地震勘探基础知识

1.有关地震勘探的一些基本概念1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法

勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本类型。

地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。

1.2 地震勘探基本原理

地震勘探是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。利用记录下来的数据，对其进行过处理分析，从而推断地下地质构造和地层岩性的特点。

地震勘探查明地下地质构造特点的原理并不难理解。利用声波反射现象可测定障碍物离开声源的距离，是我们都知道的物理原则。

其计算公式为：

)1()(2

1

t v S *=

其中：

S 障碍物离开声源的距离

v 波传播速度 t 波旅行时间

如声波速度为v ＝340m /s ，波由发声到回声的旅行时间为t ＝10s ，则障碍物到声源的距离为：

我们可沿地面上任一条测线逐段进行预测，并对观测数据用计算机进行处理就能得到形象地反映地下岩层分界面起伏变化的资料── 一条测线的地震剖面图。它近似地反映了地下反射界面的构造形态。在工区内布置一系列测线形成一个测网，并采用相同的方法进行观测和数据处理，就可得到地下地层起伏的完整形态；再综合其它物探方法与地质钻井等各方面的资料，进行去伪存真、去粗取精、由表及里的分析和研究，就能查明地下可能的储油构造，为钻探确定和提供井位。

图1 倾斜界面的反射

图2 背斜上的反射

概括地说，所谓地震勘探，就是通过人工激发（炸药震源或其它震源）在地面产生地震波，并研究地震波在地下地层中的传播规律，借以查明地下储油地质构造，为寻找油气田或其它目的服务的一种地球物理勘探方法。

1.3 地震勘探的内容

地震勘探的全部生产工作，基本可分为以下三个组成部分。

1.3.1 野外资料采集

其任务是在地质或其它物探方法工作初步确定的含油气有利地区进行进一步的勘探。它

结果就是地震剖面（时间剖面或深度剖面），它是地震资料地质解释的基本依据。

有两种形式的地震测线：

•纵测线：激发点和观测点同在一条直线上的测线。

•非纵测线：激发点和观测点不在一条直线上的测线。

1.4.2 多次覆盖的观测系统

多次覆盖是相对于一次覆盖而言的，是指对被追踪的界a

b

c

d

e

图3 多次覆盖观测系统

面观测的次数而说的。利用共反射点原理，在野外用多次覆盖方法施工的多次覆盖观测系统，就是保证对同一反射点进行多次观测，并对同一反射点的多道记录进行共反射点叠加，从而突出有效波，而对一些干扰波（主要是多次波）进行有效的压制。

目前，共反射点多次覆盖的观测系统激发点与排列的关系有以下几种形式：

炮点在排列的中点叫中点激发，如图3(a)所示。炮点在排列一边端点的，叫单边激发。其中图3(b)为激发点在排列端点处，图3(c)为激发点在排列一边但与第一观测点有一定距离（称偏移距）；激发点在排列两端，即在每一排列上观测两次。双边激发，也有两种情况，

、

5、

4、8、12、16、20、24、D点

表1 组成每个共反射点道集各道的炮号和道号表

邻的道组成

1.5 与地震勘探有关的各种地震波

在地震勘探中用震源激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。按在传播过程中质点振动的方向来区分，可分为纵波和横波；按是在介质中传播还是在自由表面或岩层分界面上传播可分为体波和面波；按照波在传播过程中的传播路径的特点，又可把地震波分为

直达波、入射波、反射波、透射波、滑行波和折射波几种，见图5。

O S

直达波

入射入

射

折

射

反

射

αα'

l

l'

ρ1

ρ1 ρ2

介质1

介质2

简单全程多次反射波1.5.1 纵波和横波

地面传播的波，已知有好几种类型，通常统称为“地滚波”。这种波在地表最强，但随深度的加大而迅速衰减。

1.6 波阻抗和反射系数

1.6.1 波阻抗

当波到达两种介质的分界面时，通常会分成两部分，一部分能量回到第一种介质中，就是所谓的反射波；另一部分能量透入第二种介质中，就是所谓的透射波。在这个分界面上

面为第一种介质，下面为第二种介质。21ρρ和分别是上、下介质的密度，V 1和V 2分别是波在上、下介质中的传播速度。则把密度和速度的乘积叫做波阻抗。就是说，上下两种介质的波阻抗分别是222111V Z V Z ρρ==和。 1.6.2 反射系数

当地震波入射到两种波阻抗不相等(2211V V ρρ≠)介质的分界面上，就会产生波的反射。21Z Z 和的差别越大，反射波越强。反射波的振幅A 反与入射波的振幅A 入有如下关系：

1.7 地震波的速度

地震波的速度是地震勘探中最主要的一个参数，是地震波的运动学特点之一。 在用地震勘探方法研究地下地质构造起伏形态时，其基本公式是(3)：

)3()

(2

100vt h =

从这一基本公式可以看到速度参数v 的重要性。在资料处理中，要作NMO 校正，需要叠加速度；在作时深转换时，需要平均速度。因此，我们要了解和掌握各种有关速度的概念及其求取方法。

1.7.2 均方根速度与叠加速度

在平均速度的讨论中，是当地震波的射线垂直层面时得到的速度概念。而实际的层状介质或连续介质的射线不是垂直层面的直射而是折射线或曲射线，利用这种介质和射线的状态求得的速度便是均方根速度。

将水平层介质的反射波时距曲线近似地当作覆盖介质为均匀的反射波时距曲线所求得的波速即为均方根速度：