列 —T型排列、L型排列
• 交叉排列
第三节 观测系统及其图示方态，必须连续追踪各界面的地震波， 就要沿测线要许多个激发点分别激发进行连续多次接收。
单边放炮六次覆盖 观测系统示意图
• 观测系统示意图，用 综合平面法。
• 将标所在有同炮一点水平O1线、上O2。等 • 从各炮点向排列前进
方向作一条与炮点呈 45o的直线，将同一排 列上的24道分别投影 到这些45o斜线上，每 一根斜线表示一个排 列，获得一张原始记 录。
第三节 观测系统及其图示方法
沿测线方向布设多条平行的检波器线。每次激发时， 这些检波器线同时接收，获得纵、横方向上的多次覆 盖信息。处理结果除可得到地震剖面外，还可精确地 测定反射层的横向倾角。
地震勘探野外采集
2015.7
本章内容
§2.1 野外工作概述 §2.2 野外观测系统 §2.3 地震波的激发和接收
§ 2.1 野外工作概述
▪ § 2.1.1 陆地施工简况 ▪ § 2.1.2 海上施工简况
§2.1 野外工作概述
§ 2.1.1 陆地施工简况
▪ 一、试验工作：
➢ 干扰波调查（类型、特点） ➢ 地震地质条件的了解（地表、低速带、界面的质量） ➢ 现则激发地震波的最佳条件（岩性、药量、方式） ➢ 选择接收和记录地震波的最佳条件（观测系统、组合方式）
二、特殊干扰波：
➢ 重复冲击 ➢ 交混回响和鸣震 ➢ 侧面反射波 ➢ 底波
§ 2.1.2 海上施工简况
三、海上震源
➢ 电火花震源 ➢ 无气泡蒸气枪 ➢ 空气枪
§ 2.1.2 海上施工简况
§2.2 野外观测系统
▪ §2.2.1 地震测线的布置 ▪ §2.2.2 野外观测系统
§2.2.1 地震测线的布置
▪ §2.3.1 地震波的激发 ▪ §2.3.2 地震波的接收
§2.3.1 地震波的激发
▪ 地震勘探中的地震波是人工激发产生的，称之为人 工震源。
▪ 人工震源有两大类型，是炸药震源，二是非炸药震 源。
➢ 陆上震源类型包括：炸药与非炸（可控震源、 重锤、气动等）； ➢ 海上震源类型包括：空气枪、电火花、无气 泡蒸汽枪等。
§ 2.1.1 陆地施工简况
§ 2.1.1 陆地施工简况
➢ 3、三分量检波器观测法
§ 2.1.1 陆地施工简况
➢ 4、环境噪声调查
环境噪声基本情况调查 组合对环境噪声作用的调查 生产条件下的噪声调查
§ 2.1.1 陆地施工简况
▪ 五、干扰波的类型及特点
地震勘探的野外工作方法
地震勘探的野外工作方法论文摘要地震勘探就是石油勘探方法中很重要的一种。
野外工作是地震勘探的生产工作的第一阶段，这个阶段的任务是在地质工作和其它物探工作初步确定的有含油气希望的地区布置侧线，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，野外生产工作的组织形式是地震队，这一阶段的成果是得到一盘盘记录了地面震动情况的磁带。
野外工作是整个地震勘探中重要的基础工作，它的基本任务是采集地震数据。
是从地震队的组织形式来完成的，分试验工作和生产工作。
主要内容：激发地震波、接收地震波、以及地震测线，激发点、接收点的测定。
正文一、试验工作（一）、干扰波的调查，调查干扰波的类型及其特点。
1、地震波波场的特点：地震震源激发以后，在地质介质中产生的振动的总和就是波场L1（x，y，z，t），震源性质以及地质介质中的弹性参数分布情况决定了波场的特点。
在陆地震勘探时，广泛使用浅井、炸药包和它在井中安置的不对称性也会产生一定强度的横波和面波，当采用非炸药震源的激发的波场更加复杂，有的主要激发纵波，有的主要激发横波，但这些震源也不会是纯的，它们总是激发出两种体波以及面波。
各种震源之中，有些是脉冲型的，激发出很短的（约50ms）不超过3~4个周期的振动，有的产生变频正弦振动，其延续时间达若干秒震源激发的振动形状对波场的总形态有重大影响，它会改变不同类型和不同形式的波所引起的振动之间的关系，当波的震源传播到具有大量界面的地质介质时，产生多次生波（各种类型的一次波和多次波）波场是由数目不多的强一次波和部分二级波加上许多弱的一次波和多次波构成的，当存在折射界面时，则除了反射波外，还有折射波，除了地震震源引起的振动外，波场中还包括外部震源激发的振动→微震。
由于吸收的影响，波在传播过程中，它的振幅逐渐减小，主频逐渐降低，在勘探深度达到4—5 km反射波法工作中，纵波的主频一般为30~70HZ，最高频率达150~200HZ （在坚硬岩石层出露地表面以有在坑道、井中、工程地质勘探时）反之，当进行偏移距达数百公里的区域工作时，纵波的主频不超过3~5HZ，横波的频率一般小于相同路径纵波频率约1.8~2.2倍，瑞雪面波和勒末波之间频率比纵波的小3~5倍）。
地震勘探的野外工作方法
第二章地震勘探的野外工作方法(10学时)野外工作是整个地震勘探中重要的基础工作，它的基本任务是采集地震数据。
第一节野外工作方法是从地震队的组织形式来完成的，分试验工作和生产工作。
主要内容：激发地震波、接收地震波、以及地震测线，激发点、接收点的测定。
一、试验工作目的：了解本地区的地震地质情况，确定解决任务所需要的最佳野外方法。
1、干扰波的调查，调查干扰波的类型及其特点。
2、地震地质情况的调查。
⑴调查低降速带的厚度及速度V2＞V1在潜水面具有很强的反射，则透射的就少，找油而不是找水，则希望在低降速带的底部爆处，潜水面的深度决定了打井深度。
⑵工区速度的分布规律，一般速度是深度的垂直，这个任务由地震测井来完成。
⑶调查有无标准层：标准层：大面积连续追踪的地下反射界面。
3、选择最佳的激发条件：炸药埋藏深度，药量、炸药组合方式。
4、选择合适的接收条件：确定检波器的组合方式，合适的观测系统。
比如：道间距的为多少最好，第一个检波器与炮点多远，选择合适的仪器因素。
二、生产工作根据试验得出的结论进行野外生产第二节干扰波一、地震波波场的特点：地震震源激发以后，在地质介质中产生的振动的总和就是波场L1（x，y，z，t），震源性质以及地质介质中的弹性参数分布情况决定了波场的特点。
在陆地震勘探时，广泛使用浅井、炸药包和它在井中安置的不对称性也会产生一定强度的横波和面波，当采用非炸药震源的激发的波场更加复杂，有的主要激发纵波，有的主要激发横波，但这些震源也不会是纯的，它们总是激发出两种体波以及面波。
各种震源之中，有些是脉冲型的，激发出很短的（约50ms）不超过3~4个周期的振动，有的产生变频正弦振动，其延续时间达若干秒震源激发的振动形状对波场的总形态有重大影响，它会改变不同类型和不同形式的波所引起的振动之间的关系，当波的震源传播到具有大量界面的地质介质时，产生多次生波（各种类型的一次波和多次波）波场是由数目不多的强一次波和部分二级波加上许多弱的一次波和多次波构成的，当存在折射界面时，则除了反射波外，还有折射波，除了地震震源引起的振动外，波场中还包括外部震源激发的振动→微震。