地震勘探原理-第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)2課件

地震勘探原理主講人：陳雙全地震勘探原理主講人：陳雙全*2地震勘探原理第1章緒論第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論第3章地震資料采集方法與技術(shù)第4章地震波速度第5章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)*2地震勘探原理第1章緒論*3第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*3第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*42.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*42.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水*52.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*52.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線*62.2.1.1時(shí)距曲線的概念在地面激發(fā)了地震波后，根據(jù)地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和波的類型（如直達(dá)波、折射波和反射波），地震波將具有不同的傳播特點(diǎn)。為了定量地說(shuō)明不同類型的波在各種介質(zhì)結(jié)構(gòu)情況下傳播的特點(diǎn)，在地震勘探中主要采用“時(shí)距曲線”

(時(shí)距曲線方程)這個(gè)概念。時(shí)距曲線就是表示波從震源出發(fā)，傳播到測(cè)線上各觀測(cè)點(diǎn)的旅行時(shí)間t，同觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于激發(fā)點(diǎn)的距離x之間的關(guān)系。*62.2.1.1時(shí)距曲線的概念在地面激發(fā)了地震波后，根據(jù)*7直達(dá)波的時(shí)距曲線直達(dá)波的時(shí)距曲線是最簡(jiǎn)單的一種，在單層介質(zhì)中，速度V恒定。激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)在同一測(cè)線，波的旅行時(shí)可表示為：

t=x/VX是激發(fā)點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，V是直達(dá)波的傳播速度。速度的一種通常的測(cè)試方法。*7直達(dá)波的時(shí)距曲線直達(dá)波的時(shí)距曲線是最簡(jiǎn)單的一種，在單層介*8討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義各種波時(shí)距曲線的特點(diǎn)是在地震記錄上識(shí)別各種類型地震波的重要依據(jù)。自激自收接收地震剖面上，反射波同相軸的形態(tài)與地下界面的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在一點(diǎn)激發(fā)多道接收的地震記錄不對(duì)應(yīng)了。波到達(dá)各觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間的變化規(guī)律，用時(shí)距曲線方程來(lái)表示。*8討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義各種波時(shí)距曲線的特點(diǎn)是在地震記錄上*9討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義*9討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義*10討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義自接自收方式單炮多道接收方式*10討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義自接自收方式單炮多道接收方式*11時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*11時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*12時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*12時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*132.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*132.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲*14水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*14水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*15水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*15水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*16水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*16水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*172.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*172.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲*18正常時(shí)差與動(dòng)校正正常時(shí)差的概念正常時(shí)差的計(jì)算動(dòng)校正*18正常時(shí)差與動(dòng)校正正常時(shí)差的概念*19正常時(shí)差問(wèn)題：需要的是來(lái)自觀測(cè)點(diǎn)正下方的時(shí)間，即自激自收時(shí)間。實(shí)際得到的時(shí)距曲線是時(shí)間隨炮檢距的改變而變化。*19正常時(shí)差問(wèn)題：*20正常時(shí)差問(wèn)題1一炮多道接收的反射并不來(lái)自炮點(diǎn)O和接收點(diǎn)S正下方，在水平界面時(shí)反射來(lái)自距的中點(diǎn)M。從實(shí)際生產(chǎn)考慮，不采用自激自收方式，要得到M點(diǎn)正下方的反射，則需在M點(diǎn)兩邊對(duì)稱的點(diǎn)上進(jìn)行激發(fā)（O）和接收（S）。*20正常時(shí)差問(wèn)題1*21正常時(shí)差問(wèn)題2在M點(diǎn)自激自收時(shí)間tM

小于在O點(diǎn)發(fā)S點(diǎn)收得到R點(diǎn)的反射時(shí)間tORS。同時(shí)來(lái)自R點(diǎn)的反射兩者有時(shí)間差，這是因?yàn)榕跈z距不為零引起的。*21正常時(shí)差問(wèn)題2同時(shí)來(lái)自R點(diǎn)的反射兩者有時(shí)間差，這是因?yàn)?22正常時(shí)差定義定義

水平界面時(shí)，對(duì)界面上某點(diǎn)以炮檢距x進(jìn)行觀測(cè)得到的反射旅行時(shí)與在零炮檢距得到的反射旅行時(shí)之差。正常時(shí)差也就是炮檢距不為零引起的時(shí)差。*22正常時(shí)差定義定義*23正常時(shí)差的定量計(jì)算或其中代表的是M點(diǎn)的自激自收時(shí)間。*23正常時(shí)差的定量計(jì)算或其中代表的是M點(diǎn)的自激自收時(shí)間。*24正常時(shí)差的定量計(jì)算這個(gè)精確公式有時(shí)討論問(wèn)題不夠直觀。在一定的條件下，用二項(xiàng)式展開(kāi)可以得到簡(jiǎn)單的近似公式，以后討論某些問(wèn)題時(shí)經(jīng)常用到。

當(dāng)則*24正常時(shí)差的定量計(jì)算這個(gè)精確公式有時(shí)討論問(wèn)題不夠直觀。在*25動(dòng)校正為了消除正常時(shí)差產(chǎn)生的影響，要對(duì)反射時(shí)間做時(shí)間校正。經(jīng)過(guò)校正后，反射波的同相軸一般就能反映界面的形態(tài)了。在水平界面的情況下，從觀測(cè)到的反射波旅行時(shí)中減去正常時(shí)差t，得到x/2處的t0時(shí)間。這一過(guò)程叫正常時(shí)差校正，或稱動(dòng)校正。關(guān)于動(dòng)校正的具體方法和實(shí)際資料的數(shù)字處理效果分析將在《地震資料數(shù)字處理方法》課程中詳細(xì)介紹。

*25動(dòng)校正為了消除正常時(shí)差產(chǎn)生的影響，要對(duì)反射時(shí)間做時(shí)間校*26動(dòng)校正*26動(dòng)校正*272.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*272.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲*282.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*282.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1*292.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*292.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*30傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*30傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*31傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*31傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*322.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*322.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*33傾角時(shí)差界面水平時(shí)，在S’點(diǎn)、O點(diǎn)、S點(diǎn)三個(gè)位置自激自收，反射波旅行時(shí)都相等，即。同樣在水平界面，炮檢距不為0時(shí)，在O點(diǎn)激發(fā)S點(diǎn)接收，存在正常時(shí)差，即tORS>t0。如果取OS=OS’=x，則tORS=tOR’S’。

*33傾角時(shí)差界面水平時(shí)，在S’點(diǎn)、O點(diǎn)、S點(diǎn)三個(gè)位置自激自*34傾角時(shí)差概念

界面傾斜，傾角為ф，測(cè)線與界面傾向一致，這時(shí)雖然還有OS=OS’=x，但，它們之差稱為傾角時(shí)差，這是由于界面傾斜引起的。也可以說(shuō)是由激發(fā)點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱位置觀測(cè)到的來(lái)自同一界面的反射波的時(shí)差。

因?yàn)閮A角時(shí)差由傾角引起，所以，如果測(cè)出了界面的傾角時(shí)差，則有可能利用它來(lái)估算界面傾角，而了解界面傾角，這是了解地下構(gòu)造的一個(gè)重要內(nèi)容。

*34傾角時(shí)差概念界面傾斜，傾角為ф，測(cè)線與界面傾向一致，*35傾角時(shí)差的定量計(jì)算已知傾斜界面的時(shí)距曲線為：作變換在x/（2h）<<1的情況下，上式用二項(xiàng)式展開(kāi)，且略去高次項(xiàng)可得：

同理，對(duì)S’點(diǎn)：

需要注意的是，這里的t0是激發(fā)點(diǎn)O處的自激自收時(shí)間，h是O點(diǎn)處界面的法線深度。

*35傾角時(shí)差的定量計(jì)算已知傾斜界面的時(shí)距曲線為：作變換在x*36應(yīng)當(dāng)注意：用S’點(diǎn)與S點(diǎn)的反射波旅行時(shí)相減時(shí)，因?yàn)樗鼈兊呐跈z距x相同，所以相減后，正常時(shí)差抵消了，t0也抵消了，剩下的就是這兩點(diǎn)之間的傾角時(shí)差。若用O點(diǎn)的t0與tS相減，所得的時(shí)差并不是△td的一半。因?yàn)樵贠點(diǎn)觀測(cè)，x=0，沒(méi)有正常時(shí)差，相減的結(jié)果既含有S點(diǎn)正常時(shí)差，也含有S點(diǎn)與O點(diǎn)之間傾角時(shí)差。

把震源O點(diǎn)兩邊等距的兩觀測(cè)點(diǎn)的波傳播時(shí)間相減得傾角時(shí)差△td：

當(dāng)在O點(diǎn)兩邊炮檢距為x的兩點(diǎn)上，測(cè)出傾角時(shí)差△td后，就可用下式估算界面傾角：

*36應(yīng)當(dāng)注意：用S’點(diǎn)與S點(diǎn)的反射波旅行時(shí)相減時(shí)，因?yàn)樗鼈?37傾斜界面下的動(dòng)校正另一個(gè)角度來(lái)理解，在一個(gè)炮檢距不為零的點(diǎn)觀測(cè)到的傾斜界面反射波旅行時(shí),它包括三部分，即t0、正常時(shí)差和傾角時(shí)差。此時(shí)，tS’與tS之差，實(shí)質(zhì)上應(yīng)當(dāng)看作這兩點(diǎn)的“傾角時(shí)差”之差。

*37傾斜界面下的動(dòng)校正另一個(gè)角度來(lái)理解，在一個(gè)炮檢距不為零*38傾斜界面下的動(dòng)校正界面傾斜下的動(dòng)校正會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題：首先，S點(diǎn)接收到的反射波經(jīng)動(dòng)校正后應(yīng)算哪一點(diǎn)？這時(shí)從x/2處的M點(diǎn)向界面作垂線與界面交于R’，而真正反射點(diǎn)在R，這兩者是有偏移的。

反射點(diǎn)不在炮檢距中點(diǎn)與界面的垂直點(diǎn)R’上，而在R點(diǎn)。當(dāng)傾角φ不大時(shí)，R’與R的偏離不大。近似地認(rèn)為R與R’相差很小，可忽略。

M點(diǎn)的自激自發(fā)時(shí)間為tR’M。*38傾斜界面下的動(dòng)校正界面傾斜下的動(dòng)校正會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題：當(dāng)*39傾斜界面下的動(dòng)校正其次，怎樣計(jì)算動(dòng)校正量呢？最精確的辦法就是：動(dòng)校正量等于波的實(shí)際傳播時(shí)間t減去炮檢中點(diǎn)M處的自激自收時(shí)間tR’M(R’M的旅行時(shí))，即△tф=t-tR’M，動(dòng)校正：t-△tф=t-（t-tR’M）=tR’M動(dòng)校正后就把t變換成tR’M了。具體地說(shuō)，精確的動(dòng)校正量是：式中h0是激發(fā)點(diǎn)O處界面的法線深度；tR’M=2hM/V，hM是炮檢中點(diǎn)M處界面的法線深度。但是，因?yàn)椐婧蚳M都未知，無(wú)法用上式精確地計(jì)算傾斜界面的動(dòng)校正量。

*39傾斜界面下的動(dòng)校正其次，怎樣計(jì)算動(dòng)校正量呢？最精確的辦*40傾斜界面下的動(dòng)校正實(shí)際的做法是用水平界面的公式近似計(jì)算傾斜界面的動(dòng)校正量。

應(yīng)當(dāng)注意：上式要校正的只是正常時(shí)差，是對(duì)水平界面情況提出的。對(duì)傾斜界面的反射波進(jìn)行動(dòng)校正，不是（也不應(yīng)當(dāng)）把t校正成為t0，而是要把t校正成為tR’M。對(duì)傾角時(shí)差△tф和正常時(shí)差△t’粗略地分析可知，它們都有兩項(xiàng)之差?！鱰ф的兩項(xiàng)分別大于△t’對(duì)應(yīng)的兩項(xiàng)，所以△tф與△t’近似相等是有可能的。下面證明兩者是近似相等。

*40傾斜界面下的動(dòng)校正實(shí)際的做法是用水平界面的公式近似計(jì)算*416、動(dòng)校正量計(jì)算已知所以近似地有

*416、動(dòng)校正量計(jì)算已知所以近似地有*422.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*422.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*43共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)對(duì)傾斜界面反射波的時(shí)距曲線作變換：公式變換式中1、共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線是雙曲線方程。注意：上述二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙曲線方程是有條件的，即地表為平面，地下分界面為光滑的平面界面（水平或傾斜），覆蓋介質(zhì)為均勻介質(zhì)。

*43共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)對(duì)傾斜界面反射波的時(shí)距曲*44（2）極小點(diǎn)位置2、極小坐標(biāo)為：對(duì)于傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線，其極小點(diǎn)總是相對(duì)激發(fā)點(diǎn)偏向界面的上傾方向一側(cè)。由右圖還可看到，xmin點(diǎn)實(shí)際上就是虛震源在測(cè)線上的投影，由震源點(diǎn)O到xmin的反射波射線是所有射線中最短的一條，3、反射波時(shí)距曲線是對(duì)稱于過(guò)xmin點(diǎn)的t軸的。*44（2）極小點(diǎn)位置2、極小坐標(biāo)為：對(duì)于傾斜界面的共炮點(diǎn)反*45共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)雙曲線極小點(diǎn)對(duì)稱軸過(guò)Xmin點(diǎn)的t軸*45共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)雙曲線過(guò)Xmin點(diǎn)的t軸*46共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*46共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*472.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*472.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*482.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*482.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1*49時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)1、時(shí)距曲面時(shí)距曲面：波到達(dá)的時(shí)間t是觀測(cè)坐標(biāo)（x,y）的二元函數(shù)：t=f(x,y)直達(dá)波的時(shí)距曲面是一個(gè)頂點(diǎn)位于激發(fā)點(diǎn)的倒置的圓錐面；反射波的時(shí)距曲面是雙曲面。*49時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)1、時(shí)距曲面*50時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)2、時(shí)間場(chǎng)場(chǎng)：某一物理量的空間分布（空間響應(yīng)）。地球物理場(chǎng)：ⅰ、某一地球物理量響應(yīng)在空間任意一個(gè)點(diǎn),都有某一確定的值與之對(duì)應(yīng);ⅱ、某一地球物理量（標(biāo)量、向量）的空間分布。時(shí)間場(chǎng)：在地震勘探中，介質(zhì)中的任何一點(diǎn)（x,y,z），都可以確定波前到達(dá)該點(diǎn)的時(shí)間t(x,y,z)，這時(shí)間與空間的關(guān)系稱為時(shí)間場(chǎng)。時(shí)間場(chǎng)特點(diǎn)：給定時(shí)間t，可以找到相同t組成的一個(gè)波面，波面與射線正交。*50時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)2、時(shí)間場(chǎng)*512.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*512.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1*52第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*52第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*53作業(yè)名詞解釋時(shí)距曲線正常時(shí)差與動(dòng)校正傾角時(shí)差推導(dǎo)傾斜界面共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程說(shuō)明共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*53作業(yè)名詞解釋*54第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式

2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*54第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*552.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型2.3.2三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線2.3.3三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*552.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1*562.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型均勻介質(zhì)水平層狀介質(zhì)連續(xù)介質(zhì)*562.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型均勻介質(zhì)*57均勻介質(zhì)

認(rèn)為反射界面R以上的介質(zhì)是均勻的，即層內(nèi)介質(zhì)的物理性質(zhì)不變。如地震波速度是一個(gè)常數(shù)V0，最簡(jiǎn)單的情況，反射界面R是平面，可以是水平的或是傾斜面。*57均勻介質(zhì)*58層狀介質(zhì)

認(rèn)為地層剖面是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)速度是均勻的，但層與層之間的速度不相同，介質(zhì)性質(zhì)的突變。這些分界面也可以是傾斜的。層狀介質(zhì)模型是地震勘探最普遍使用的一種地質(zhì)結(jié)構(gòu)。*58層狀介質(zhì)*59連續(xù)介質(zhì)

所謂連續(xù)介質(zhì)是認(rèn)為在界面R兩側(cè)介質(zhì)1與介質(zhì)2的速度不相等，有突變。但界面R上部的覆蓋層(即介質(zhì)1)的波速不是常數(shù)，而是連續(xù)變化的。最常見(jiàn)的是速度只是深度的函數(shù)V(z)。*59連續(xù)介質(zhì)*60在地震勘探中層狀介質(zhì)模型是一個(gè)很重要的簡(jiǎn)化模型。討論層狀介質(zhì)問(wèn)題的基本思路：

把目的層Ri界面以上的介質(zhì)設(shè)法用一種均勻介質(zhì)來(lái)代替，并令這種假想的均勻介質(zhì)的波速取某個(gè)值，使得Ri界面以上的介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)，即變成均勻介質(zhì)模型1。*60在地震勘探中層狀介質(zhì)模型是一個(gè)很重要的簡(jiǎn)化模型。*612.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型2.3.2三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線2.3.3三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*612.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1*62三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*62三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*63三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*63三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*64三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法問(wèn)題提出：

1)多層界面的時(shí)距曲線方程不能簡(jiǎn)化成某種標(biāo)準(zhǔn)的二次曲線方程，如雙曲線方程。引起正常時(shí)差和動(dòng)校正的計(jì)算困難或麻煩。同時(shí)由觀測(cè)到的時(shí)間來(lái)估算地下界面的埋藏深度時(shí)也就很困難。

2)能否用一條雙曲線去近似它呢？亦即，能否用一種假想的均勻介質(zhì)來(lái)代替整套層狀介質(zhì)，使地震波在假想均勻介質(zhì)中的傳播情況很接近于真實(shí)情況。如能做到這樣，在前面講的均勻介質(zhì)情況的一套公式和辦法就可以利用了。

注意：這是在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)常用的思路和方法。*64三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法問(wèn)題提出：*65三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法解決辦法定義－－平均速度Vav就是用波在垂直層面的方向旅行的總時(shí)間除這組地層的總厚度。*65三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法解決辦法定義－－*66三層介質(zhì)例子1)在激發(fā)點(diǎn)附近，這兩條時(shí)距曲線是基本上重合的。

2)隨著遠(yuǎn)離激發(fā)點(diǎn)，它們逐漸地明顯分開(kāi)，三層介質(zhì)的時(shí)距曲線在下方。這說(shuō)明地震波在三層介質(zhì)傳播時(shí)真正速度要比平均速度大。

*66三層介質(zhì)例子1)在激發(fā)點(diǎn)附近，這兩條時(shí)距曲線是基本*67*67*68三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法通過(guò)引入平均速度的概念，將水平層狀介質(zhì)看作是等效的均勻介質(zhì)誤差不是很大*68三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法通過(guò)引入平均速度*692.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型2.3.2三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線2.3.3三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*692.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1*70第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式

2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*70第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*71本節(jié)作業(yè)多層水平層狀介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*71本節(jié)作業(yè)多層水平層狀介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*72第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*72第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*732.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度2.4.1折射波的形成與傳播規(guī)律2.4.2一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線2.4.3水平層狀介質(zhì)折射波的時(shí)距曲線*732.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度*74再談視速度射線方向、同相軸和視速度的關(guān)系*74再談視速度射線方向、同相軸和視速度的關(guān)系*75一、再談視速度射線方向、同相軸和視速度的關(guān)系*75一、再談視速度射線方向、同相軸和視速度的關(guān)系*762.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度2.4.1折射波的形成與傳播規(guī)律2.4.2一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線2.4.3水平層狀介質(zhì)折射波的時(shí)距曲線*762.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度*77折射波的形成與傳播規(guī)律*77折射波的形成與傳播規(guī)律*78折射波的形成與傳播規(guī)律當(dāng)波從介質(zhì)1傳到介質(zhì)2，兩種介質(zhì)的速度不同，在分界面上會(huì)產(chǎn)生透射和反射，且滿足斯奈爾定律。當(dāng)界面下層介質(zhì)波速V2大于上層介質(zhì)波速V1，透射角大于入射角。當(dāng)入射角達(dá)到某一角度時(shí)透射角達(dá)到90度，這時(shí)波沿界面滑行，稱滑行波。產(chǎn)生滑行波的入射角稱為臨界角θC。折射波的形成*78折射波的形成與傳播規(guī)律折射波的形成*79二、折射波的形成與傳播規(guī)律3.滑行波是以下層的介質(zhì)速度V2傳播，由斯奈爾定律可知。4.由于兩種介質(zhì)是密接的，為了滿足邊界條件，滑行波的傳播引起了上層介質(zhì)的擾動(dòng)，在第一種介質(zhì)中要激發(fā)出新的波動(dòng)，即地震折射波。折射波的形成*79二、折射波的形成與傳播規(guī)律3.滑行波是以下層的介質(zhì)速*80折射波傳播的規(guī)律和特點(diǎn)1)滑行波在反射界面各點(diǎn)的時(shí)間比入射波要早只要證明滑行波比入射波先到達(dá)C點(diǎn)，即t1>t2或△t=t1-t2>0。

當(dāng)α=i，cos(α-i)=cos0°=1，Δt=0；當(dāng)α>i，0＜cos(α-i)＜1,Δt＞0*80折射波傳播的規(guī)律和特點(diǎn)1)滑行波在反射界面各點(diǎn)的時(shí)間*812)波前為平面，射線為直線，折射角等于臨界角，即折射波的射線和分界面的法線之間的夾角等于臨界角θc，可用惠更斯原理證明。折射波傳播的規(guī)律和特點(diǎn)*812)波前為平面，射線為直線，折射角等于臨界角，即折射波*82折射波傳播的規(guī)律和特點(diǎn)3)折射波有“盲區(qū)”，折射界面越深，盲區(qū)越大。*82折射波傳播的規(guī)律和特點(diǎn)3)折射波有“盲區(qū)”，折射界面越*834)地層屏蔽效應(yīng)

如果地層中有速度很高的厚層存在，就不能用折射波法研究更深處的速度比它低的地層。這種現(xiàn)象稱為“屏蔽效應(yīng)”，高速屏蔽。如果高速層厚度小于地震波的波長(zhǎng)，則實(shí)際上并不發(fā)生屏蔽作用。*834)地層屏蔽效應(yīng)*842.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度2.4.1折射波的形成與傳播規(guī)律2.4.2一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線2.4.3水平層狀介質(zhì)折射波的時(shí)距曲線*842.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度*85一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線對(duì)任一個(gè)接收點(diǎn)S，折射波走過(guò)的路程為O－A1－B1－S，走時(shí)為*85一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線對(duì)任一個(gè)接收點(diǎn)S，折射波*86一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線折射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)1、是一條標(biāo)準(zhǔn)的直線，其斜率k=1/V1，V1是下層介質(zhì)的速度；直線的截距為ti。2、根據(jù)視速度的定義，折射波的視速度應(yīng)為V1，即為第二種介質(zhì)中的傳播速度。*86一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線折射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)1、*87一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線折射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)3、當(dāng)x=0

上式為折射波時(shí)距曲線延長(zhǎng)后與時(shí)間軸（x=0）的交點(diǎn)，稱之為與時(shí)間軸的交叉時(shí)ti。*87一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線折射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)3、*88一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線折射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)4、折射波時(shí)距曲線的起始點(diǎn)坐標(biāo)為：產(chǎn)生折射波的界面埋藏越深，盲區(qū)越大。5、折射波時(shí)距曲線與反射波時(shí)距曲線相切于起始點(diǎn)*88一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線折射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)4、*89一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線*89一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線*90一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線*90一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線*91一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線*91一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線*922.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度2.4.1折射波的形成與傳播規(guī)律2.4.2一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線2.4.3水平層狀介質(zhì)折射波的時(shí)距曲線*922.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度*93水平層狀介質(zhì)的折射波時(shí)距曲線*93水平層狀介質(zhì)的折射波時(shí)距曲線*94*94*95*95*96*96*97*97*98*98*992.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度2.4.1折射波的形成與傳播規(guī)律2.4.2一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線2.4.3水平層狀介質(zhì)折射波的時(shí)距曲線*992.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度*100本節(jié)作業(yè)名詞解釋折射波的盲區(qū)折射波的屏蔽效應(yīng)一個(gè)水平界面情況下，折射波時(shí)距曲線的特點(diǎn)*100本節(jié)作業(yè)名詞解釋地震勘探原理主講人：陳雙全地震勘探原理主講人：陳雙全*102地震勘探原理第1章緒論第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論第3章地震資料采集方法與技術(shù)第4章地震波速度第5章地震資料解釋的理論基礎(chǔ)*2地震勘探原理第1章緒論*103第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*3第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*1042.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*42.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水*1052.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*52.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線*1062.2.1.1時(shí)距曲線的概念在地面激發(fā)了地震波后，根據(jù)地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和波的類型（如直達(dá)波、折射波和反射波），地震波將具有不同的傳播特點(diǎn)。為了定量地說(shuō)明不同類型的波在各種介質(zhì)結(jié)構(gòu)情況下傳播的特點(diǎn)，在地震勘探中主要采用“時(shí)距曲線”

(時(shí)距曲線方程)這個(gè)概念。時(shí)距曲線就是表示波從震源出發(fā)，傳播到測(cè)線上各觀測(cè)點(diǎn)的旅行時(shí)間t，同觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于激發(fā)點(diǎn)的距離x之間的關(guān)系。*62.2.1.1時(shí)距曲線的概念在地面激發(fā)了地震波后，根據(jù)*107直達(dá)波的時(shí)距曲線直達(dá)波的時(shí)距曲線是最簡(jiǎn)單的一種，在單層介質(zhì)中，速度V恒定。激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)在同一測(cè)線，波的旅行時(shí)可表示為：

t=x/VX是激發(fā)點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離，V是直達(dá)波的傳播速度。速度的一種通常的測(cè)試方法。*7直達(dá)波的時(shí)距曲線直達(dá)波的時(shí)距曲線是最簡(jiǎn)單的一種，在單層介*108討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義各種波時(shí)距曲線的特點(diǎn)是在地震記錄上識(shí)別各種類型地震波的重要依據(jù)。自激自收接收地震剖面上，反射波同相軸的形態(tài)與地下界面的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在一點(diǎn)激發(fā)多道接收的地震記錄不對(duì)應(yīng)了。波到達(dá)各觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間的變化規(guī)律，用時(shí)距曲線方程來(lái)表示。*8討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義各種波時(shí)距曲線的特點(diǎn)是在地震記錄上*109討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義*9討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義*110討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義自接自收方式單炮多道接收方式*10討論時(shí)距曲線的實(shí)際意義自接自收方式單炮多道接收方式*111時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*11時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*112時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*12時(shí)距曲線和觀測(cè)方式*1132.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*132.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲*114水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*14水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*115水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*15水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*116水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*16水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*1172.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*172.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲*118正常時(shí)差與動(dòng)校正正常時(shí)差的概念正常時(shí)差的計(jì)算動(dòng)校正*18正常時(shí)差與動(dòng)校正正常時(shí)差的概念*119正常時(shí)差問(wèn)題：需要的是來(lái)自觀測(cè)點(diǎn)正下方的時(shí)間，即自激自收時(shí)間。實(shí)際得到的時(shí)距曲線是時(shí)間隨炮檢距的改變而變化。*19正常時(shí)差問(wèn)題：*120正常時(shí)差問(wèn)題1一炮多道接收的反射并不來(lái)自炮點(diǎn)O和接收點(diǎn)S正下方，在水平界面時(shí)反射來(lái)自距的中點(diǎn)M。從實(shí)際生產(chǎn)考慮，不采用自激自收方式，要得到M點(diǎn)正下方的反射，則需在M點(diǎn)兩邊對(duì)稱的點(diǎn)上進(jìn)行激發(fā)（O）和接收（S）。*20正常時(shí)差問(wèn)題1*121正常時(shí)差問(wèn)題2在M點(diǎn)自激自收時(shí)間tM

小于在O點(diǎn)發(fā)S點(diǎn)收得到R點(diǎn)的反射時(shí)間tORS。同時(shí)來(lái)自R點(diǎn)的反射兩者有時(shí)間差，這是因?yàn)榕跈z距不為零引起的。*21正常時(shí)差問(wèn)題2同時(shí)來(lái)自R點(diǎn)的反射兩者有時(shí)間差，這是因?yàn)?122正常時(shí)差定義定義

水平界面時(shí)，對(duì)界面上某點(diǎn)以炮檢距x進(jìn)行觀測(cè)得到的反射旅行時(shí)與在零炮檢距得到的反射旅行時(shí)之差。正常時(shí)差也就是炮檢距不為零引起的時(shí)差。*22正常時(shí)差定義定義*123正常時(shí)差的定量計(jì)算或其中代表的是M點(diǎn)的自激自收時(shí)間。*23正常時(shí)差的定量計(jì)算或其中代表的是M點(diǎn)的自激自收時(shí)間。*124正常時(shí)差的定量計(jì)算這個(gè)精確公式有時(shí)討論問(wèn)題不夠直觀。在一定的條件下，用二項(xiàng)式展開(kāi)可以得到簡(jiǎn)單的近似公式，以后討論某些問(wèn)題時(shí)經(jīng)常用到。

當(dāng)則*24正常時(shí)差的定量計(jì)算這個(gè)精確公式有時(shí)討論問(wèn)題不夠直觀。在*125動(dòng)校正為了消除正常時(shí)差產(chǎn)生的影響，要對(duì)反射時(shí)間做時(shí)間校正。經(jīng)過(guò)校正后，反射波的同相軸一般就能反映界面的形態(tài)了。在水平界面的情況下，從觀測(cè)到的反射波旅行時(shí)中減去正常時(shí)差t，得到x/2處的t0時(shí)間。這一過(guò)程叫正常時(shí)差校正，或稱動(dòng)校正。關(guān)于動(dòng)校正的具體方法和實(shí)際資料的數(shù)字處理效果分析將在《地震資料數(shù)字處理方法》課程中詳細(xì)介紹。

*25動(dòng)校正為了消除正常時(shí)差產(chǎn)生的影響，要對(duì)反射時(shí)間做時(shí)間校*126動(dòng)校正*26動(dòng)校正*1272.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲線的概念2.2.1.2水平界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.1.3正常時(shí)差與動(dòng)校正*272.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.1.1時(shí)距曲*1282.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*282.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1*1292.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*292.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*130傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*30傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*131傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*31傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程*1322.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*322.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*133傾角時(shí)差界面水平時(shí)，在S’點(diǎn)、O點(diǎn)、S點(diǎn)三個(gè)位置自激自收，反射波旅行時(shí)都相等，即。同樣在水平界面，炮檢距不為0時(shí)，在O點(diǎn)激發(fā)S點(diǎn)接收，存在正常時(shí)差，即tORS>t0。如果取OS=OS’=x，則tORS=tOR’S’。

*33傾角時(shí)差界面水平時(shí)，在S’點(diǎn)、O點(diǎn)、S點(diǎn)三個(gè)位置自激自*134傾角時(shí)差概念

界面傾斜，傾角為ф，測(cè)線與界面傾向一致，這時(shí)雖然還有OS=OS’=x，但，它們之差稱為傾角時(shí)差，這是由于界面傾斜引起的。也可以說(shuō)是由激發(fā)點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱位置觀測(cè)到的來(lái)自同一界面的反射波的時(shí)差。

因?yàn)閮A角時(shí)差由傾角引起，所以，如果測(cè)出了界面的傾角時(shí)差，則有可能利用它來(lái)估算界面傾角，而了解界面傾角，這是了解地下構(gòu)造的一個(gè)重要內(nèi)容。

*34傾角時(shí)差概念界面傾斜，傾角為ф，測(cè)線與界面傾向一致，*135傾角時(shí)差的定量計(jì)算已知傾斜界面的時(shí)距曲線為：作變換在x/（2h）<<1的情況下，上式用二項(xiàng)式展開(kāi)，且略去高次項(xiàng)可得：

同理，對(duì)S’點(diǎn)：

需要注意的是，這里的t0是激發(fā)點(diǎn)O處的自激自收時(shí)間，h是O點(diǎn)處界面的法線深度。

*35傾角時(shí)差的定量計(jì)算已知傾斜界面的時(shí)距曲線為：作變換在x*136應(yīng)當(dāng)注意：用S’點(diǎn)與S點(diǎn)的反射波旅行時(shí)相減時(shí)，因?yàn)樗鼈兊呐跈z距x相同，所以相減后，正常時(shí)差抵消了，t0也抵消了，剩下的就是這兩點(diǎn)之間的傾角時(shí)差。若用O點(diǎn)的t0與tS相減，所得的時(shí)差并不是△td的一半。因?yàn)樵贠點(diǎn)觀測(cè)，x=0，沒(méi)有正常時(shí)差，相減的結(jié)果既含有S點(diǎn)正常時(shí)差，也含有S點(diǎn)與O點(diǎn)之間傾角時(shí)差。

把震源O點(diǎn)兩邊等距的兩觀測(cè)點(diǎn)的波傳播時(shí)間相減得傾角時(shí)差△td：

當(dāng)在O點(diǎn)兩邊炮檢距為x的兩點(diǎn)上，測(cè)出傾角時(shí)差△td后，就可用下式估算界面傾角：

*36應(yīng)當(dāng)注意：用S’點(diǎn)與S點(diǎn)的反射波旅行時(shí)相減時(shí)，因?yàn)樗鼈?137傾斜界面下的動(dòng)校正另一個(gè)角度來(lái)理解，在一個(gè)炮檢距不為零的點(diǎn)觀測(cè)到的傾斜界面反射波旅行時(shí),它包括三部分，即t0、正常時(shí)差和傾角時(shí)差。此時(shí)，tS’與tS之差，實(shí)質(zhì)上應(yīng)當(dāng)看作這兩點(diǎn)的“傾角時(shí)差”之差。

*37傾斜界面下的動(dòng)校正另一個(gè)角度來(lái)理解，在一個(gè)炮檢距不為零*138傾斜界面下的動(dòng)校正界面傾斜下的動(dòng)校正會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題：首先，S點(diǎn)接收到的反射波經(jīng)動(dòng)校正后應(yīng)算哪一點(diǎn)？這時(shí)從x/2處的M點(diǎn)向界面作垂線與界面交于R’，而真正反射點(diǎn)在R，這兩者是有偏移的。

反射點(diǎn)不在炮檢距中點(diǎn)與界面的垂直點(diǎn)R’上，而在R點(diǎn)。當(dāng)傾角φ不大時(shí)，R’與R的偏離不大。近似地認(rèn)為R與R’相差很小，可忽略。

M點(diǎn)的自激自發(fā)時(shí)間為tR’M。*38傾斜界面下的動(dòng)校正界面傾斜下的動(dòng)校正會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題：當(dāng)*139傾斜界面下的動(dòng)校正其次，怎樣計(jì)算動(dòng)校正量呢？最精確的辦法就是：動(dòng)校正量等于波的實(shí)際傳播時(shí)間t減去炮檢中點(diǎn)M處的自激自收時(shí)間tR’M(R’M的旅行時(shí))，即△tф=t-tR’M，動(dòng)校正：t-△tф=t-（t-tR’M）=tR’M動(dòng)校正后就把t變換成tR’M了。具體地說(shuō)，精確的動(dòng)校正量是：式中h0是激發(fā)點(diǎn)O處界面的法線深度；tR’M=2hM/V，hM是炮檢中點(diǎn)M處界面的法線深度。但是，因?yàn)椐婧蚳M都未知，無(wú)法用上式精確地計(jì)算傾斜界面的動(dòng)校正量。

*39傾斜界面下的動(dòng)校正其次，怎樣計(jì)算動(dòng)校正量呢？最精確的辦*140傾斜界面下的動(dòng)校正實(shí)際的做法是用水平界面的公式近似計(jì)算傾斜界面的動(dòng)校正量。

應(yīng)當(dāng)注意：上式要校正的只是正常時(shí)差，是對(duì)水平界面情況提出的。對(duì)傾斜界面的反射波進(jìn)行動(dòng)校正，不是（也不應(yīng)當(dāng)）把t校正成為t0，而是要把t校正成為tR’M。對(duì)傾角時(shí)差△tф和正常時(shí)差△t’粗略地分析可知，它們都有兩項(xiàng)之差?！鱰ф的兩項(xiàng)分別大于△t’對(duì)應(yīng)的兩項(xiàng)，所以△tф與△t’近似相等是有可能的。下面證明兩者是近似相等。

*40傾斜界面下的動(dòng)校正實(shí)際的做法是用水平界面的公式近似計(jì)算*1416、動(dòng)校正量計(jì)算已知所以近似地有

*416、動(dòng)校正量計(jì)算已知所以近似地有*1422.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*422.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*143共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)對(duì)傾斜界面反射波的時(shí)距曲線作變換：公式變換式中1、共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線是雙曲線方程。注意：上述二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙曲線方程是有條件的，即地表為平面，地下分界面為光滑的平面界面（水平或傾斜），覆蓋介質(zhì)為均勻介質(zhì)。

*43共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)對(duì)傾斜界面反射波的時(shí)距曲*144（2）極小點(diǎn)位置2、極小坐標(biāo)為：對(duì)于傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線，其極小點(diǎn)總是相對(duì)激發(fā)點(diǎn)偏向界面的上傾方向一側(cè)。由右圖還可看到，xmin點(diǎn)實(shí)際上就是虛震源在測(cè)線上的投影，由震源點(diǎn)O到xmin的反射波射線是所有射線中最短的一條，3、反射波時(shí)距曲線是對(duì)稱于過(guò)xmin點(diǎn)的t軸的。*44（2）極小點(diǎn)位置2、極小坐標(biāo)為：對(duì)于傾斜界面的共炮點(diǎn)反*145共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)雙曲線極小點(diǎn)對(duì)稱軸過(guò)Xmin點(diǎn)的t軸*45共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)雙曲線過(guò)Xmin點(diǎn)的t軸*146共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*46共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*1472.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界面的共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程2.2.2.2傾角時(shí)差2.2.2.3共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*472.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.2.1傾斜界*1482.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*482.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1*149時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)1、時(shí)距曲面時(shí)距曲面：波到達(dá)的時(shí)間t是觀測(cè)坐標(biāo)（x,y）的二元函數(shù)：t=f(x,y)直達(dá)波的時(shí)距曲面是一個(gè)頂點(diǎn)位于激發(fā)點(diǎn)的倒置的圓錐面；反射波的時(shí)距曲面是雙曲面。*49時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)1、時(shí)距曲面*150時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)2、時(shí)間場(chǎng)場(chǎng)：某一物理量的空間分布（空間響應(yīng)）。地球物理場(chǎng)：ⅰ、某一地球物理量響應(yīng)在空間任意一個(gè)點(diǎn),都有某一確定的值與之對(duì)應(yīng);ⅱ、某一地球物理量（標(biāo)量、向量）的空間分布。時(shí)間場(chǎng)：在地震勘探中，介質(zhì)中的任何一點(diǎn)（x,y,z），都可以確定波前到達(dá)該點(diǎn)的時(shí)間t(x,y,z)，這時(shí)間與空間的關(guān)系稱為時(shí)間場(chǎng)。時(shí)間場(chǎng)特點(diǎn)：給定時(shí)間t，可以找到相同t組成的一個(gè)波面，波面與射線正交。*50時(shí)距曲面和時(shí)間場(chǎng)2、時(shí)間場(chǎng)*1512.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1水平反射面和正常時(shí)差2.2.2傾斜反射面和傾角時(shí)差2.2.3時(shí)距曲面與時(shí)間場(chǎng)*512.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.2.1*152第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*52第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*153作業(yè)名詞解釋時(shí)距曲線正常時(shí)差與動(dòng)校正傾角時(shí)差推導(dǎo)傾斜界面共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程說(shuō)明共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線的主要特點(diǎn)*53作業(yè)名詞解釋*154第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式

2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*54第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*1552.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型2.3.2三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線2.3.3三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*552.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1*1562.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型均勻介質(zhì)水平層狀介質(zhì)連續(xù)介質(zhì)*562.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型均勻介質(zhì)*157均勻介質(zhì)

認(rèn)為反射界面R以上的介質(zhì)是均勻的，即層內(nèi)介質(zhì)的物理性質(zhì)不變。如地震波速度是一個(gè)常數(shù)V0，最簡(jiǎn)單的情況，反射界面R是平面，可以是水平的或是傾斜面。*57均勻介質(zhì)*158層狀介質(zhì)

認(rèn)為地層剖面是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)速度是均勻的，但層與層之間的速度不相同，介質(zhì)性質(zhì)的突變。這些分界面也可以是傾斜的。層狀介質(zhì)模型是地震勘探最普遍使用的一種地質(zhì)結(jié)構(gòu)。*58層狀介質(zhì)*159連續(xù)介質(zhì)

所謂連續(xù)介質(zhì)是認(rèn)為在界面R兩側(cè)介質(zhì)1與介質(zhì)2的速度不相等，有突變。但界面R上部的覆蓋層(即介質(zhì)1)的波速不是常數(shù)，而是連續(xù)變化的。最常見(jiàn)的是速度只是深度的函數(shù)V(z)。*59連續(xù)介質(zhì)*160在地震勘探中層狀介質(zhì)模型是一個(gè)很重要的簡(jiǎn)化模型。討論層狀介質(zhì)問(wèn)題的基本思路：

把目的層Ri界面以上的介質(zhì)設(shè)法用一種均勻介質(zhì)來(lái)代替，并令這種假想的均勻介質(zhì)的波速取某個(gè)值，使得Ri界面以上的介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)，即變成均勻介質(zhì)模型1。*60在地震勘探中層狀介質(zhì)模型是一個(gè)很重要的簡(jiǎn)化模型。*1612.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型2.3.2三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線2.3.3三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*612.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1*162三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*62三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*163三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*63三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線*164三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法問(wèn)題提出：

1)多層界面的時(shí)距曲線方程不能簡(jiǎn)化成某種標(biāo)準(zhǔn)的二次曲線方程，如雙曲線方程。引起正常時(shí)差和動(dòng)校正的計(jì)算困難或麻煩。同時(shí)由觀測(cè)到的時(shí)間來(lái)估算地下界面的埋藏深度時(shí)也就很困難。

2)能否用一條雙曲線去近似它呢？亦即，能否用一種假想的均勻介質(zhì)來(lái)代替整套層狀介質(zhì)，使地震波在假想均勻介質(zhì)中的傳播情況很接近于真實(shí)情況。如能做到這樣，在前面講的均勻介質(zhì)情況的一套公式和辦法就可以利用了。

注意：這是在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)常用的思路和方法。*64三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法問(wèn)題提出：*165三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法解決辦法定義－－平均速度Vav就是用波在垂直層面的方向旅行的總時(shí)間除這組地層的總厚度。*65三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法解決辦法定義－－*166三層介質(zhì)例子1)在激發(fā)點(diǎn)附近，這兩條時(shí)距曲線是基本上重合的。

2)隨著遠(yuǎn)離激發(fā)點(diǎn)，它們逐漸地明顯分開(kāi)，三層介質(zhì)的時(shí)距曲線在下方。這說(shuō)明地震波在三層介質(zhì)傳播時(shí)真正速度要比平均速度大。

*66三層介質(zhì)例子1)在激發(fā)點(diǎn)附近，這兩條時(shí)距曲線是基本*167*67*168三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法通過(guò)引入平均速度的概念，將水平層狀介質(zhì)看作是等效的均勻介質(zhì)誤差不是很大*68三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法通過(guò)引入平均速度*1692.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型2.3.2三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線2.3.3三層水平介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*692.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3.1*170第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式

2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*70第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*171本節(jié)作業(yè)多層水平層狀介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*71本節(jié)作業(yè)多層水平層狀介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)的思路和辦法*172第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念2.2常速單界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.3變速多界面的反射波特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式2.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)*72第2章地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論2.1幾何地震學(xué)基本概念*1732.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度2.4.1折射波的形成與傳播規(guī)律2.4.2一個(gè)界面情況下折射波的時(shí)距曲線2.4.3水平層狀介質(zhì)折射波的時(shí)距曲線*732.4地震折射波運(yùn)動(dòng)學(xué)2.4.0再談視速度*174再談視速度射線方向、同相軸和視速度的關(guān)系*74再談視速度射線方向、同相軸和視速度的關(guān)系*175一、再談視速度射線方向、同相軸和視速度的關(guān)系*75一、再談視速度射線方向、同