物探-浅层折射波法和反射波法优秀课件
物探-浅层折射波法和反射波法
右图为6次覆盖观测系统
O1～O6激发6炮后得A、B、 C、D、四个达到六次覆盖
的共反射点。
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炮点移动道数计算：
S•N d
2n x
其中： N为每炮的接收道数； n为覆盖次数； d是激发点间距； S为常数，单边激发为1、双边激发为2。
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4. 影响浅震采集质量的因素
野外采集中，除正确选择震源、仪器和合理布置 观测系统外，还要选择采集条件和工作条件：如 测线位置、扫描时间、仪器增量、通频带等来突 出有效波，压制干扰波以得到高质量地震记录 。
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2. 震源
•锤击 •炸药 •震源枪 •电火花
3. 震源同步系统（触发系统）
在激发地震波的同时产生使主机记录的同步信号。
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二、观测系统
激发点和接收点之间以及排列和排列间的位置关系称之为观测系统
测线布置原则：
1.测线最好为直线，此时垂直切面为一平面，所反映的构 造形态比较真实； 2.主测线应尽量垂直岩层或构造的走向，目的是最大限度 地控制构造形态； 3.测线应尽可能与其它物探或钻探等勘探线一致； 4.测线的密度应根据地质任务要求及探测对象的复杂程度 等因素决定。
试验阶段:
对区内各种干扰波和有效波的分布特点进行研 究，分析各种波在时空域中相对关系，以及频率、 视速度方面差异，以便更好设计采集系数。
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工作阶段：
图2.1.7模型试验结果图中可确定出最佳接受窗口。 图2.1.8浅层试验记录。 图2.1.9中间放炮双边接受的浅震实验记录。
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第二节 理论时距曲线
a
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1. 观测系统有关的专业术语
浅层折射波和浅层折射反射波
浅层折射波和反射波的原理及其应用实例资源与环境工程09工程地质勘查200920425175张准南浅层折射波和反射波的原理及其应用实例摘要：折射波和反射波是近十多年来随着电子技术的发展及微机数字处理系统的开发和普及才得以迅速发展。
关键词：浅层折射波反射波实例应用检测浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法；可用来探测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道；弱点：分辨率较低、测线较长；浅层反射波法具有相对较高的分辨率，可以采用较小的炮检距进行观测，因而可以采用较短的勘探测线；对资料的数字处理技术要求较高。
一，数据采集系统<一> 数据采集所用仪器1.1地震仪：是将埋置于介质表面的检波器所接收到的地震波信号进行放大、显示并记录下来的专门仪器，一般皆具有滤波、放大、模数转换及数字记录和微机处理等功能。
目前地震仪的要求主要有以下几点：（1）可选择、可扩展的仪器道数和激发方式；（2）较宽的通频带以及灵活多样的滤波方式；（3）前置放大倍数可选；（4）范围较广的采样率；（5）灵活多样的存储、记录和显示方式；（6）带微机或微处理器及实时处理系统；（7）具有一机多用的性能1.2用来释放地震能量的装置（1）雷管和炸药震源一般工程地震勘探常用的震源为圆柱状成型TNT或铵梯炸药震源，它具有能量强、所激发的地震波具有良好的脉冲性等优点。
激发时，由瞬发电雷管引爆，延迟时间最多仅2ms，以雷管线断开作为起爆即时信号。
一般可在浅坑、浅井或水中激发。
2）锤击震源该震源是目前工程地震勘探常用的一种简便激发方式，它特别适合于在建筑物比较密集的地区开展工作。
它主要用于浅层反射和折射波法以及瞬态瑞雷波法勘探和桩基检测等领域。
震源设备主要为几磅至几十磅重的重锤。
该震源的主要特点是能方便地进行垂直叠加，且信号的重复性较好，但其能量有限，勘探深度较浅。
3）电火花震源：是电能震源的一种。
它利用电容器将所储藏的电能加到预先放置于水中的电极上，由于放电效应产生火花，造成振动。
第二章折射波反射波法
地震资料处理中的核心技术 • 速度分析
速度参数是地震资料处理中最重要的参数之一， 常选用速度扫描及速度谱分析来求取。 当试验速度V(k)与地层反射波的叠加速度相一 致时各道同相叠加，此时平均振幅A(k)最大。
速度分析
地震资料处理中的核心技术 • CDP道集抽取 抽道集也叫共深度点选徘，是把具有相 同炮检中点的记录道排成一组，以共深 度点号次序排在一起。
二、t0法求折射界面
三、折射波法应用实例
PRMB 为珠江口盆地，SWTB为台西南盆地，S2006-3的测线位置，其中的黑点为OBS站位； CSS为潮汕坳陷，CNS为潮南坳陷，BYS为白云坳陷.
第二节 浅层反射波的资料处理和解 释
2、反射波的对比和识别
• （1）、波的对比。 • 同一界面的反射波同相轴特征： • 强振幅特性：处理后的地震剖面上各反射波一般 都有较强的能量 • 波形相似性和同相性：时间相近，波形相似 • （2）、多次波和特殊反射波 • 多次波 • 绕射波 • 断面波
3、时间剖面的地质解释
• • • • （1）地层标准层的确定和追踪 （2）断层的识别 反射波同相轴错位---常为中、小型断层的反映。 反射波同相轴突然增减或消失，波组间隔突然变 化---常为基底大断层的反映； • 反射波同相轴产状突变，反射零乱或出现空白带 • 标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相 位转换等现象---常为小断层的反映 • （3）不整合面
地震资料处理中的核心技术
• 静校正
功能：将所有激发点和接收点校正某一基准面上， 消除地表起伏及低速层的影响。
• 动校正
功能：消除由于源检距不同而引起的正常时差。
地震资料处理中的核心技术
地震资料处理中的核心技术 • 水平叠加
第二章1-1理论时距曲线
第二章 地震波勘探（第3－6讲）讲授内容：浅层折射波法、反射波法、瑞雷面波法 讲授重点：浅层折射波法和瑞雷面波法 目的要求：要求学生掌握折射波法和面波法。
第一节 浅层折射波法和反射波法地震波传播特征等内容不讲，大家在石油勘探中已经学过了。
折射波法和反射波法在工程勘察中都很有用，但反射波法大家在石油物探中已经学过，故其讲述重点是折射波法，反射波法部分只讲与石油地震勘探不同的地方。
折射波法在工程地球物理勘探中是最古老的方法之一。
反射波法在工程地球物理领域的应用是八十年代中后期的事情。
大家都知道，波在两种不同介质的分界面上会产生反射和透射，当满足波的全反射条件（2V ＞1V ,波的入射角等于临界角）时，会在界面上产生全反射现象，亦即产生折射波。
折射波勘探就是利用这种波在地层中传播的运动学特性来进行地层结构的探测的。
§1－1理论时距曲线问题从理论的时距曲线谈起，在时距曲线上看折射波和反射波的运动学特性。
1.1.1直达波理论时距曲线时距曲线方程： Vxt是一条过原点的直线，其斜率的倒数为表层波速V 。
求出其倒数， 就可以得出地表覆盖层的波速。
1.1.2折射波理论时距曲线 1、水平界面的折射波时距曲线1) 两层介质：利用入射角等于临界角时方能产生折射波的条件，可以求出折射波的时距曲线方程为：12cos 2V ih V x t +=21212222V V V V h V x -+=02t V x+=上式即为两层水平介质的折射波时距曲线方程。
它表示时距曲线是一条直线，其斜率的倒数为 2V 之值。
0t 是0=x 时，时距曲线的截距时间，是时距曲线延长线与t 轴相交处的时间值。
式 0t 2121222V V V V h-= 表示出了界面深度h 和截距时间0t 之间的关系。
当已知1V 和2V 时，可以求得界面的深度h 。
在测线上无法接收到折射波的范围称为盲区。
其大小为：i h x m tan 2=21arcsinV V i =2）三层介质：条件：1)：3V ＞2V ＞1V ，2)：当入射波在2R 界面上的B 点产生折射时，则入射射线在界面处必须满足∠23i =)/arcsin(32V V 和∠13i =)/arcsin(31V V ，即透过1R 界面的角度13i 和2R 界面的临界角23i 间的关系为：322311390sin sin sin V V i V i == 设来自2R 界面的折射波传播时间为3t ，类似于二层结构的求解过程得到：232223213212313322V V V V h V V V V h V x t -+-+=其时距方程仍然为一直线方程，直线斜率的倒数为3V 。
地震勘探基础及浅层折射反射波法课件
因此可以通过观测和分析地震波振幅和波形的衰 减变化特征，来确定断层或破碎带的存在。
•部分岩土的α 值 见教材 P 25 表 1.4.3
2、 α 与地震波的关系
• α 与f 的关系
由胶结摩擦理论 由弹性理论
即地震波在传播过程中其高频能量的衰减大于低频。
• α 与P、S 波的关系 实验表明
三、浅层地质条件对地震勘探的影响
1、反射和透射过程
•平面波 AB 向界面 R 入射；
•依据惠更斯原理，波前面A´B´ 是新震源；
• △t时间后，B´的子波到达C 点；A´的子波在V1中到达 D点、 在V2中到达 E点；
• ∴CD是反射波前面，CE是透射波前面。
• α是入射角；β反射角；γ是透射Βιβλιοθήκη 。2、斯奈尔定律（snell）
α=∠B’A’C γ=∠A’CE
由地震勘探的各 种资料统计得到
某一浅层地震的干扰波调查剖面，
经频谱分析后得到其频谱特征； 不同地区、同一地
区不同地层、不同 折射波 仪器及工作方法；
采集的地震波的频 谱会有所不同
反
面 波
射 波
声 波
面波主频～30--40Hz 折射波主频～50Hz 反射波主频～75Hz 声波频谱＞ 80Hz
4、地震波的振幅及其衰减规律
六、地震波的绕射和散射
1、绕射现象
由于断层或岩层尖灭点的存在， 使反射界面突然中断，地震波在 断点处的传播现象。
无反射波
2、绕射波的特点
•断点R处是新震源，其上方绕射 波信号最强，两侧渐弱；
•绕射波振幅随波前传播距离的增加而衰减； •绕射波振幅与入射波的频率成反比；
3、散射
地震波遇到起伏不平界面 产生的波的漫射现象。
物探精品课程 第二章第三节 反射波和折射波波法
室内填允物飞出去时对物体的作用力
，力的作用时间短，产生的波形是尖 脉冲形，而F2作用时间较长，产生波 形的宽度要宽些。
第三节 反射波和折射波波法
2）接收 在接收SH横波时，接收方式 和要求基本与P波相同，唯一 不同的是采用水平检波器接收
，并且多道接收时各道检波器
的埋置方向要求一致。接收与 激发详情见图2-29。
压制干扰以及观测参数选择问题。因为此时目的层深浅相差较大,
很难选取甚至不可能选取最佳时窗。
第三节 反射波和折射波波法
（三）地层构造的剖面解释和应用 地震剖面经过对比解释后，为进行地质构造解释，还必须将 其转换成深度构造剖面。同时为进行地层岩性解释，还必须将 速度资料转换成随深度变化的层速度剖面资料。在有条件的情 况下，反演出用速度表示的波阻抗剖面，以及砂泥岩剖面和孔 隙度剖面，以便于较精确地解释地层岩性和岩相的横向展布变 化。
第三节 反射波和折射波波法
如果震源位于排列中间，也就是在激发点的两边安置数目相等的检波器同时 接收，这种观测形式叫做中间激发观测系统(或叫小间放炮观测系统)，如图 2-25(c)所示。 简单连续观测系统的最大特点是接收段靠近激发点，能避开折射波干涉， 便于野外施工。但受面波和声波干扰较大。
图2-25 简单连续观测系统 (a)双边激发；(b)单边激发；(c)中间激发；(d)间隔单次覆盖
第三节 反射波和折射波波法
图2-26 检波器和不同的大地耦合
1—最好耦台，埋置在挖过的地表里；2—好的偶合，埋置在挖过的地表里，相位畸变较小； 3一较好的耦合，埋置在粗扫过的地表里，振幅有衰减，相位畸变中等； 4一坏的耦合，埋置在没做任何处理的地表，振幅衰减和相位畸变均较大
图2-27
组合检波器的连接
物探浅层折射波法和反射波法PPT共122页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
物探浅层折射波法和反射波法
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
42、只所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
最新27.折射波法和反射波法PPT课件
三、地震勘探数据的采集
• 地震勘探野外采集工作由现场踏勘、施工 设计、试验工作及正式生产等各阶段所组 成，需由测量、钻井、激发、接收、解释 等多工种密切配合进行。
• 野外采集工作的关键是地震采集仪器和野 外工作方法。地震采集仪器包括地震检波 器及记录仪，野外工作方法目前则广泛应 用多次覆盖方法，并采用组合激发、接收 技术。
• 地震数据除记录于磁带、磁盘外，还可以进行照 相显示或静电显示。显示方式除波形外，还有变 面积显示、变密度显示以及波形加变面积或变密 度显示等方式，如图5–9所示。
图 5–9 地震数据的显示方式
(三) 、地震勘探野外观测系统
• 地震勘探数据野外采集有多种方式，采用哪种方式，由地 质任务、干扰波与有效波的特点、地表施工条件等因素所 决定。进行地震勘探工作时一般是在探区内布设多条测线 进行观测。测线与测线间的相对位置由探区地质构造特征 及勘探任务决定，
1.反射波法观测系统
• 1）、简单连续观测系统：简单连续观测 系统如图5–11所示。沿测线布
设o 1、o 2 、o 3 、 o 4 、o 5 等激发点， o 1 点
激发时，在 o1o 2 地段接收，可观测 A1 A2
界面段的反射波， o 2 激发，接收地段仍
是 o 2 o1 ，可观测到 A2 A3 界面段的反射 波。然后移动排列在 o 2 o3 地段观测，分 别在 o 2 、 o 3 处激发，可勘探 A3 A4
2、地震勘探数字记录系统
• 地震勘探数字记录系统由前置放大器、模 拟滤波器、多路采样开关、增益控制放大 器、模数转换器、格式编排器、磁带机和 回放系统组成。其方框图如图5–8所示。
图 5–8 数字地震仪框图
• 数字地震仪的发展趋势是向更精密、更迅速的增 益控制和更大的总体动态范围发展。为便于三维 数据采集，提高分辨率和更好地压制噪声，20世 纪80年代初，出现了多达几百到一千道的地震勘 探记录系统。这样的系统使用现有的检波器电缆 是很困难的，因而开始使用遥测系统。遥测系统 沿着排列安放许多数字化单元。在陆地勘探中， 数字化单元有时用无线电将信号传送到记录仪， 全部操作由计算机控制。近年来，出现了地震勘 探用的光缆，它不仅可以传输高密度的数据，而 且不受电干扰。
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2. 震源
•锤击 •炸药 •震源枪 •电火花
3. 震源同步系统（触发系统）
在激发地震波的同时产生使主机记录的同步信号。
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二、观测系统
激发点和接收点之间以及排列和排列间的位置关系称之为观测系统
测线布置原则：
1.测线最好为直线，此时垂直切面为一平面，所反映的 构造形态比较真实； 2.主测线应尽量垂直岩层或构造的走向，目的是最大限 度地控制构造形态； 3.测线应尽可能与其它物探或钻探等勘探线一致； 4.测线的密度应根据地质任务要求及探测对象的复杂程 度等因素决定。
炮检距为炮点与检波点的间距，炮点离最远的检波点距离为最 大炮检距，一般用Xmax表示。
最大炮检距与探测深度密切相关，对于折射波法，Xmax大于 5～7倍目的层深度；反射波法为0.7～1.5倍目的
测线
X1
△X
L
Xmax
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2. 折射波法观测系统
（1）测线类型
纵测线 非纵测线
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（2）观测系统
单支时距曲线观测系统 相遇时距曲线观测系统 多重时距曲线观测系统 追逐时距曲线观测系统
时距曲线： 指接收点距离和地震波走时之间的关系曲线
t
X
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①单支时距曲线观测系统
排列关系：
O
t
各层速度：
t0
V1=ΔX直/Δt直
V2=ΔX折/Δt折 O
一端连续增加发射 点即形成追逐时距 曲线观测系统
O′
S折射反映了BE段； S′折射反映了CA段； BC段则是两条曲线共同反映的地段
S′折射
S折射
两端同时增加发射 O 点即形成多重相遇 时距曲线观测系统
AB
O′
CE
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3. 反射波法观测系统
在浅层反射波法现场数据采集中，根据仪器及地震地 质条件的不同，选择不同的观测系统。一般可用的观 测系统：
①单次覆盖简单连续观测系统 ② 宽角范围观测系统 ③ 多次覆盖观测系统
曲线的影响； 了解浅层折射波法和反射波法的资料处理方法； 掌握地震勘探资料的定性和定量解释。
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第一节 数据采集
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一、主要仪器设备
浅层地震仪又叫工程地震仪，具有探测深度浅、探测对象规模较小、 体积小、重量轻、灵敏度高等特点。
地震仪的发展：模拟光点记录地震仪→模拟磁带记录地震仪→数字 磁带记录地震仪→数字电子记录地震仪
一个地震道：
一个检波器、一个放大器（包括滤波器等电路） 和一个记录器组合在一起
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1. 检波器
检波器：是把地震波到达引起的地 面微弱振动转换成电讯号的装置。
速度检波器：因为检波器输出信号电压与其振动时位移速度有关，一般为 电磁式；
加速度检波器：具有固有频率高的特点,可用来测量物体振动的加速度， 一般为压电晶体。
(1) 速度检波器
其电压输出与地表质点运动 速度成正比的检波器
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(2) 加速度检波器
其电压输出与地表质点运动 的加速度成正比的检波器，也叫 涡流检波器。
速度检波器根据其固有频率可分为：
低频检波器-----＜10Hz 中频检波器-----10~33Hz 高频检波器-----33~100Hz
加速度检波器一般为高频，频率可达1000Hz
试验阶段:
对区内各种干扰波和有效波的分布特点进行研 究，分析各种波在时空域中相对关系，以及频率、 视速度方面差异，以便更好设计采集系数。
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工作阶段：
图2.1.7模型试验结果图中可确定出最佳接受窗口。 图2.1.8浅层试验记录。 图2.1.9中间放炮双边接受的浅震实验记录。
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第二节 理论时距曲线
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工程地震仪的基本要求：
1.应具有高放大倍数的性能； 2.记录强、弱信号不失真； 3.应具有较宽的通频带：fHi＞300Hz、fLo＜30Hz。
工程地震仪的特殊要求：
1.应具有较高的分辨率； 2.应具有较高的信噪比； 3.应具有信号增强功能； 4.轻便、工作效率高。
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地震仪的四个组成部分
检波器 放大器 震源同步系统 记录显示装置
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多次覆盖观测系统
多次覆盖观测系统，又称水平叠加、共反射点叠 加、共中心点叠加，是指一条测线上不同点击发、不 同点接收地下同一反射点的信号。
Sn·········S2 S1 O D1 D2········Dn
R 共反射点
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右图为6次覆盖观测系统
O1～O6激发6炮后得A、B、 C、D、四个达到六次覆盖 的共反射点。
理论时距曲线是指在理想状态下，典型 界面的反射波和折射波理论上可出现的时 距曲线形态和规律
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一、直达波时距曲线
曲线方程：
x
t v
O
曲线斜率：
t
m t x
表层速度：
S1 S2 S3 ·······················Sn
Δt
ΔX
X
1 x
V
m t
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二、折射波时距曲线
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1. 观测系统有关的专业术语
①道间距
指相邻两道检波器的间距，一般用△X表示。
②排列长度
浅折：5~10m；浅反：2~5m 第一道到最后一道检波器的距离，用L表示。
如接收道数为N，则：
③偏移距
炮点距最近的检波器之间的距离，一般用X1表示。
偏移距为道间距的整数倍，一般不小于最浅的目的层深度
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④最大炮检距
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炮点移动道数计算：
S•N d
2n x
其中： N为每炮的接收道数； n为覆盖次数； d是激发点间距； S为常数，单边激发为1、双边激发为2。
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4. 影响浅震采集质量的因素
野外采集中，除正确选择震源、仪器和合理布置 观测系统外，还要选择采集条件和工作条件：如 测线位置、扫描时间、仪器增量、通频带等来突 出有效波，压制干扰波以得到高质量地震记录 。
第二章 浅层折射波法和浅层反射波法
1
本章要求
了解浅层地震勘探的主要仪器设备； 掌握浅层折射波法和反射波法野外观测系统，了解数据采集质量的影
响因素； 掌握直达波、两层水平与倾斜界面反射波和折射波时距曲线的推导方
法，了解多次波与绕射波时距曲线的特征与推导方法； 掌握真倾角与视倾角的概念； 了解倾斜界面反射波和折射波时距曲线，了解弯曲界面对反射波时距
S1 S2 S3 ·······················Sn
S直达 ΔX折
S折射 Δt折
Δt直 ΔX直
X 盲区
S1 S2 S3 ·······················Sn
i
V1
V2 15
②相遇时距曲线观测系统
排列关系： O
S1 S2 S3 ·······················Sn