地震勘探整理

1、地震勘探原理（上）-陸基孟主編（精華部分）名詞解釋綜合平面法：在平面圖上，表示出激發(fā)點和接收點的相對位置關系，同時也顯示觀測到的地段。偏移距：為炮點與最近檢波點的距離。波剖面：在某時刻，以質點所在的位置為橫坐標，以質點離開平衡位置的距離為縱坐標，畫出某時刻振動情況（波形曲線），稱為波剖面。道間距：埋置在排列上的各道檢波器之間的距離。干擾波：指妨礙追蹤和識別有效波的波。如面波、多次反射波。（非）縱測線：一般炮點和接收點都放在同一測線上叫作縱測線，炮點與接收點不在同一測線上，叫非縱測線。7波前（后）：振動剛開始與靜止時的分界面，即剛要開始擾動的那一時刻。同樣，振動剛停止時刻的分界面為波后。波前或波

2、后是用面表示的，不是曲線。簡答題共炮點與共中心點的區(qū)別：共反射點時距曲線只反映界面上的一個點R的情況，而共炮點反射波的時距曲線反映的是一段反射界面的情況。地震勘探上習慣把x=0時的反射波傳播時間叫做t0，即t0=2h0/V。在共炮點反射波時距曲線上，這個t0反映激發(fā)點O處反射波的垂直反射時間（也叫做回聲時間），在共反射點時距曲線上，t0時間代表共中心點M處的垂直反射時間。動靜校正的區(qū)別：動校正：在水平界面的情況下，從觀測縱到反射波旅行時中減去正常時差t，得到x/2處的t0時間。這一過程叫做正常時差校正，或稱動校正。不同位置（偏移距x），不同的深度（h),動校正量不同，校正量均為正值。靜校正：為

3、了改善地震剖面的質量，需要表層因素的校正，即為靜校正。不同位置（偏移距x），不同的深度（h),動校正量不同，靜校正量可為負值。組合與疊加在壓制干擾波上的區(qū)別：在實際效果中，n次疊加的統(tǒng)計效果要比n個檢波器組合的好。原因在于組合是同一次激發(fā)，由n個檢波器接收到的信號的疊加，檢波器接收到的隨機干擾是由同一震源在同一時間產生的。而多次疊加中一個共反射點道集的各道，是在各次激發(fā)時分別接收到的，因而記錄下的隨機干擾是由震源在不同時間、不同地點激發(fā)，不同時間、不同地點接收的，多次疊加中各道的隨機干擾更符合“互不相關”的條件。因此，多次疊加的統(tǒng)計效果比組合的好。計算題1、推導時距曲線：計算各種速度：綜合題斷

4、層識別標志反射波同相軸對比中斷2）反射層突然減少或者突然增多，波組的間隔發(fā)生突變3）反射波同向軸形狀和產狀發(fā)生突變4）有繞射波、斷面波或回轉波出現5）反射波同向軸發(fā)生分叉、合并或扭曲，這往往是小斷層的特點。反射波的特點：反射波的時距曲線是一條雙曲線（2)對于傾斜界面的共炮點反射波的時距曲線，其極小點總是相對于激發(fā)點偏向界面的上傾方向一側。（3）xmin點實際上就是虛震源在測線上的投影，由震源點O到xmin的反射波射線是所有射線中最短的一條，并且反射波時距曲線是對稱于過xmin點的t軸的。3給定底層構造形態(tài)計算均方根速度，道時，理論曲線：參見下圖底層構造方程式水平單層 (b) 傾斜單層 (c)水

5、平多層 (d)傾斜平行多層 (e)傾斜非平行多層用迭代射線追蹤法地震勘探原理（上）-陸基孟主編（重點部分）地震勘探方法： 就是利用人工方法激發(fā)的地震波（彈性波），研究地震波在地層中傳播的規(guī)律，來確定礦藏（包含油氣，礦石，水，地熱資源等）、考古的位置，以及獲得工程地質信息。三維地震勘探方法： 在一個平面上采集隨時間而變化的地震信息，并在(x,y,t)三維空間進行處理和解釋，這種地震勘探方法稱為三維地震勘探技術。波形圖： 用圖示來表示與震動有關的一種方式。剖面圖： 在某時刻，已質點所在位置為橫坐標，以質點離開平衡位置的距離為縱坐標，畫出某一時刻的振動情況（波形曲線），稱為波剖面圖。波前、波后： 振

6、動剛開始與靜止時的分界面，即剛要開始擾動的那一時刻。同樣，振動剛停止時刻的分界面為波后。波前或波后是用面表示的，不是曲線。波面： 波從震源出發(fā)向四周傳播，在某一時刻，把波到達各點所連接成的面，稱為波面。地震波運動學： 地震波動力學是從介質運動的基本方程波動方程出發(fā)來研究地震波動的傳播特點的。從能量的角度來研究波的特征，如波的振幅、波形和吸收。彈性波： 在彈性介質中傳播的波稱為彈性波。它的形成條件是：只要能傳播彈性波的介質彈性介質，以及在彈性介質中有振動。射線： 是用來描述波的傳播路線的一種表示。 認為波及其能量是沿著一條“路徑”從波源傳播到所觀測的一點P，然后又沿著那條“路徑”從P點傳向別處。

7、這是一條假想的路線也叫波線。地震波： 一種在介質中傳播的，頻率較低的（與天然地震頻率相近）的波，是彈性波在介質中傳播的一種通俗說法.。主波長： 是在一個振動主周期時間內波前進的距離，它是波在空間分布特征量，即它與介質的大小尺度同單位。視波長和視速度：當波的傳播方向與觀測方向不一致（夾角為）時，觀測到的波速并不是波前的真速度V，而是視速度Va，Va=V/sin 。同樣此時的波長為視波長a,a=/sin。（因為sin1，所以Va和a一般大于他們的真實值V和。）頻譜： 一個復雜的振動信號可以看成由許多簡諧分量疊加而成，這些簡諧分量及各自的振幅和相位，就稱為這個復雜振動的頻譜。主譜： 地震波一般為脈沖

8、波，習慣上把脈沖波的頻譜中振幅極大值所對應的頻譜稱為主頻。狄利克里條件（Dirichlet)條件： 任意一個區(qū)段內，1）信號f(t)除有限個間斷點外都連續(xù)，2）僅有有限個極大值和極小值。（這是傅里葉級數展開的充分必要條件）。反射波： 不管什么時候，波只要入射到兩種介質的分界面時，一部分會反射回來，稱為反射波，入射和反射波在同一介質中；另一部分透射到第二介質中，稱為透射波（或物理折射波，與地震勘探中的折射波概念有區(qū)別）。直達波：折射波： 在地震勘探中，由滑行波引起的波叫做折射波（refractions),也叫做首波(Head Wave)。反射定律和投射定律：反射線位于入射面內，反射角a等于入射角

9、a。 透射線也位于入射面內，入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二兩種介質的波速之比，即（公式）。斯奈爾定律： P=（1/V)*sin(在水平層狀介質中，一層，多層brief）P稱為射線參數。惠更斯原理： 在波前進的波前的每一點都可以看做是一個二次的震（波）源，且后一時刻的波面就切與前一時刻的波前面所激發(fā)的所有二次波的包絡面。另一種表述：在波前面上的任一個點，都可以看做是一個新的波(震）源，叫做子波源.。每個子波源都向各方向發(fā)出波，叫子波。子波以所處點的速度傳播。費馬原理： 波在各種介質中的傳播路線，滿足所用時間最短的條件（旅行時為極小值）。如果介于路徑中的介質有部分速度不同，則傳播路線

10、不是直線，而通常是旅行時最小的。即最后的射線路徑是最小時間路程。波速和速度： 質點振動速度質點在其附近位置振動的速度。（每秒鐘波前進的距離） 波速質點振動能量傳播的速度。（質點振動的速度與波的傳播速度不同，其振動方向與波傳播方向也不一定相同）縱波和橫波： 質點振動的方向與波的傳播方向一致，傳播速度最快。又稱壓縮波（compressional)、膨脹波(dilatational)、縱波(longitudinal)或P-波(P-Wave)。 質點振動方向與波的傳播方向垂直，速度比縱波慢，也稱剪切波(shear)、旋轉波(rotational)、橫波(transverse)S-波(S-wave，速度

11、小于縱波的0.7倍。面波： 波在自由表面或在巖石分界面上傳播的一種類型波。在地表常見的波有瑞利波、拉夫波，在井中有斯通利波、和管波等，還有槽波。（或一種介質振動沿著或靠近介質表面?zhèn)鞑サ牡卣鸩?，振幅隨深度以指數規(guī)律衰減。其速度可由大約一個波長的深度范圍內介質的彈性性質所定，速度約為橫波的0.92倍。）同類波和轉換波： 入射波和反射波、透射波的振幅特性一致稱為同類波，改變了振動特性的反射和透射波稱為轉換波。（稱與原來入射波類型相同的反射和透射波為同類波，而改變了波類型的反射波和透射波為轉換波）。彈性系數（因子）： 在彈性介質中，應力與應變成正比例（只有在小應力時成立）。比例因子稱為介質的彈性因子（

12、或系數）。二、簡述題：1、了解地球信息有哪些主要手段。 地質方法、地球物理方法、地球化學方法，鉆探方法。有幾種主要非地震勘探方法，他們的基本原理重力勘探是研究反映地下巖石密度橫向差異引起的重力變化，用于提供構造和礦產等地質信息。磁法勘探就是測定和分析各種磁異常，找出磁異常和地下巖石、地質構造及有用礦產的關系，作出地下地質情況和礦產分布等有關結論。電法勘探就是利用人工與天然產生的直流電場或磁場在地下分布的規(guī)律來研究地球結構、地質構造及找礦的一種物探方法。（電法勘探是以巖石或礦石的電性差異的基礎的，主要研究的電性差異參數包括：電阻率（）、激發(fā)極化率（）、介電常數（）、導磁率（）、電化學活動性等。）

13、地震勘探的主要工作步驟野外數據采集、室內資料處理、地震資料解釋4、20世紀80年代出現了哪幾項標志性的技術？地震屬性分析技術振幅屬性（振幅分析）；（）速度參數；（）頻率信息三瞬（瞬時振幅、瞬時頻率和瞬時相位）剖面。井中觀測技術垂直地震剖面（VSP）技術；（2）井間地震技術。三維地震勘探技術 在一個平面上采集隨時間而變化的地震信息，并在（x,y ,t)三維空間進行處理和解釋，這種地震勘探的方法稱為三維地震技術。多波多分量技術在相同的勘探區(qū)域，在縱波勘探的基礎上，再利用橫波和轉換波技術。5、20世紀90年代出現三項有效的地震技術。高分辨率地震勘探技術一種通過提高震源頻率，高采樣率和高覆蓋次數等數據

14、采集方法和相應的處理技術，達到大幅度提高勘探精度的技術。時間延遲地震（四維地震）技術 在同一個地方、不同時間進行重復地震數據采集和相應的處理解釋一整套技術。時間推移地震（Time Lapse Seismic, TLS)是不同時間對油氣采收率的一整套技術。時間推移地震觀測時通常以二維地震為基礎，又簡稱為四維地震。疊前深度偏移技術在原始數據疊加之前進行深度偏移處理技術，能實現對復雜構造準確偏移成像的技術。是復雜構造油氣勘探的關鍵技術之一。三維地震勘探方法從二維向三維地震勘探方向發(fā)展是地震勘探方法的又一次重大變革。三維地震勘探是在上世紀80年代發(fā)展起來的。可以得到更清楚更正確的地質圖像。一個波入射到

15、兩個波阻抗不同的均勻介質的分界面上時會出現什么現象，他們遵循什么規(guī)律。只有在Z1Z2的條件下，地震波才會發(fā)生反射，差別越大，反射也越強。遵守反射定律。用惠更斯原理解釋平面波、球面波、反射波和折射波以及反射和折射定律。 惠更斯原理：在波前進的波前的每一點都可以看做是一個二次的震（波）源，且后一時刻的波面就切與前一時刻的波前面所激發(fā)的所有二次波的包絡面。（另一種表述：在波前面上的任一個點，都可以看做是一個新的波(震）源，叫做子波源.。每個子波源都向各方向發(fā)出波，叫子波。子波以所處點的速度傳播。）惠更斯原理是利用波前面的概念來處理問題的。因此可用圖法繪出各種波的波面。作圖方法掌握幾點：波前、新的點震

16、源，速度相等、包絡線。4 求取新的波前 對平面和曲面波的應用上思考題1、解釋下列名詞（1）地震檢波器: 檢波器是安置在地面、水中或井下以拾取大地振動的地震探測儀器或接受儀器，它的實質是將機械振動轉換為電信號的一種傳感器。可控震源： 向地下輸入一個延續(xù)信號很長的脈沖信號，在最后記錄時再把它壓縮成一個短脈沖，從而達到既增強信號能量又不降低分辨率的目的。（3）規(guī)則干擾： 有一定的主頻和視速度的波，如面波、淺層折射波、側面波。（4）道間距： 道與道之間的距離。（5）組合： 把多個檢波器接受信號輸入一個地震道或者用多個震源同時激發(fā)構成一個總震源，前者稱為檢波組合，后者稱為震源組合。（6）觀測系統(tǒng)： 各種

17、觀測方式震源和接受之間的排列按一定的規(guī)律分布稱為觀測系統(tǒng)。（7）CDP道集： 在水平反射界面上，共反射點（CRP）也稱共深度點（CDP），S1、S2、S3.Sn各接受道稱為共發(fā)射點疊加道或共深度疊加道，其集合稱為共深度點疊加道集，簡稱道集。（8）共深度點道集：同道集（brief）。（9）偏移距： 為炮點與最近檢波點的距離。剩余時差： 由于未能完全將正常時差消除而剩下來的那一小部分正常時差。即把某個波按水平界面一次反射波作動校正后的反射時間與共中心點處的t0之差叫作剩余時差。（11）低（降）速帶： 在地表附近一定深度范圍內，其地震波的傳播速度往往要比它下面的地層地震波速度低得多的地層。上行波和下

18、行波： 把接收點布置在深井中，震源在地面的觀測方式稱為VSP觀測方法。這種觀測方式能測試到從地面向下傳播的地震波（下行波），也能部分的接收到反射波（上行波）。2、地震檢波器有哪些類型？其基本工作原理是什么？地震檢波器的重要參數有哪些？（1）動圈式地震檢波器 機電轉換式，通過線圈相對磁鐵往復運動而實現。線圈及線樞由一個彈簧系統(tǒng)支撐在永久磁鐵的磁極間隙內，組成一個振動系統(tǒng)。當線圈在磁極間隙中運動時線圈切割磁力線，同時在線圈兩端產生感應電動勢。 感應電勢的大小與線圈切割磁通量的速度成正比，也即，與其對于磁鐵的運動速度成正比。因次，動圈式檢波器也稱為速度檢波器。壓電式檢波器這種檢波器一般用于水下一定深

19、度接收地震波，它是用壓電晶體（或壓電陶瓷）傳感元件，當它受到壓力形變時（如水壓力變化），會產生一個與瞬時壓力成正比的電壓。因此，這種檢波器稱作壓力檢波器。他與壓力有關，稱為壓力加速度檢波器。還有一種壓力檢波器通常安置在注滿油的塑料軟管中，其作用是將水的壓力變化傳給檢波器內的敏感元件。這類檢波器包在海洋電纜（拖攬）內。三分量檢波器三分量數字檢波器 檢波器的主要性能參數有：固有頻率、阻尼系數、靈敏度等參數。地震勘探對震源有哪些基本要求？地震勘探中的人工震源如何分類？ 要求：有足夠的能量；持續(xù)時間短（脈沖源）；可重復性；盡量減少干擾波。震源可分為炸藥震源和非炸藥震源兩大類型。野外地震實驗工作的實驗目

20、的有哪些？生產工作的內容和步驟是什么？干擾波的調查，了解工區(qū)內干擾波的類型和特性；地震地質條件的了解，低速帶、潛水面、地質構造特性等（低速帶在地表附近一定深度范圍內，其地震波的傳播速度往往要比它下面的地層地震波的傳播速度低得多的地層。）選擇激發(fā)的最佳條件，淺層巖性、激發(fā)方式和炸藥量；選擇接收和記錄地震的最佳條件，觀測系統(tǒng)、檢波器放置和儀器參數。生產工作的基本內容及步驟如下：炮點和接收點的定位就是把在室內設計的測線位置具體布置到野外工區(qū)。定出炮點和檢波點的位置，埋木樁示出。地震波激發(fā)在規(guī)定的位置放炮，陸地主要是鉆井埋炸藥，在海上用汽槍。地震波接收按測線上的樁號擺好排列。在檢波點上埋好檢波器，由地

21、震儀（包括檢波器）完成，每炮都要檢查記錄的質量。試舉幾例規(guī)則干擾并述其特點。面波地震勘探中最常見的一種干擾波，產生的原因很多；特別是頻率低（幾30HZ）， 速度低（1001000m/s），常見的速度在200500m/s，時距曲線是直線，有頻散現象（掃帚狀）。淺層折射波當淺層存在高速度地層時產生。聲波在坑、淺水池、河和干井中爆炸，都會出現強烈的聲波，在空氣中傳播的波， 特點：比較穩(wěn)定，頻率較高，速度為340m/s左右，延續(xù)時間較短。側面波地表復雜區(qū)出現，如黃土高原，溝谷交錯地形。多次反射波多次波和一次波的頻譜、真速度是相近的，多次波的能量取決于產生多次波界面的反射系數。多次波的傳播速度，比同時到

22、達的一次反射波的傳播速度低，這是多次波和反射波的主要不同點。50HZ交流電干擾主要特點是頻率穩(wěn)定，一般在50HZ左右。可采用濾波器濾掉。有效波和干擾波有哪些差別？分別用什么方法壓制干擾波突出有效波。區(qū)別：1）在傳播方向上不同，即干擾波的最大真速度和有效波的視速度范圍不同。干擾波沿地表附近傳播，有效波幾乎是從地下垂直來到地面，也即視速度上有差別。2）在頻譜上有差別。3）經過動校正后的剩余時差有差別。4)出現的傳播規(guī)律可能有差別。7、寫出簡單線性組合的方向及頻率特性公式，并簡述其中的參數意義（brief）由簡單線性組合的方向和統(tǒng)計效應看，各組合參數應如何確定效果為最佳？盡可能使有效波落入通放帶，使

23、干擾波落入壓制帶。為此，組合距為：適當增加組合數目，但不宜過多。既要考慮方向性，又要兼顧統(tǒng)計效益，組合距應大于隨機干擾波的相關半徑（地震勘探中相關半徑為數十米）。組合可分為哪些類型？不等靈敏度組合，面積組合，震源組合。共反射點疊加的基本原理是什么？共反射點疊加法實際上是對地下同一反射點作多次觀測，將不同接收點接收到的來自地下同一反射點的不同激發(fā)點的信號，經動校正后，疊加起來，使一次反射波加強，而多次反射波和其它類型的干擾波相對削弱，從而提高了信噪比，改善地震記錄的質量。簡述疊加特性曲線的物理意義？共反射點多次疊加觀測系統(tǒng)的設計應遵循什么原則？根據地質情況、地質任務和干擾波的特點來選擇則觀測系統(tǒng)

24、。必須保證有效波處于通放帶，干擾波處于壓制帶。經濟的原則。在保證地質任務、質量的前提下，應盡量采用低覆蓋次數，大道間距，大排列，以便較小的工作量就能有效的完成地質任務。 此外考慮到單位疊加參量中包含有效波的周期這一因素，因此在觀測系統(tǒng)的設計中，應根據工區(qū)內反射波和多次波的速度規(guī)律、原始信噪比和多次波的視周期等情況，合理地確定覆蓋次數，偏移距和道間距等參數。13、如何測得低速帶各參數？（brief）14、野外地震資料采集包括哪些環(huán)節(jié)？期間是如何聯系和協調工作的？現場踏勘、施工設計、試驗工作、正式生產。15何為觀測系統(tǒng)？它包含哪些重要信息？各種觀測方式震源和接收之間的排列按一定的規(guī)律分布稱觀測系統(tǒng)

25、。觀測系統(tǒng)在布置測線時基本上確定了炮距、道距和炮檢距的位置。炮檢距炮點到檢波點的距離叫炮檢距，有最小炮檢距和最大炮檢距。波傳播旅行時-從激發(fā)到被接收到所需的時間即為傳播時間。炮距-炮與炮之間的距離；道間距-道與道間的距離；線距-測線間的距離；思考題地震波巖層速度與各種因素的關系：速度與巖性的關系巖性可能是影響速度的最重要的一個因素。速度測試表明不同巖性的速度范圍互相重迭，甚至會超出主要范圍。速度不是一個區(qū)分巖性的好標準。速度與密度的關系 V=6-11（對于石灰?guī)r和砂頁巖來說）；地震縱波的速度與巖石密度（完全充水飽和體積密度）之間，存在著良好的定量關系（brief）。與埋藏深度的關系 在巖石性質

26、和地質年代相同的條件下，地震波的速度隨巖石埋藏深度的增大而增加。其原因主要是埋藏深的巖石所受的地層壓力大的緣故。經驗公式（brief）壓力 地震p波和s波的速度和波阻抗隨上覆巖層凈壓力的增加而增大。但他們之間的關系是非線性的。（控制儲層巖石地震特性的是上覆巖層凈壓力。這是因為孔隙流體壓力抵消了一部分上覆巖層的壓力，進而減少了整個巖石地層所支撐的負載）與構造歷史和地質年代的關系 同樣深度、成分相似的巖石，當地質年代不同時，波速也不同，年老的巖石比年輕的巖石具有較高的速度。速度與構造運動的關系，在不同的地區(qū)有不同的表現。 在強烈褶皺的地區(qū)，經常觀測到速度的增大；而在隆起構造頂部、則發(fā)現速度降低。一般的說，地震波在巖石中的傳播速度隨地質過程的構造作用的場強而增大。巖石結構的影響顆粒顆粒接觸關系差通常導致很低的地震波速，而膠結程度好速度明顯的增強。（因為顆粒之間的接觸區(qū)域大，所以大顆粒的砂層比細顆粒的砂層呈現更高的地震速度。）分選性差的砂層呈現較高的地震速度（因為分選性差降低了孔隙度）；圓滑的顆粒導致良好的顆粒接觸關系，從而具有更高的速度。與孔隙度的關系（時間平方公式） 時間平均方程（Wyllie方程brief）由于地震波在油、氣、水等流體中的傳播速度比在巖石基巖中