第六章 地震资料的野外采集
地震资料采集技术之三维地震观测系统介绍
一、45°斜线法
将该观测系统置上坐标，如图。图上炮点与第1道距离称 为最小炮检距，为50m；炮点与第24道距离称为最大炮检 距，为1200m；每个三角形顶点代表地下面元，相邻面元 间距为25m；地面上施工测线长度为1200m，地下观测范 围为600m (12.5～612.5m)。
。。。。。。
1234 。。。。。。。。。
二、多次覆盖观测系统简介
在多次覆盖观测系统综合图上有4种线：深棕色45°斜线表 示共炮点道集，24道；蓝色135°斜线表示共检波点道集， 12道；垂线表示共CDP道集，6道；蓝色水平线表示共炮 检距道集，道数与炮数相等。
二、多次覆盖观测系统简介
参数设汁 CMP点距，由地质任务确定； 道间距，等于2倍CMP点距； 炮间距，等于道间距的整数倍，与覆盖次数直接相关； 最小炮检距，主要考虑因素为最浅目的层深度和多次波压制； 最大炮检炬，受多种因素制约，通常主要考虑最深目的层深度、 动校正拉伸畸变、多次波压制等因素； 覆盖次数，取决于本工区原始资料信噪比，通常为数十次；
二、多次覆盖观测系统简介
实例2 胜利油田地质模型及胜利地震物理模型的二维偏移 剖面
二、多次覆盖观测系统简介
实例3 炮点和接收点不在一条直线上如何理解？
40米 40米 检波点1
检波点12
40米 40米 检波点1
检波点12
40米 40米 检波点1
检波点12
二、多次覆盖观测系统简介
实例3 炮点和接收点不在一条直线上如何理解？
二、多次覆盖观测系统简介
排列形式表示法 经过多年实际应用，国内在二维多次覆盖排列表示方法上基 本得到统一，介绍如下。 二维观测系统排列参数：CDP间距25m，中心放炮，排列总 道数80道，道距50m，偏移距125m。 写成排列形式：2075―125―50―125―2075m，其中50表示 道间距50m，125表示偏移距，2075为最远道检波点与炮点之 间的距离，即最大炮检距。显然，这种表示形式简明扼要。 二维观测系统覆盖次数：炮点距200m，即排列向前滚动4个 道距，根据公式计算，80/2/4=10，覆盖次数10次。
地震资料的处理
中国石油大学胜利学院地球物理勘探课程设计报告地震资料的处理方法学生姓名：***学号：************专业班级：资源勘查工程08级2班2011年6 月28 日地震资料数字处理方法地震勘探是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
地震勘探是钻探前勘测石油、天然气资源、固体资源地质找矿的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。
地震勘探包括:野外采集、(室内)资料处理、资料解释三项。
一、野外数据采集数据采集就是采集供自动绘图用的绘图信息，是数字测图的一项重要工作。
不同的数据源、不同的作业模式有不同的数据采集方式，有内业数据采集与外业数据采集之分，有手工输入、半自动输入、自动输入之分。
一个优秀的数字测图系统通常支持多种数据采集方式。
〈一〉、测图前的准备工作1、控制测量野外数据采集包括两个阶段，即控制测量和地形特征点（碎部点）采集。
实施数字测图之前必须先进行控制测量。
控制测量方法与白纸测图法中的控制测量基本相同。
由于利用光电测距，测站点到地物、地形点的距离即使在500m，也能保证测量精度，故对图根点的密度要求已不很严格，一般以在500m以内能测到碎部点为原则。
通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图根点可密些（相当白纸测图时图根点的密度）。
等级控制点尽量选在制高点。
控制测量主要使用导线测量，观测结果（方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等）自动或手工输入电子手簿，一般直接由电子手簿解算出控制点坐标与高程。
对于图根控制点，还可采用“辐射法”和“一步测量法”。
辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用极坐标测量方法，按全圆方向观测方式一次测定周围几个图根点。
这种方法无需平差计算，直接测出坐标。
为了保证图根点的可靠性，一般要进行两次观测（另选定向点）。
所谓一步测量法就是将图根导线与碎部测量同时作业。
地震资料采集实验
震源类型
• • •
•
•
• • •
用于地震勘探的震源基本上分为两大类：炸药震源和非炸药震源。 1．炸药震源 炸药是一种特殊的化合物或混合物，它能在外界的影响(如用电雷管起爆)下放出气体和 高热，形成高压气团而急剧膨胀，在很短的瞬间将压缩作用施用于周围物体，即所谓的 冲击波。在爆炸中心，物体将被粉碎和破坏，形成破坏带。在破坏带以外，物体只产生 弹性形变，形成岩石的震动带，此时冲击波变成弹性波。 在陆地地震勘探时，多数情况下在注满水的浅井中爆炸激发地震波，无法钻井或钻井困 难的地区多采用坑中爆炸。在水面地震勘探时，采用水中爆炸。 井中爆炸是地震勘探中最常用的一种激发方式，它的主要优点有两条：一是减小面波的 强度，基本不产生声波；二是反射波能量强、频率高，可以减少药量。要确保这些优点 的实现，需要选择良好的激发条件。首先要考虑的就是爆炸介质的岩性，若在松软的干 燥沙层或淤泥中激发，地震波频率很低，且爆炸能量大部分被吸收；若在坚硬的岩石中 激发，地震波频率很高，但是随着地震波在岩石中的传播，高频振动很快地被吸收。因 此，激发最好选在潮湿的可塑性岩层，如胶泥、粘土等。其次要考虑的是激发井深，通 常选择在潜水面以下2~3m。为了使能量集中向下传播及减小声波干扰，井中要注满水、 泥浆或用土填塞。 2．非炸药震源 非炸药震源有很多种，煤田地震勘探中主要使用可控震源、空气枪和电火花震源。 可控震源是一种机械震源，由安装在汽车上的振动器冲击地面产生频率可以控制的波列 作为地震震源。空气枪震源是将压缩空气在瞬间释放于水中，从而产生地震波。电火花 震源是利用高压电极在水中的放电效应，产生脉冲震动。
地震野外资料采集实验
实验五：地震野外资料采集实验一、实验目的1、了解地震资料采集的工作过程2、了解地震野外观测测线布置的原则3、了解地震波的激发方式和地震波的类型4、了解地震资料采集观测系统的类型和选择5、观察所采集的共炮点记录的特点6、编写地震资料采集实验报告二、实验内容1、完成测线和观测系统的布置2、完成检波器的埋置和仪器大线的连接3、在老师指导下完成共炮点记录的采集4、观察所采集的共炮点记录上各种波及特点三、地震资料野外采集简介地震资料的野外采集是地震勘探工作的一个重要的环节。
是一个基础性工作，它的基本任务就是要高速度、高质量地采集各种地震资料的原始数据，为下一步的资料处理和解释做准备。
因此，这些数据的准确与否将直接影响着地震勘探的精度和效果。
野外工作的次序一般是这样，先踏勘工作区，布置测线，再进行试验工作，选择最佳合适的激发和接收条件，然后就进行大规模的正常生产，完成一定的生产勘探任务。
1、地震勘探的测线布原则地震测线是指沿着地面或海面进行地震勘探野外工作的路线，沿测线观测到的数据经数据处理以后的成果就是地震剖面(时间剖面或深度剖面)，它是地震资料解释的基本依据。
因此，测线的布置与了解地下地质结构的关系很大。
一般对测线布置的基本原则是：(1)测线应尽量为直线(2)主测线应垂直构造走向(3)测线应尽量通过已有的井位，做好连井连片测线，以利于地层的对比和全区连片成图(4)测线间距随踏勘程度（阶段）的不同，应由疏到密。
2、地震波的激发激发是产生地震波的震源条件，在地震勘探中把震源条件叫做激发条件，它是指选择合适的震源类型和激发方式。
A、地震勘探对激发条件的基本要求：(1)激发的地震波要有一定的能量，以保证获得勘探目的层的反射。
(2)要使激发的地震波频带较宽，使激发的波尽可能接近于8脉冲，以提高分辨率。
(3)要使激发的地震有效波能量较强，干扰波较弱，有较高的信噪比。
(4)在重复激发时，要有良好的重复性。
B、地震波激发的震源类型地震勘探利用人工激发的地震波，我们称这种激发为人工震源。
地震资料野外采集方法
地震资料的野外采集方法
第一节 野外工作概述
3、地震队的组成：
队长及指导员——总体负责及协调关系 测量组——测量及标明桩号 放线班——布置排列 钻机班——打炮井 爆炸组——接受仪器组指挥激发地震波 仪器组——指挥现场作业并记录地震波 施工组——检查施工质量完成施工日志 后勤组——保障设备的正常运转及职工的餐宿 （发电组）——在野外施工时保证小队的用电
记录上以一定同相轴出现的干扰波。 声波、面波、浅层折射波、多次波、侧面波、工业干扰
２、随机干扰：没有一定规律，也没有一定传播方 向，在地震记录上形成杂乱无章的干扰背景。形 成因素很多：自然条件、激发条件、人为条件。
地震资料的野外采集方法
一些常见的干扰波
瑞雷面波：
１、定义：与自由表面相联系的面波， 在地震勘探中称为地滚波。存在于地 表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。
地震资料的野外采集方法
一些常见的干扰波
多次反射波
１、定义：从震源出发，到达接收点时，在 地下界面之间发生了一次以上反射的波。 多次反射波、反射—折射波、折射—反 射波和扰射—反射波等等统称为多次波。
２、多次反射波产生的条件—良好的反射界 面（存在较大的波阻抗差）；基岩面、不整合面、 火成岩、地面、水面，石膏层、岩盐、石灰岩 等强反射层等。
2、频率选择功能，频率滤波
3、能量自动增益控制功能，动态范围： 地震波强弱的差别引起的振幅上的变 化范围，在地震勘探中该数值能达到 120分贝，即：最大振幅是最小振幅的 106
地震资料的野外采集方法
地震仪的基本功能
4、具备良好的分辨能力 仪器的固有振动—延续时间越短，分
辨率越高。 5、精确的计时装置 6、多道接收、数字记录、记录长度可
地震资料处理[高级课件]
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fd (t) d (t) *i(t) 为接收滤波器
严选内容
22
对反射地震勘探而言，除一次反射波以 外的一切波都是干扰波，一次反射波可用以 下褶积模型表示：
s(t) b(t) * (t) b (t)
S( t )
实际 模型
褶积模型
理想模型
严选内容
23
*
＝
＋
＝
地震子波
反射系数
第一层反射波 第二层反射波 地震记录
严选内容
17
第二节 地震记录的形成及显示
一、地震记录的形成
（一） 地震记录的褶积模型 1. 理想模型
设震源脉冲为b (t) ，假定无吸收、透射和多次反射 等因素影响，无随机干扰，则理想的输出：
x(t) b (t) * (t) b (t)
式中 (t) 为反射系数（反射率函数）。
x( t )
理想 模型
严选内容
2
出现于二十世纪二十年代初期：光点记录和模拟记录， 发展较慢。
利用反射时间推断构造形态。主要包括：滤波、反滤波、 动静校正
二十世纪六十年代：数字记录，数字时代，发展迅速。
野外采集发展了多次覆盖技术，出现了水平叠加和偏移 叠加技术。
二十世纪七十年代：开始寻找岩性油气藏
反滤波、偏移成像技术有了较大发展，出现了波动方程 偏移技术、“亮点”技术、声阻抗反演技术、复地震道技术 （三瞬）。
（２）与地质结构无关：水中鸣震、气泡效应、
地表及海面散射等。
严选内容
27
有噪声时严选的内容褶积模型
28
（二）地震剖面的数学模型—射线理论
二维情况下可根据给定的地质模型， 利用射线理论得到自激自收地震剖面。 有多种实现方法，如褶积模型的逐道循 环法等。
地震资料采集
开发自主产权的设计软件
1.优化采集设计、合理选择采集参数
接收点距：20m； 接收线距：100m； 炮 点 距：40m； 炮 线 距：100m； 最小炮检距：10m； 最大炮检距：785m； CMP网格：10m×10m（指纵波）； 接收排列：6线（每线32个接收点 ，每个接收点均为三分量接收）； 接收道 数： 576 道 （6 线 ×32 道 ×3 分 量）； 激发线数：6条； 块激发点数：96个； 块移动距：320m； 满覆盖次数：18次（纵向6次，横向3 次）
地震资料采集
• 地震勘探第一阶段即野外数据采集阶段的最终 成果，就是地震勘探仪器产生的野外地震记录， 这些野外地震记录是地震勘探的资料处理和资 料解释的原始依据和工作基础。地震勘探仪器 本身性能好坏和使用是否恰当，直接影响地震 记录质量，也就必然影响到后期资料处理和资 料解释工作，最终势必影响地震勘探效果。所 以，地震勘探仪器是地震勘探装备中最基础的 设备，也是最关键最重要的设备。
与采集有关的专业术语
• LVL(低速带)队 • 当使用地面震源时，一个专门的小队 (LVL队)， 用来获得低速带资料以补充 地面震源所得的资料。低速带队采用浅 井和小炸药量工作方法记录折射资料， 从而计算低速带的底界。
与采集有关的专业术语
• 电缆
– 沿测线各处的检波器通过电缆(大线)与记录仪相连接，大线由 工厂生产，可以有半英寸粗，大线内的缆芯对数和检波器组 数一样．有24对芯的，48对芯和更多对芯的。 在交通方便的 地区，大线由装有放线器的卡车投放。卡车沿着测线慢慢行 驶，大线从卡车大线卷上放下来。炮放过后，又由放线器把 大线卷到卡车上。大线也可以绕在线架上。由放线工扛着线 架沿测线收放。 – 电缆按一定间隔抽头，用来连接检波器组。 每组中的检波 器事先用导线连在一‘起。检波器插在地面上，每组检波器 的连结线具有一定长度、以使组内各检波器按预定距离埋放。
地震野外采集
地震野外采集是地震勘探中的重要环节，主要包括以下步骤：
试验工作：包括干扰波调查、地震地质条件的了解、激发条件的选择、记录条件的选择等。
数据采集：根据采集环境的不同，选择不同的采集方法。
但无论如何，数据采集都是最关键的一步，因为如果原始数据有严重缺陷，是没有任何办法可以修补的，因此高质量的野外工作是地震勘探成功的基础。
数据处理：将野外观测所得到的地震原始资料加工处理，将地震数据变成地质语言。
地震资料解释：地质学家通过对地震数据的分析解释，确定地下岩层结构，寻找地层信息，并进行描述和分析。
在野外采集过程中，需要注意以下几点：
遵循安全操作规程，确保工作人员的人身安全。
严格按照设计要求进行采集工作，确保数据的准确性和可靠性。
在采集过程中，及时发现和解决问题，避免数据出现严重缺陷。
采集完成后，及时整理和保存数据，确保数据的完整性和可用性。
总之，地震野外采集是地震勘探中非常重要的一环，需要认真对待每一个环节，确保采集到的数据准确可靠，为后续的地震资料解释和地质勘查工作提供有力支持。
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第六章地震资料的野外采集•第一节野外工作概述
•第二节地震波的激发和接收
•第三节观测系统
•第四节野外施工中常用的两种方法
第一节野外工作概述
一、陆上施工简况
1、试验工作：
具体的试验内容根据地质任务、工区的地质构造特点、干扰波情况、地震地质条件以及以往的勘探程度来拟定。
试验的项目通常有：
①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。
②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面
的位置、地震界面的存在与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。
③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发
药量、激发方式等。
④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适
的观测系统、组合形式和仪器因素的选择等。
第一节野外工作概述•2、生产工作：
•地震测量：把设计中的测线实际布置到工作地区定出激发点、接收点（排列）的位置，绘制测网图
•地震波的激发：测定的炮点钻激发井，下炸药。
•地震波的接收：使用地震检波器、电缆线、野外地震仪等设备。
第一节野外工作概述
•3、地震队的组成：
队长及指导员——总体负责及协调关系
测量组——测量及标明桩号
放线班——布置排列
钻机班——打炮井
爆炸组——接受仪器组指挥激发地震波
仪器组——指挥现场作业并记录地震波
施工组——检查施工质量完成施工日志
后勤组——保障设备的正常运转及职工的餐宿
（发电组）——在野外施工时保证小队的用电
司机班、警卫班
第一节野外工作概述
第一节野外工作概述
4、干扰波调查
干扰波的类型及其特点：
有效波：反射波勘探中的反射波
干扰波：面波、声波、环境噪音、工业干扰
异常波：例如绕射波
干扰波的类型：
１、规则干扰波：具有一定频谱和视速度，能在地震记录上以一定同相轴出现的干扰波。
声波、面波、浅层折射波、多次波、侧面波、工业干扰２、随机干扰：没有一定规律，也没有一定传播方向，在地震记录上形成杂乱无章的干扰背景。
形成因素很多：自然条件、激发条件、人为条件。
(1)规则干扰
面波低频
低速
频散
逆时
针方向的椭圆
一些常见的干扰波
–瑞雷面波：
１、定义：
与自由表面相联系的面波，在地震勘探中称为地滚波。
存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。
２、特点：
频率低：几赫兹到30赫兹；
频散：速度随频率变化；
低速：100m/s-1000m/s，通常为
200m/s-500m/s；能量强；
一些常见的干扰波
•侧面波：
１、定义：非射线平面内来的波均称为侧面波，一般影响深层记录，是一种规则干扰波。
２、侧面波的来源：
地表条件复杂的地区，如山区、黄土原、海洋中的海底山等，能产生不同视速度（传播方向）的干扰波。
地下一些大倾角界面产生的侧面波，这类侧面波含有有用信息，不能完全作为干扰波。
一些常见的干扰波
多次反射波
１、定义：从震源出发，到达接收点时，在地下界面之间发生了一次以上反射的波。
多次反射波、反射—折射波、折射—反射波和
扰射—反射波等等统称为多次波。
２、多次反射波产生的条件—良好的反射界面（存在较大的波阻抗差）；基岩面、不整合面、火成岩、地面、水面，石膏层、岩盐、石灰岩等强反射层等。
3、其特点与正常波相似，但时距曲线斜率较一次波大。
一些常见的干扰波
声波：频率高、速度在340米/秒左右、同相轴为直线
工业电干扰：当地震测线通过高压输电线路时，地震检波器电缆会感应50Hz的电压，形成整张记录或部分记录道上出现50Hz的正弦干扰波。
虚反射：是指从震源首先到达地面发生反射，然后向下传播再从地下界面反射的波。
(2)随机干扰
微震
低频和高频背景干扰
干扰波类型的小结
地震波的频谱
二、关于海上地震勘探的基本情况介绍
海上地震勘探作业船工作痕迹照片
特点
第二节地震波的激发和接收
一、地震波的激发
1、激发的基本要求：
使有效波具有较强的能量、显著的频谱特征和较高的分辨率。
2、激发条件：激发药量、深度、岩性
3、激发方式：井中爆炸、坑中爆炸、水中爆炸。
从下式：1m
A∝
Q
B、可控震源：利用气体或水力，驱动地面上或水介质中的钢板，使其产生一种频率可控制的波列，作为地震勘探的震源，震源的波列是已知的。
sin(
sin
±
ft)
f
=
t
at
1
可控震源记录示意图
实际的可控震源记录
可控震源车
可控震源的突出优点
二、地震波的接收（地震仪的基本功能）
1、机械振动转变为电信号并放大功能；
可变的放大倍数，以适应地震信号的
动态范围。
2、频率选择功能，频率滤波
3、能量自动增益控制功能，动态范围：
地震波强弱的差别引起的振幅上的变
化范围，在地震勘探中该数值能达到
120分贝，即：最大振幅是最小振幅的
106
地震仪的基本功能
4、具备良好的分辨能力
•仪器的固有振动—延续时间越短，分辨率越高。
5、精确的计时装置
6、多道接收、数字记录、记录长度可任选等。
7、抗干扰能力强等。
空间采样与假频
–A、时间域采样定理和假频的概念：定义：若信号的最高频率成份为f c,则采样间隔Δt<=1/2 ㆍf c时，所得离散信
号能反映连续信号的所有信息。
采样定理要求每个周期内至少采两个样。
B、空间假频：
检波器对地震信号的接收，相当于对沿着测线的波剖面的采样，只是间隔不是时
间，而是距离（组间距），因而称为空
间采样。
空间采样要求
•空间采样间隔必须小于视波长的一半，即在一个视波长内空间采样不能少于两个，否则会产生空间假频。
在地震记录上的表现是反射波同相轴不能正确反映地下界面的真正形态。
第三节观测系统
一、地震测线的布设
•地震测线：沿地面进行地震勘探野外工作的路线。
•地震测线布置的基本要求：
测线应为直线
测线垂直构造走向
•对不同勘探阶段的要求
路线普查—了解区域地质构造
面积普查—寻找可能的储油气带
面积详查—查明构造特点
构造细测—配合油田开发
二、野外观测系统的图示
•在野外施工时，为完成施工任务而选取
的激发点和接收点的空间位置及其相互
关系，称为观测系统
排列:震源与检波器组中点位置之间的
关系(在一工区内, 此关系是固定的)
排列的类型：纵排列(端点放炮排列、
中间放炮排列)；非纵排列；交叉排列。
多次复盖观测系统参数：
道间距；道数N；
偏移距复盖次数n；
炮点移动距离d=N •∆x/2n
x Δx Δ μ
六、三维观测系统
•1、原则：
•地下数据点网格密度分布均匀；
•地下数据点网格形成条带或面积分布；
•能够进行多次覆盖；
•根据实际的地形、交通条件合理选择。