淺層地震勘探實(shí)習(xí)報(bào)告

1、淺層地震勘探實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)號(hào)：班級(jí)： 姓名： 指導(dǎo)老師： 目錄一 前言. 1.1淺層地震勘探實(shí)習(xí)的目的和意義 1.2淺層地震勘探實(shí)習(xí)的內(nèi)容 1.3工區(qū)概況和場(chǎng)地規(guī)化二 折射波法地震勘探. 2.1數(shù)據(jù)采集 2.2數(shù)據(jù)處理 2.3結(jié)果解釋三 反射波法地震勘探. 3.1數(shù)據(jù)采集 3.2數(shù)據(jù)處理 3.3結(jié)果解釋.四 實(shí)習(xí)總結(jié)一 前 言地震勘探是利用地層與巖石的彈性差異而引起彈性波場(chǎng)變化產(chǎn)生彈性異常(速度不同)，用地震儀測(cè)量其異常值(時(shí)間變化)并根據(jù)異常變化情況反演地下地質(zhì)構(gòu)造情況，尋找有用礦產(chǎn)資源的一種極重要的地球物理勘測(cè)方法。在勘查精度、分辨地質(zhì)體的能力以及勘探范圍（淺、中、深）等方面都有其突出的優(yōu)越性

2、。地震波的傳播所遵循的規(guī)律和幾何光學(xué)極其相似，波在傳播過(guò)程中，當(dāng)遇到彈性分界面時(shí)，將產(chǎn)生反射、折射和透射，接收其中不同的波，就構(gòu)成了不同的地震勘查方法（反射波法、折射波法和透射波法）。本次地震勘探教學(xué)實(shí)習(xí)所用到的主要是折射波法和反射波法。1.1淺層地震勘探實(shí)習(xí)的目的和意義 本次實(shí)習(xí)安排在地震勘探原理課程學(xué)習(xí)結(jié)束之后，意在使同學(xué)們能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用與實(shí)踐，增強(qiáng)動(dòng)手能力，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)以致用。同時(shí)能夠熟悉并掌握淺層地震勘探野外數(shù)據(jù)采集，室內(nèi)資料處理和成果解釋的流程，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2淺層地震勘探實(shí)習(xí)的內(nèi)容 本次實(shí)習(xí)主要實(shí)踐了折射波法和反射波法在淺層地震勘探領(lǐng)域的應(yīng)用。具體內(nèi)

3、容包含了兩種方法數(shù)據(jù)采集，處理和解釋的實(shí)際步驟，其具體流程如下：場(chǎng)地測(cè)量設(shè)計(jì)施工方案現(xiàn)場(chǎng)儀器調(diào)試數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)成圖圖件分析與解釋數(shù)據(jù)不合理 (淺層地震勘探實(shí)習(xí)流程圖)1.3工區(qū)概況和場(chǎng)地規(guī)劃 1.3.1工區(qū)概況 黃島區(qū)是山東省青島市所轄的一個(gè)市轄區(qū)，又名青島西海岸經(jīng)濟(jì)新區(qū)，總面積約為2220.1平方千米，2010年人口為139.26萬(wàn)。其北部6街道與王臺(tái)鎮(zhèn)（含黃山經(jīng)濟(jì)區(qū)）、靈山衛(wèi)街道辦事處為國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的首批國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。青島前灣保稅港區(qū)和董家口港區(qū)均位于黃島區(qū)。黃島區(qū)屬魯東丘陵區(qū)，呈西高東低之勢(shì)，境內(nèi)山嶺起伏，溝壑縱橫。有海拔100400米的山

4、峰45座，西部主要有小珠山山脈，陡峻挺拔，分別向東南綿延數(shù)十里，為西部的天然屏障。主峰海拔724.9米。黃島 圖1-1黃島地圖區(qū)地處北溫帶季風(fēng)區(qū)域內(nèi)，風(fēng)速平均5.4M/S，年平均瞬時(shí)風(fēng)力大于8級(jí)天數(shù)為71天。由于本次地震勘探實(shí)習(xí)時(shí)間有限，僅安排了站內(nèi)實(shí)習(xí)內(nèi)容，以淺層地震的折射和反射為主。實(shí)習(xí)工區(qū)為學(xué)校操場(chǎng)，由于區(qū)域較小、測(cè)線較短，基本不受區(qū)域地質(zhì)的影響。1.3.2場(chǎng)地規(guī)劃實(shí)習(xí)場(chǎng)地為中國(guó)石油大學(xué)（華東）校醫(yī)院北面的操場(chǎng)（北緯35.942度；東經(jīng)120.169度）。由于操場(chǎng)形狀近似長(zhǎng)方形，所以我們平行于操場(chǎng)長(zhǎng)邊的直線為測(cè)線。為了便于反射波法和折射波法之間進(jìn)行對(duì)比，以便更加方便直觀的說(shuō)明問(wèn)題，折射波

5、法和反射波法的測(cè)線應(yīng)當(dāng)盡量重合。測(cè)線示意圖如下：測(cè) 線圖1-2測(cè)線示意圖二 折射波法地震勘探折射波法是在距震源較遠(yuǎn)的位置上，觀測(cè)來(lái)自地下經(jīng)巖層分界面上滑行后返回的折射波。對(duì)于具有多層介質(zhì)的地層，地震波在地層中傳播時(shí)在每層介質(zhì)中的速度不一樣，如果某一層的速度大于它上一層的速度，且入射角達(dá)到臨界角，則會(huì)產(chǎn)生折射波，二者的界面為折射面，此時(shí)折射波以臨界角沿界面滑行，以不變的角度返回地面。折射波的到達(dá)時(shí)間與折射面的深度有關(guān)，折射波的時(shí)距曲線接近于直線，其斜率決定于折射層的波速。由于折射波要在臨界角之后才出現(xiàn)，因此在震源附近觀測(cè)不到折射波，這個(gè)觀測(cè)不到折射波的區(qū)間稱為盲區(qū)。示意圖如下圖2-1所示。圖2-

6、1 折射波示意圖2.1數(shù)據(jù)采集2.1.1采集儀器接收裝置：共48道每次24道同時(shí)接收。如下圖：圖2-2接收裝置震源：鐵錘敲擊鐵板觸發(fā)如下圖：圖2-3震源圖2.1.2觀測(cè)系統(tǒng) 根據(jù)課本所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際工區(qū)情況，并進(jìn)行試采集后，我們確定的淺層折射波法地震勘探系統(tǒng)參數(shù)如下： 偏移距：8m 道間距：2m 采樣率：0.25ms 采樣時(shí)間 0.5s觀測(cè)系統(tǒng)示意圖如下所示： 檢波點(diǎn)共24道2m8m炮點(diǎn)圖2-3折射波法觀測(cè)系統(tǒng)示意圖2.2數(shù)據(jù)處理2.2.1處理原理方法：t0差數(shù)時(shí)距曲線法求界面 截距時(shí)間法是界面為平界面時(shí)的方法，當(dāng)界面是任意界面，時(shí)距曲線不是直線時(shí)，就不能再采用截距時(shí)間法求界面了。這時(shí)可采用

7、差數(shù)法求界面。t0差數(shù)時(shí)距曲線法又稱t0法，其應(yīng)用條件為：折射界面的曲率半徑比埋藏深度大得多，波沿界面滑行時(shí)沒(méi)有穿透現(xiàn)象。在相遇時(shí)距觀測(cè)系統(tǒng)下，由激發(fā)點(diǎn)O1、O2得到兩條相遇折射波時(shí)距曲線S1、S2。如圖所示，取排列上任一點(diǎn)D，在相遇時(shí)距曲線可以得出t1、t2的旅行時(shí)間分別為： =而激發(fā)點(diǎn)O1、O2的互換時(shí)T為： t0時(shí)間定義為地面任一觀測(cè)點(diǎn)上兩條相遇時(shí)距曲線上對(duì)應(yīng)的折射初至?xí)r間的和減去互換時(shí)間T:DBC可近似認(rèn)為是等腰三角形，從D點(diǎn)作BC的垂直平分線，得DM=h，于是有： 有以上關(guān)系式可以得到：因此D點(diǎn)到折射界面的法線深度h為: 令 則上式可以寫為： 只要能分別求出K或t0值，就能求得折射界

8、面的法線深度h。所以當(dāng)v1已知的情況下，關(guān)鍵是求v2值。 為求v2值，再引入時(shí)距曲線的另一個(gè)差數(shù)并令其等于(x)求出每點(diǎn)的(x)也可連出(x)曲線對(duì)(x)微分可得: 對(duì)上式右邊的兩項(xiàng)時(shí)間對(duì)距離的導(dǎo)數(shù)分別為上傾和下傾方向時(shí)距曲線的斜率（即視速度的倒數(shù)）。根據(jù)視速度的表達(dá)式可得： 最后可以求出計(jì)算界面速度的公式: 當(dāng)折射界面傾角15。時(shí)，cosl，此時(shí)上式可簡(jiǎn)化為: 因此只要根據(jù)(x)=t1 - t2+T,在相遇時(shí)距曲線上構(gòu)制(x) 曲線并求其斜率的倒數(shù)，然后代入上式則可求出V2。 由于V2已求出，則K便為已知，則進(jìn)一步可以求出h。然后以各觀測(cè)點(diǎn)為圓心，以其對(duì)應(yīng)的h 為半徑畫弧，可得出一系列圓弧，

9、作這些圓弧的包絡(luò)線即為折射界面的位置。2.2.2拾取初至由軟件得到雙邊放炮地震記錄如下圖：2-3雙邊放炮24道地震記錄圖由上圖得到初至?xí)r間如下表：表一：折射波法初至?xí)r間記錄表（注：由于前四道為壞道，故數(shù)據(jù)未能讀出）2.2.3數(shù)據(jù)計(jì)算由地震記錄分析可知記錄到的地層大致可分為兩層1第一層素的V1由表一作出直達(dá)波時(shí)距曲線如下：圖2-4直達(dá)波時(shí)距曲線由速度等于斜率的倒數(shù)得出兩次激發(fā)直達(dá)波速度如下：V11=271.34m/s V12=286.57m/s取平均值得：V1=278.96m/s2第二層速度V2由表一作出折射波時(shí)距曲線并對(duì)其進(jìn)行多項(xiàng)式擬合如下：圖2-5折射波時(shí)距曲線由上圖算出互換時(shí)T=69.35

10、ms由（x）=t1-t2+T得到下表：表二（x）數(shù)值表由上表數(shù)據(jù)作圖如下：圖2-6 （x）-X圖所以=2/1.6395x1000=1219.88m/s 3深度h 由計(jì)算得K=143.28由t0=t1+t2-T 得下表 表三t0，h數(shù)值表由上表做出剖面圖如下：圖2-6深度剖面圖2.3結(jié)果解釋由以上計(jì)算結(jié)果及深度剖面圖可知，地下淺層大致分為兩層，第一層為低速層，速度大概為279m/s，第二層為高速層，速度大概為1220m/s。兩地層的分界面買深為13米，且沿著測(cè)線由南到北界面埋深逐漸由3米漸減小到2.5米，然后由2.5米略微增加，最后再減小到1.25米，具體趨勢(shì)參見(jiàn)圖2-6。三 反射波法地震勘探反

11、射波法是在靠近震源的不同位置上，觀測(cè)地震波從震源到不同彈性分界面上反射回地面的地震波動(dòng)，研究由不同界面反回來(lái)的反射波場(chǎng)，可以解決地下巖層的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，甚至于巖性等問(wèn)題。3.1數(shù)據(jù)采集3.1.1采集儀器同折射波法勘探，具體參見(jiàn)圖2-2,2-3激發(fā)條件：實(shí)習(xí)中采用錘擊震源，工作時(shí)要求把觸發(fā)開(kāi)關(guān)與大錘的連接線繞過(guò)肩部，以免錘擊在連接線上，而且落錘要有力，干凈利索，不得回彈。接收條件：檢波器工作時(shí)要平穩(wěn)垂直并準(zhǔn)確地緊埋在地面接收點(diǎn)的位置上，并與電纜正確連接，防止漏電、短路，接觸不良、極性接反，埋置前先清除浮土及周圍雜草。3.1.2觀測(cè)系統(tǒng)根據(jù)課本所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際工區(qū)情況，并進(jìn)行試采集后，我們確定的淺層反射波法地震勘探系統(tǒng)參數(shù)如下：偏移距：4.5m 道間距：1.5m 采樣率：0.25ms 采樣時(shí)間 0.5s在施工時(shí)我們采用了但邊放炮，24道接收，滾動(dòng)勘探的方式，