最新地震勘探原理复习题答案

绪论

一、名词解释

1.地球物理方法(Exploration Methods): 利用各种仪器在地表观测地壳上的

各种物理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，寻找可能的储油构造。它是一种间接找油

的方法。特点：精度和成本均高于地质法，但低于钻探方法。

2、地震勘探：就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。

二、简答题

1、了解地下资源信息有那些主要手段。

（1）、地质法（2）、地球物理方法（3）、钻探法（4）、综合方法：地质、物探(物化探)、钻

探结合起来，进行综合勘探。其中，地质法贯穿始终，物探是关键，钻探是归宿。

2有几种主要地球物理勘探方法，它们的基本原理。

地球物理勘探方法是以岩矿石(或地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器

设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造寻找矿产资源

和解决工程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探，叫地球物理勘探，简称物探。相应

的各种勘探方法，叫地球物理勘探方法，简称为物探方法，有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、

电法勘探、地球物理测井。

（1）重力勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的密度差异，引起重力场变化，产生重力异常，

用重力仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。

（2）磁法勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的磁性差异，引起磁场变化，产生磁力异常，

用磁力仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。

（3）电法勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的电性差异，引起电(磁)场变化，产生电性异常，用电法(磁)仪测量其异常，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。

（4）地震勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的弹性差异，引起弹性波场变化，产生弹性异

常(速度不同)，用地震仪测量其异常值(时间变化)，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。

（5）地球物理测井：电测井；电磁测井；放射性测井；声波测井；地温测井；密度测井。

3、地震勘探的主要工作环节。

（1）野外数据采集（2）室内资料处理（3）地震资料解释

4、依据岩石物理性质的差异，可以分为很多的勘探方法，请说出几种物探方法，各

是依据什么样的物理性质差异？（同第二题各种勘探方法的原理）

5、什么是地震勘探，它主要包括哪几个阶段？

地震勘探就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。包括激发地震波、接收地震波、重建地震波的传播路径。

6、地震勘探的发展主要经历了哪几个阶段？

在20世纪中，按地震信息记录方式，石油地球物理勘探方法发展经历了光点记录，模拟磁带记

录，数学记录三个阶段。

7、你认为地震勘探在石油勘探中的地位重要吗？为什么？

地震勘探在石油勘探中的地位相当重要。迄今为止，地震波是研究地球内部最有效

的工具之一。基于岩石中波传播性质的地震方法是目前地球物理勘探中最主要的方法。

第一章练习题

一、名词解释

1. 地震波运动学：研究在地震波传播过程中的地震波波前的空间位置与其传播

时间的关系，即研究波的传播规律，以及这种时空关系与地下地质构造的关系。

2. 地震波动力学：研究地震波在传播过程中波形、振幅、频率、相位等特征的及其变

化规律，以及这些变化规律与地下的地层结构，岩石性质及流体性质之间存在的联系。

3. 地震波：是一种在岩层中传播的，频率较低(与天然地震的频率相近)的波，弹性波

在岩层中传播的一种通俗说法。地震波由一个震源激发。

4. 地震子波：爆炸产生的是一个延续时间很短的尖脉冲，这一尖脉冲造成破坏圈、塑性

带，最后使离震源较远的介质产生弹性形变，形成地震波，地震波向外传播一定距离后，波形逐

渐稳定，成为一个具有2-3个相位（极值）、延续时间60-100毫秒的地震波，称为地震子波。地震子波看作组成一道地震记录的基本元素。

5.波前：振动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始振动的那一时刻。

6.射线：是用来描述波的传播路线的一种表示。在一定条件下，认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所观测的一点P 。这是一条假想的路径，也叫波线。射线总是与波阵面垂直，波动经过每一点都可以设想有这么一条波线。

7. 振动图和波剖面：某点振动随时间的变化的曲线称为振动曲线，也称振动图。 地震勘探中，沿测线画出的波形曲线，也称波剖面。

8. 折射波：当入射波大于临界角时，出现滑行波和全反射。在分界面上的滑行波有另一种特性，即会影响第一界面，并激发新的波。在地震勘探中，由滑行波引起的波叫折射波 ，也叫做首波 。入射波以临界角或大于临界角入射高速介质所产生的波

9.滑行波：由透射定律 可知，如果V2>V1 ，即sin θ2 > sin θ1 ，θ2 > θ1。当θ1还没到90o时， θ2 到达90o，此时透射波在第二种介质中沿界面滑行，产生的波为滑行波。

10.同相轴和等相位面：同向轴是一组地震道上整齐排列的相位，表示一个新的地震波的到达，由地震记录上系统的相位或振幅变化表示。

11.时间场和等时面：

12.地震视速度：当波的传播方向与观测方向不一致(夹角θ)时，观测到的速度并不是波前的真速度V ，而是视速度Va 。即波沿测线方向传播速度。

13 波阻抗：指的是介质(地层)的密度和波的速度的乘积(Zi=ρiVi ，i 为地层)，在声学中称为声阻抗，在地震学中称波阻抗。波的反射和透射与分界面两边介质的波阻抗有关。只有在Z1 ≠ Z2的条件下，地震波才会发生反射，差别越大，反射也越强。

14.纵波：质点振动方向与波的传播方向一致，传播速度最快。又称压缩波、膨胀波、纵波或P-波。

15.横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，速度比纵波慢，也称剪切波、旋转波、横波或S-波，速度小于纵波约0.7倍。 横波分为SV 和SH 波两种形式。

16.体波：波在无穷大均匀介质(固体)中传播时有两种类型的波（纵波和横波），它们在介质的整个立体空间中传播，合称体波。

221

1sin sin θθV V = 17共炮点反射道集：在同一炮点激发，不同接收点上接收的反射波记录，称为共炮点道集。在野外的数据采集原始记录中，常以这种记录形式。可分单边放炮和中间放炮。

17.面波：波在自由表面或岩体分界面上传播的一种类型的波。

18.纵测线和非纵测线：激发点与接收点在同一条直线上，这样的测线称为纵测线。用纵测线进行观测得到的时距曲线称为纵时距曲线。激发点不在测线上，用非纵测线进行观测得到的时距曲线称为非纵时距曲线。

19、垂直地震剖面：把检波器放入井中，在地面激发，即地面距井口一定距离激发，称作地震测井。这种观测方法得出剖面是垂直地震剖面(简称VSP )，得出的是地震波垂直时距曲线。

20 平均速度：就是用这组地层的总厚度去除以波在垂直层面的方向旅行的总时间。

二、填空题

2 物体在外力作用下发生了形变 ,若去掉外力以后,物体仍旧保持其受外力时的

形状,这样的特性称为塑性.这种物体称为__塑性体。

3 弹性和塑性是物质具有两种互相__转换___的特性,自然界大多数物质都_同时具

有这两种特性,在外力作用下既产生_弹性_形变.也产生_塑性_形变.

4 弹性和塑性物体在外力作用下主要表现为___弹性___形变或_塑性_形变.这取决

于物质本身的__物理性质___,作用其上的外力__大小__，作用力延续时间的__长短__,

变化快慢,以及物体所处_温度__、压力等外界条件.

5 地震波遇到岩层分界面时主要产生两种波是___瑞利波、拉夫波__。

三、选择题

1. 连续介质中,常见的地震波传播速度与深度Z关系是（A）

A)V=Vo(1+βZ) B)V=Vo(1+β+Z) C)V=VoβZ D)V=(1+2βZ)Vo

2. 连续介质地震波射线为()

A)直线 B)曲射线 C)双曲线 D)抛物线

3. 费马原理认为,地震波沿()

A)最大路径传播 B)最小路径传播 C)二次抛物线路径传播 D)双曲线路径传

播

4. 物理地震学认为,地震波是(C)

A)一条条射线 B)沿射线路径在介质中传播 C)一种波动 D)面波

5. 地震波纵波的传播方向与质点的振动方向(A)

A)垂直 B)一致 C)相同 D)相反 6. 波的传播方向上,单位长度内的波长数目,叫做(C)

A)波长 B)周期 C)波数

四、

简答题 1. 什么是惠更斯原理?

前进的波前成上每一点都可以看作一个二次的震(波)源，且后一时刻的波前面就是基于前一时刻的波前面所激发的所有二次波的包络面。

2. 什么是费玛原理?

由Snell 定律可知，波在介质中由一点传播到另一点的可以沿许多条不同路线传播。

费马原理指出波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件(旅行时为极小)。这条路径正是垂直于波前面的路径，即射线路径。

3. 什么是反射定律、透射定律、斯奈尔定律?

反射定律:

① 反射线、入射线分居法线的两侧；

② 反射线位于入射面内；

③ 反射角θ′等于入射角θ；

④ 反射线、入射线和法线所构成的的平面为射线平面，垂直与界面。

透射定律：

① 透射线也位于入射面内，

② 入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二两种介质的波速之比。

综合反射定律和透射定律，扩展到多层水平层状介质的情况，可以得到斯奈尔(Snell)

定律：

Vp1, Vs1, Vp2,Vs2,......Vpi, Vsi —为各层的纵波、横波速度。P —为一常

数，称为射线路径参数。

4. 什么是折射波的盲区?

由于折射波的产生需要一定的条件，在地表某个

区段观测不到折射波，这个区段称为折射波的盲区。

P V V V V V V Si

Si Pi pi S S P p S S P P =======θθθθθθsin sin ..........sin sin sin sin 22222211c

tg h OA θ?=2

5. 什么是虚震源原理?

入射线OP 在分界面P 点入射，过P 点的法线为NN ′从震源O 向分界面 作垂线OD 并延长，与反射线的反方向延长线相交于O*，把此点作为一个

虚震源。这时反射线可以看成是由O*点射出来的。虚震源是一个假设的

震源，引入它可以简化波的入射和反射路径的计算。

6. 试叙述纵波和横波的传播特点。

纵波：质点振动方向与波的传播方向一致，传播速度最快。

横波：质点振动方向与波的传播方向垂直，速度比纵波慢。

7. 波前和射线两者之间的关系如何？均匀介质地震波的波前和射线的特点?

射线的特征总是与波阵面垂直，即与波前垂直。 在均匀介质中（V 一定）认为地震波以直线形式向外传播，射线垂直于波面。

8、根据波前面的形状，可以把地震波分为几大类？

波阵面的形状决定波的类型，可分为球面、平面和柱面波等。

平面波--波前是平面(无曲率)，象是一种在极远的震源产生的。这是地震波解析中的一种常用的假设。

球面波--由点源产生的波，向四周传播，波面是球面

9．地震波的波前的形状取决于哪些因素？

波面的形状取决于波源的形状和介质的性质。在均匀各向同性介质中，同一个震源，在近距离的波为球面波，在远距离的地方可看成平面波。

10．从反射和折射波形成的机制，折射波形成的条件是什么？

1）当波从介质1传到介质2，两种介质的阻抗不同时，在分界面上会产生透射和反

射，且满足斯奈尔定律。

2）当V2﹥V1时，透射角大于入射角。当入射角达到临界角θC ，时透射角达到90

度，这时波沿界面滑行，称滑行波。

3）滑行波是以下层的介质速度V2传播。

4）由于两种介质是密接的，为了满足边界条件，滑行波的传播引起了上层介质的扰

动，在第一种介质中要激发出新的波动，即地震折射波。

11、在纵测线，一个水平分界面均匀介质情况下共炮点的直达波时距曲线有何特点？ 直达波时距曲线方程： 是一直线。

v x t

12、在纵测线，一个水平分界面，均匀介质情况下共炮点的反射波时距曲线有何特点？ 反射波时距曲线 是一条双曲线，最小值为x=0，t= h0

13、在纵测线，一个倾斜分界面，均匀介质情况下共炮点的反射波时距曲线有何特

点？和水平界面条件下有和异同？

反射波时距曲线是一条双曲线， ，据双曲线的特点可知，该方

程的极小坐标为： 。都是双曲线，但极小点位置不同。

14. 直达波的时距曲线一定是直线吗？

不一定，只有在均匀各向同性介质中才为直线，当速度与其他因素有关时就不是直线。

15.在纵测线，一个水平分界面，均匀介质情况下共炮点的反射波时距曲线和直达波

时距曲线以及折射波时距曲线之间有怎样的关系？

直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线，

折射波时距曲线与反射波时距曲线在M1点相切，切点坐标： 直达波时距曲线与折射波时距曲线相交，相交处为超前时间。

16.在纵测线，一个水平分界面，均匀介质情况下共炮点的折射波时距曲线有何特

点？

水平界面折射波的时距曲线，这是一条标准的直线方程，其斜率k=1/V1，直线的

截距为ti ，V1是下层介质的速度； 根据视速度的定义，折射波的视速度应为V1，即为第二种介质中的传播速度，

有时把这种速度称为“界面速度”，因为滑行波正是以这个速度沿界面滑行的。 ti 为折射波时距曲线延长后与时间轴（x=0）的交点，称之为与时间轴的交叉时。

17.地震勘探野外工作中为什么不采用自激自收的观测方式？

从实际生产考虑，不采用自激自收方式，要得到M 点正下方的反射反射，则需

在M 点两边对称的点上进行激发（O ）和接收（S ）。

21、形成地震反射波必要条件是什么？各层介质之间有波阻抗的差异。

23、地震波的反射强弱主要与哪些因素有关系？各层介质之间的波阻抗差.

202)(t V

x t +=0V x t =直达波： 0224V h x t +=反射波： 0V x

t →当x→∞时， c c v v v x h θcos 2)

(1010-=)(cos 201010v v v v h t c c -=θ0110cos 2v v v h x c

c -=θ