高分辨率地震勘探课件 1

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(3).膨化硝铵炸药
(1).铵梯炸药
铵梯炸药指由硝酸铵(氧化剂)、TNT(敏化剂、燃烧剂)和木粉(可燃剂、疏 松剂)为主要成分构成的炸药。
主要缺点是易吸湿结块而降低爆炸威力,且爆炸后有毒气体产出量也较高。 适合于无水场合的各种小直径爆破。
地震中常用的有高、中、低密度硝铵震源药柱等。
(2).膨化硝铵炸药
高分辨率勘探首先在采集上要尽可能 地扩展记录信号频谱的宽度和最大可能地 提高信噪比,尤其要保护高频成分,在野 外的各个环节都要注意。
第一章 高分辨率地震勘探
第三节 高分辨率地震勘探资料的采集
一、地震波的激发
高分辨率地震采集技术的主要进展体现在 地震波激发、地震波接收、采集方法论证,以 及噪音压制等方面。
地 震 波 也
弹 性 波
(
研 究

是理

应 力

应 用 与 实 例

)
炸药震源激发条件认识--系统讲述路线图示
爆炸分区
破碎区 加载区
破坏区
塑性区 卸载区
爆炸半径
冲击波区(爆炸近区) (流体力学区)
初始地震子波 形成部位
应力波区(爆炸中区) (非线性过渡区)
地震波区(爆炸远区)
(地震波也是应力波)
点震源爆炸分区示意图
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
结论:
具有相同振幅谱的各种子波中,零相位子波的分辨 率最高;
在频带10-80Hz时,零相位子波分辨率很高; 但在同样频带内,混合相位子波和最小相位子波分
辨率都不高。
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
2、记录仪器设备和观测系统
在野外采集过程中,检波器、记录仪器设备、 采样间隔、记录道数、覆盖次数、震源等都影响地 震记录的分辨率。
激发震源是影响资料分辨率的主要因素, 高分辨率地震勘探激发震源产生的子波应满足 以下条件:宽频带、高主频、高信噪比。
加载区
(破碎区) (爆炸近区) (冲击波区)
卸载区
(塑性区) (爆炸中区) (应力波区)
(弹性区) (爆炸远区) (地震波区)
地 震 初 始

炸药特性 爆炸特性

冲 击 波 理 论
应 力 波
爆炸性能与铵梯炸药相近。特点是TNT含量小、不易吸湿或结块,成本低。
(3).含水炸药
①.乳化炸药(含水炸药的典型代表)
抗水性能、爆炸性能好,威力大,爆轰感度高而机械感度低,爆炸后有毒气体量少,原 料来源广、加工工艺简单、成本低。可以较长时间浸泡在水中。缺点是:当含水量高 (9~12%)时,储存稳定性差,还会导致其高爆速、高猛度和低的作功能力。
2. TNT 威力较大、化学稳定性好、起爆性能强 。可用于生产铵梯炸药和加入其
它炸药制造不同爆炸性能的产品。爆速6700m/s,密度1.6g/cm3 。 3.黑索今 (称为旋风炸药或RDX炸药)
它的威力是TNT的1.5倍以上。它对撞击敏感, 一般不单独使用。爆速 8400m/s,密度1.7g/cm3 。 5.奥克托今(HMX)
第二节 地震勘探分辨率
从定义中可以看出,地震分辨率是用波长来 描述的,
波长=速度/频率 =速度.周期(延续时间)
所以: 子波延续时间越小,分辨率越高; 频率越高,分辨率越高。
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
2)地震子波的相位 相同的振幅谱,对应不同的相位谱,子波形状不同。
三种不同相位特性地震子波的波形图
振幅
60 50 40 30 20 10
0
0
楔状模型振幅与厚度关系曲线
20
40
60
80
100
120
140
厚度
波长=160米,1/8波长=20米,1/4波长=40米,1/2 波长=80米
3)如何确定调谐厚度?
什么叫菲涅尔带?
根据huygens原理,从震源出发的波到达 介质的任何一点,该点可作为一新的震源, 向空间传播新的波,地表检波器正是接收 到这些的波叠加!
3 按组成分类
铵梯炸药、铵油炸药、乳化炸药、胶质炸药、浆状炸药、水胶炸药等。
4 按用途分类
岩石炸药、煤矿安全炸药、露天爆破炸药、地震勘探炸药、水下爆破炸药等。
1. 硝酸铵(AN) 一种相当钝感的爆炸物,易吸湿和结块,由于易爆和安全系数小,不单独使
用。主要用于制作硝铵类炸药。也称工业炸药。爆速1100m/s,密度0.75~ 1.1g/cm3 。
几点重要结论:
从地震记录上一般不能辨认出反射界面的位置,也看 不出有多少反射界面;
地震记录上不能看出子波的形状; 地震记录上某个波峰、波谷不一定能代表某个反射界
面; 由波峰或波谷的幅度大小一般不能确定反射系数的大
小和符号(极性); 压缩子波长度是提高纵向分辨率的关键。
第一章 高分辨率地震勘探
②.胶质炸药(即Dynamite)
具有良好的爆炸能量利用率、很好的传爆性和很高的殉爆性能。 它大量应用在工业爆破中,特别是由于其威力及猛度较大,且具有相当好的抗水性能
和贮存性能,故常被用于岩石和水中爆破。
③.浆状炸药
抗水性强、密度高、爆炸威力较大、成本低,在露天、水孔爆破中广泛应用。 组成一般包含硝酸铵水溶液、敏化剂(炸药或金属粉)、胶凝剂、可燃剂、表面活 性剂、交联剂和密度调节剂等成分。 ④.水胶炸药 其组成与浆状炸药一致,区别在于使用的敏化剂不同。该炸药采用水水溶性甲胺硝 酸盐作敏化剂,爆轰感度比一般的浆状炸药要高。
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
(2)其它因素
层间多次波
R R R R
(a)入射波
(b)反射波 层间反射示意图
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
三、分辨率与信噪比的关系
地震记录上有各种噪声,例如面波、声波、 随机干扰、多次波等,这些噪声大大的影响了 地震记录的分辨率。所以要提高分辨率,首先 要消除噪声,提高信噪比。
3)激发条件主要是耦合问题 耦合条件分析
(1). 炸药与围岩介质的耦合 ① 几何耦合(不耦合系数) ② 阻抗耦合(匹配关系)
非爆炸性物质,但应含有氧化剂和可燃剂两部分。这类炸药有硝铵炸药(如铵锑炸药)、
等2,其按品爆种速多分、类应用广。
低 爆 速 炸 药 (<3000m/s), 如 纯 硝 酸 铵 (1100 ~ 2700m/s) 等 ; 中 爆 速 炸 药 (3000 ~ 5000m/s), 如 铵 锑 、 胶 质 炸 药 ( 即 硝 化 甘 油 炸 药 ) 等 ; 高 爆 速 炸 药 (>5000m/s), 如 纯 TNT(6000~7000m/s) 等。
当反射体半径小于这个范 围则不可分辨,大于这个范 围反射波才可分辨。
L1
1 h
2
h
R3
R2
R0
R1
第二、三Fresnel带
第二Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在1/2-1周期间;
第三Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在 1-3/2周期间;
第四。。。。
一、地震勘探分辨率的概念、准则
1、垂直分辨率
垂直分辨率指可分辨垂向地层厚度的时间, 一般要用地震子波的延续时间来定义。
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
设一组地层中,某层的厚度为Δh,速
度为v2,Δτ=2.Δh/v2 为地震波在地层
中传播的双程旅行时。设地震子波延续时
间为Δt(视周期) ,则
λ=VT,当地层厚度为λ/4时,顶、底反射同相叠 加,振幅产生极大值,这时的地层厚度叫调协厚度,这 也是反射分辨率的极限(书上这么说)。
在地震勘探中,薄层夹在其它地层的情况下,当薄层厚度 大于等于1/2主波长时,为时间可分辨; 小于等于1/2主波长,大于等于1/8时主波长时,为能量可分辨; 小于1/8主波长时,为不可分辨。 当等于1/4主波长时,上下界面反射干涉形成的复合子波振幅最大,这种 现象称为调谐效应也称振幅调谐(amplitude tuning )。而这个最大振幅 称为调谐振幅,这时的地层厚度称为调谐厚度。
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
3、影响分辨率的地质因素
(1)岩石的吸收作用
在地震波传播过程中,随着传播距离的增大,高频成 分衰减,这个过程称为吸收衰减,它使地震波的分辨率降 低。吸收衰减与地震波传播的介质的物理性质有关,这种 物理性质称为品质因数,用符号Q表示。
Q 2 E0
E
Q越小,振幅衰减越厉害,不同岩石的Q值不同。 风化岩石,含气砂岩Q值为9(?),正常岩石Q值为55(?)。
炸药震源对分辨率的影响基本结论
1) 关于子波与药量的结论
1
激发子波脉冲宽度:ΔT Q3
激发子波频宽:ΔF
1
Q3
激发子波峰值频率:
-1
fp k Q 3
2
激发子波峰值频率振幅: Ap k Q3 1
激发子波振幅:
A k Q3
其中,Q为炸药量(kg),k为常系数。
2)关于激发介质
激发介质分类
1.硬岩介质区(如山地) 2.含(不含)水砾石介质(戈壁砾石区) 3.水介质(如水网区) 4.含水泥土介质(如平原区) 5.含(不含)水沙介质(如大沙漠区) 6.不含(少含) 水土层介质(巨厚土层区)
目、能量及其稳定性等
3、波场特征:波的干涉、旅行路径、传播速度、反射与折
射、菲湼耳带等
4、噪声背景:噪声特性、信噪比等 5、采集因素: 激发条件、检波器埋置、组合、炮检距、震
源类型、仪器接收系统等
6、处理因素:动、静校正量、叠加、偏移等
内在的削弱和补偿 外在的选择最佳状态
第一章 高分辨率地震勘探
第三节 高分辨率地震勘探资料的采集
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
4、水平分辨率范围
一般用第一菲涅尔带来描述水平分
O
辨率。
OR0
h, OR1
h
4
该式的成立的条件是:反射 面水平,反射面以上地层均 一!!!
h
R3
R2
R0
R1
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
4、水平分辨率范围
半径R0R1的范围是第一菲
O
涅尔带。
线弹性区
1 按组分不同分类
a 化合炸药: 又称为单质炸药或单体炸药。此类炸药又分为单质猛性炸药,如TNT、黑索金
(RDX)、特屈儿(Tetryl)、太安(PETN)和硝化甘油(NG)等,单质弱性炸药如硝酸铵。 b 混合炸药: 由两种或两种以上的成分所组成的混合物,既可以仅由单质炸药组成,也可以含有
对于反射地震勘探来说,地表某点接收到 的信号是反射界面上所有点的反射信号的 叠加 。
什么叫菲涅尔带?
在反射界面的所有点中,有这么一个点: 该点发出的波到检波器所用的时间最少, 符合Fermat原理。
以这个点为中心,其周围有一范围,在这 个范围内,各点所对应的传播到检波器的 时间与中心点传播时间差不大于半个周期, 则这个范围称为第一Fresnel带。
Δt
当Δτ>Δt时,可分辨顶底层;
当Δτ<Δt时,顶底面的反射波叠加, ① O
产生干涉现象;
Δτ减小,叠加波形复杂,难于分辨顶 底界面上产生的反射波。
Δh
Δτ
S②
①+②

ρ1,V1
R1

ρ2,V2
R2
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
2、分辨率的准则
瑞利(Rayleigh)准则:即两个子波的到达时差 Δt大于或等于地震子波的半个视周期,则这两个子波 是可以分辨的,否则是不可分辨的。
爆速9100m/s,密度1.87g/cm3 。
硝铵类炸药
也称为工业炸药。它是以硝酸铵为主要成分的混合炸药。 为适应不同的爆炸需要,通常在硝酸铵中加入添加剂(如敏化剂、
可燃剂、疏松剂等)制成不同性能的炸药。
(1).铵梯炸药:常用的有高、中、低密度硝铵炸药; (2).含水炸药:乳化、胶质、浆状、水胶炸药等;
百度文库复习
1、掌握基本概念 2、掌握基本思路 3、了解技术实现过程
第一章 高分辨率地震勘探
第一节 高分辨率地震勘探概述
1)高分辨率? 2)如何识别分辨率?
从剖面 中如何 看分辨 率高 低??
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
地震勘探分辨率
垂直分辨率 水平分辨率
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
在野外采集,室内处理中,消除噪声是十 分重要的事。
提高分辨率大小的核心: 1)子波的频带要宽; 2)子波的主频要高; 3)子波相位要尽可能为零; 4)噪音尽可能小。
影响分辨率的因素
1、地质因素: 岩石的吸收(品质因子Q)响.层间反射、簿
互层结构、反射界面形状深度等
2、地震子波:延续长度、频带宽度、相位特性和相位 数
砂体1

砂体2
水平分辨率(横向分辨率) 水平分辨率指可分辨两个地质体之间的最
小水平距离。
当两个地质体距离大于第一菲涅尔带范围时即可分辨。
横向分辨率的地震记录说明
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
二、影响分辨率的因素(重要)
1、地震子波
1)地震子波延续时间
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
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