6第四章_地震资料的野外采集
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。
第四章地震资料的野外采集
2
试验工作
野外地震数据采集是一个复杂的工作，因为它受野外的 地质条件、地下构造等因素的影响，所以需要进行实际 的试验来选取最适合本工区的野外采集技术，了解这一 地区的地持构造特点和干扰波的情况。试验工作包括以 下几个方面： 1.干扰波的调查，了解工区内干扰波的类型和特性； 2.地震地质条件的了解，低速带、潜水面、地质构造 特性等；(低速带--在地表附近一定深度范围内，其地 震波的传播速度往往要比它下面的地层地震波速度低得 多的地层。) 3.选择激发的最佳条件，浅层岩性、激发方式和炸药 量； 4.选择接收和记录地震波的最佳条件，观测系统、检 波器放置和仪器参数。
6m
9m
12m
15m
18m
21m
井深试验 （药量4kg） 40-80Hz分频记录
14
组合井试验工作
组合井对比试验
井 数 单井 9 / 4 3井 6 10 1*3 3井 9 10 1*3 3井 12 10 1*3 3井 15 10 1*3 3井 18 10 1*3 2井 15 10 2*2 4井 15 10 1*4 5井 15 10 1*5
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2、干扰波的调查方法
主要是调查工区内的干扰波类型和特点。 观测干扰波的几种方法： 1.小排列－土坑炸药，短道距（3－5米），单个检波器；使务种规 则的干扰波被追踪出来。 2.直角排列－查明干扰方向，确定沿地表面传播的波。 3.方位观测－确定三维方向和振动方向，如识别面波中乐夫波和瑞 利波。 4.三分量观测－在井中用VSP（垂直地震剖面）。
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3、卫星导航系统
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第三节
1、观测系统概念
数据采集观测系统
在具体施工中，每条测线都分成若干观测段，逐段进行观测，每次 激发时所安置的多道检波器的观测地段称为地震排列。 观测系统是指地震波的激发点和接收点的相互位置关系。或激发点 与接收排列的相对空间位置关系。 为了了解地下构造形态，必须连续追踪各界面的地震波，就要沿测 线要许多个激发点分别激发进行连续多次接收。 观测系统的选择决定于地震勘探任务，工区地震地质条件和采用的 方法。
地震勘探原理知识点
震记录的基本元素。
4、波阵面 —波从震源出发向四周传播，在某一时刻，把波到达时间各点所连 成的面，简称波面。 波前 —振动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始扰动的那一时刻。同样，振动刚停止时刻有分界面 为波后。波前或波后是用面表示的，不是曲线。 特征 ：在波面上各质点的振动相位相同。当振动在各 向同性介质中传播时，波前的运动方向与波前本身垂直。 5、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 )，像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。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。在地震勘探中，由于传播路线长而接收点小常把地 震波看作为平面波。
9、多波多分量技术 ：在相同的勘探区域，在纵波勘探的基础上，再利用横波和转换波技术。 10、高分辨率地震勘探技术： 一种通过提高震源频率， 高采样率和高覆盖次数等数据采集方法和相应 的处理技术，达到大幅度提高勘探精度的技术。
11、时间延迟地震（四维地震）技术 ：在同一地方、不同时间进行重复地震数据采集和相应的处理解 释一整套技术。时间推移地震是不同时间对油气田进行地震观测、监测油气开采状态、探明剩余油气
6、波剖面 —在某时刻，以质点所在位置为横坐标，以质点离开平衡位置的距离为纵坐标，画出某一
时刻的振动情况 (波形曲线 )，称为波剖面。地震勘探中，沿测线画出的波形曲线，也称波剖面 .
7、波长的倒数称波数 k ，表示在单位距离上波的个数 8、地震波是一种复杂的波，是一种非正弦波。一般用 主波长、主频率 和主周期 来表征地震波。 主波长（ ）是在一个振动主周期时间内波前进的距离，它是波的空间分布特征量，即它与介质的大
《地震资料采集》课件
地震仪器的组成和工作原理
地震仪：用于记录地震波信号，包括加速度计、速度计和位移计等
地震计：用于测量地震波的振幅和频率，包括机械式地震计和电子式地 震计
地震波接收器：用于接收地震波信号，包括地震波接收天线和地震波接 收器
地震波处理系统：用于处理地震波信号，包括地震波滤波器、地震波放 大器和地震波记录器
地震监测系统：实时监测地震活动，为 地震预警提供数据支持
地震应急响应系统：在地震发生后，提 供应急响应和救援支持
地震资料采集系统的关键技术
地震波信号采集技术：通过地震波信号采集设备，如地震仪、地震传感器等，实时监测地震 波信号。
数据传输技术：通过有线或无线网络，将地震波信号传输到数据处理中心。
数据处理技术：对采集到的地震波信号进行预处理、特征提取、模式识别等数据处理，以获 取地震参数和地震预警信息。
目的：地震资料采集的目的 是为了更好地了解地震的发 生机制、预测地震、减轻地 震灾害损失。
地震资料采集的方法和流程
地震资料采集的方法：包括地震波观测、地震震源观测、地震震中观测等。
地震资料采集的流程：包括地震资料采集前的准备、地震资料采集过程中的操作、地震 资料采集后的处理等。
地震资料采集的设备：包括地震仪、地震波接收器、地震震源观测仪等。
地震资料采集的重要性：地震资料是地震科学研究的基础，对于地震预测、预警 和防灾减灾具有重要意义。
地震资料采集的发展历程：从早期的人工观测到现代的自动化观测，地震资料采 集技术不断发展，提高了地震资料的准确性和时效性。
地震资料采集的现状：目前，地震资料采集技术已经广泛应用于地震科学研究 和防灾减灾领域，但仍然存在一些挑战和问题，需要进一步研究和改进。
地震资料采集的应用：包括地震预测、地震预警、地震灾害评估等。
第四章 地震数据采集系统及 相关技术
第四章 地震数据采集系统及相关技术第一节 地震数据采集系统组成地震勘探技术、电子技术、计算机技术及信息技术共同推动了地震数据采集仪器的不断发展和更新换代，共经历了模拟光点地震仪、模拟磁带地震仪、集中式数字地震仪和分布式遥测地震仪。
一、 集中式地震数据采集系统：上个世纪70年代中期，数字地震仪的出现，把地震勘探带入了一个崭新的时代， 出现了以DFS －V 和SN338为代表的集中式数字地震仪。
集中式地震数据采集仪器成功用于野外地震勘探约20年。
集中式地震勘探数据采集系统的最大特点是：采用IFP 与14位逐次逼近型A/D 转换器，IFP 采用3～4位增益码，A/D 转换器采用15位（1位符号位，14位尾数）逐次逼近型，集中式数字地震仪动态范围理论上可达168dB ，但实际考虑仪器噪声等因素的影响，仪器的系统动态范围一般不超过120dB 。
()20log DR =⨯记录的最大不失真电平理论（dB ）最小有效电平()max min ()20log 6DR G G n =⨯+⨯理论()20logDR =⨯记录的最大不失真电平系统（dB ）仪器系统等效输入噪声电平其中：min max ~G G 为IFP 放大器的增益范围，n 为模数转换器的位数。
二、分布式遥测地震数据采集系统把数据采集系统中的放大器、滤波器、A/D转换器、数据传输控制逻辑以及整个控制用CPU做在一个小箱体内，称为“采集站”，将采集站放置在检波点上，每个采集站用小线与1～8道检波器连接，各采集站用数字大线或以无线方式与中央控制主机相连，构成分布式（Distributed）数据采集系统。
⒈由于受到采样间隔和大线重量的限制，集中式地震仪生产道数一般不超过120道，适应不了三维地震勘探对道数的要求。
而分布式遥测地震仪的道数可达到上千道甚至上万道，完全能够满足三维地震勘探的需要。
⒉集中式数字地震仪的检波器通过大线与采集系统连接，由于大线上传输的是模拟信号，传输的距离又比较远，因此，信号易受各种干扰因素的影响。
地震勘探的野外采集
（3）延长时距系统
当测线通过 河流、沼泽、居 民点时，不能设 置合适的激发点 和接收点。为了 能连续追踪反射 界面，可采用延 长时距曲线系统 进行观测。
第四章 地震勘探的野外采集
一、地震勘探的野外工作方法 二、地震勘探野外观测系统 三、地震波的激发 四、地震波的接收 五、地震勘探中的组合法
三、地震波的激发
第四章 地震勘探的野外采集
一、地震勘探的野外工作方法 二、地震勘探野外观测系统 三、地震波的激发 四、地震波的接收 五、地震勘探中的组合法
四、地震波的接收
1.对地震接收仪器的要求
现代地震勘探的采集仪器主要由检波器、放大器、数字记录 器、监视器等硬件组成。 地震采集系统仪器的结构、性能应充分考虑野外工作环境、地 球物理特点，地震仪器应做到以下几点要求： （1）地震仪器应具有高灵敏度和大动态范围的性能。 （2）地震仪器应具有较宽的频带和可选择的滤波器。 （3）地震仪器对地震脉冲应具有良好的分辨力。 （4）地震仪器应具有多道接收的特点。 （5）地震仪器各道应具有良好的一致性。 （6）小型轻便、性能稳定、操作简单、省电、智能化。
（3）要使激发的有效波能量较强，干扰波较弱，有较高的信噪比。
（4）良好的重复激发性。
2.震源类型
地震勘探中的地震波是人工激发产生的。人工震源一般分为两大类型，炸药 震源和非炸药震源。
第一类：炸药震源
地震勘探中常用TNT或硝铵炸药，炸药震源激发能量较强，产生的脉冲尖锐 ，频率范围较宽，被认为是一种理想的人工震源。
陆地地震队 的组织
解释班组
司机班组 材料班组 后勤班组 HSE班组 其它班组
1.地震资料野外采集的基本流程 测量炮检点位置 钻炮井 放置炸药 放炮激发 放置地震仪器 联接通电 接收记录 放线
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、野外工作的主要内容
1、试验工作：
– 干扰波调查（类型、特点）
– 地震地质条件的了解（地表地形、低速
带、界面的质量等）
– 激发条件的选择（岩性、药量、方式） – 记录条件的选择（观测系统、组合方式）
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。
4、震源：
A
• A、炸药震源 • 药量与振幅的关系
小炸药组合爆炸：
定向药柱
Q
药量与振幅关系
定向药柱
B、可控震源：利用气体或水力，驱动地
• 4、出现规律上的差异（如随机干扰）
四、 地震测线的布置
• 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
第二节 地震波的激发和接收
纵排列
• 中间放炮排列：震源位于检波器组的中间 • 端点放炮排列:震源位于检波器组的一端
中间放炮排列
67
67
非纵排列
T型排列
L型排列
交叉排列
二、一次覆盖连续观测
• 连续剖面法：检波器组沿测线均匀放置， 并等间隔放炮，对反射界面进行连续观测
Ｏ1
Ｏ2
一次覆盖连续观测（中间放炮）
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。
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。
地表的机械振动 （微米数量级）
检波器 电信号 地震仪 磁带
地震信号的记录过程
第三节 观测系统
• 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。
第一节 野外工作概述
第一节 野外工作概述
第一节 野外工作概述
二、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
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。
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
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 工业干扰
频率在50Hz左右 随机干扰 风吹草动、人及动物的走动等
三、有效波和干扰波的差异
• 1、传播方向上的差异（如面波） • 2、频谱上的差异（频率上的差异） • 3、经动校正后剩余时差上的差异
（干扰波经动校正后有剩余时差）
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。
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；
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：
定样义间：隔若Δ信t 号<=的1最/2高ㆍ频fc率时成，份所为得f离c, 散则信采
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。t1t2 t3 Nhomakorabeat
t1
t2
t3
Wave train
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