地震勘探复习资料

绪论1、地球物理勘探的概念（1）简称“物探”，是通过观察存在地球及其周围的地球物理场的特征和岩石的各种物理特性来研究地质规律和勘查各种矿产的各种方法的总称。

（2）是以物理学原理为基础，利用电子学、计算机的数字处理、信息论等科学技术中的新技术所建立起来的一整套勘探地下矿产的方法。

（3）是借助于各种物探仪器在地面观测地下岩石的各种物理参数，从而解释和推断地下岩石的构造特点、岩石性质等，从而到达勘查地下矿产（金属非金属矿产、煤、油气等等)的目的。

2、地球物理勘探的分类，不同勘探方法的优缺点。

重力勘探：利用岩石的密度差异磁法勘探：利用岩石的磁性差异电法勘探：利用岩石的电性差异地震勘探：利用岩石的弹性差异放射性勘探：利用岩石的放射性差异地震勘探的优点：精度高，分辨率高，穿透深度大，能较详细地了解由浅至深一整套地层的地质规律。

缺点：成本高3、地震勘探的概念、分类，目前地震勘探以何种方法为主。

概念：利用岩石的弹性差异来进行矿产勘察。

是通过人工激发地震波，研究地震波在弹性不同的地下地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，达到油气或其他勘探目的的一种物探方法。

分类：地质法（优：在找油初期，可以起到一个指向作用，避免了盲目性，成本低。

缺：野外地质方法很难准确了解地下地质情况！）；钻探法（优点：精度最高，缺点：一孔之见，而采用大量的钻井，不仅成本高，而且效率低）；物探方法（优点：精度高于地质法，成本低于钻探法；不足：精度低于钻探法，成本高于地质法）。

应用最多的方法：物探方法4、地震勘探的三个阶段地震资料野外采集、地震资料室内处理、地震资料解释。

第一章各种介质的概念重点：①物体是否为弹性、塑性介质与受力大小、时间及温度有关。

②均匀介质与各向同性介质的关系。

（1）理想弹性介质：当介质受外力后立即发生形变，而外力消失后能立即完全恢复为原状的介质；（2）粘弹性介质：当外力消失后不是立即恢复原状，而是过一段时间后才恢复原状的介质称为粘弹性介质。

（3）塑性介质：当外力消失后不能完全恢复原状,保留了一部分形变的介质称为塑性介质。

（4）各向同性介质：凡介质的弹性性质与空间方向无关的介质称为各向同性介质（5）各向异性介质：凡介质的弹性性质与空间方向有关的介质称为各向同性介质（6）均匀介质：弹性性质（波速）不随空间坐标的变化而变化，是常数。

（7）非均匀介质：弹性性质（波速）随着空间坐标的变化而变化，不是定值。

（8）层状介质：如果非均匀介质的物理性质呈层状分布，则称这种介质为层状介质。

层状介质中各层的弹性系数是不变的。

层状介质模型已经成为地震勘探中常用的物理模型。

（9）连续介质：层状介质的层数无限增加，每层的厚度无限减小时，层状介质就可以视为连续介质。

（10）单相介质：对介质，如果只考虑单一的岩相，如砂岩相、页岩相等，则这样的介质称为单相介质。

（11）双相介质：同时考虑岩石骨架和孔隙中的填充物两种相态构成的岩石称为双相介质。

（12）均匀介质与各向同性介质的关系：（重点）①、均匀和各向同性是两个不同的概念。

均匀性是属于整体的性质，而各向同性是属于局部的属性。

②、均匀介质不一定是各向同性介质，而各向同性介质一般是均匀的。

③、在地震勘探中，宏观上大部分沉积岩都是由均匀分布的矿物质点集合体组成，如砂岩、页岩、灰岩等，因此，在一个局部的范围内可以把沉积岩近似地看成是各向同性介质。

④、然而，也正是由于这样的简化，使地震勘探出现了多解性。

第二章1、弹性波动方程1.2-1中各变量的物理含义。

（教材P3页的1.2-1式）（重点）矢量U：介质质点受外力F作用后的位移（位移矢量）矢量F：对介质作用的外力常量λ和μ：介质的弹性常数，称为拉梅系数常数ρ：介质的密度标量θ：体变系数算符：拉普拉斯算子2、式1.2-6的物理含义（教材P4）。

式1.2-9的物理含义（教材P4）。

（重点）1.2-6物理含义：该式描述了只有在胀缩力作用时，弹性介质只产生与体变系数θ有关的扰动；该式为用位移表示的纵波波动方程；1.2-9物理含义：该式描述了只有在旋转力作用时，弹性介质只产生与形变ω有关的扰动；该式为用位移表示的横波波动方程；第三章1、弹性波的三个分量。

P波、SV波、SH波2、式1.3-9的物理含义。

（教材P7）（重点）物理含义：加号前一式为发散波，后一式为会聚波3、式1.3-15、式1.3-18的物理含义。

（教材P8）（重点）式1.3-15：教材P8；式1.3-18：教材P84、近震源、远震源球面纵波的传播特点。

（重点）（1）在近震源区域，质点振动规律（波函数）主要与震源函数有关；而在远震源区域，质点振动主要与震源函数的导数有关。

（2）在近震源区域，质点振动的位移振幅主要与传播距离的平方(r2)成反比，衰减较快；而在远震源区域，质点振动的幅度主要与传播距离r成反比，衰减较慢。

当传播距离r很大时，地震波的振幅趋于稳定，在一个波动带内r可视为常数。

5、波前、波带、波尾的概念。

（教材P10）波前：波从震源点出发，经过到达q点，再经过时间到达p点，称p点为波前。

波带：r1和r2之间正在扰动的部位为波动带，简称波带波尾：q 点为波尾6、波剖面、振动图。

波剖面：在某一固定时刻，观测波动带内，沿波的传播方向(r)各质点的位移状态图形(u p -r)。

正值表示压缩，负值表示膨胀。

正峰值为波峰，负峰值为波谷振动图：在某一传播距离处，观测波动带内某个质点随时间的位移变化状态图形(u p -t) 。

振动图的极值（正或负）称为相位。

极值的大小为振幅。

7、 地震波的能量和球面扩散（牢记）（教材P11） （重点）（1） 地震波的传播实质上就是能量的传播。

波的能量与振幅平方、频率平方、介质密度和体积成正比。

波的强度正比于波的振幅平方、频率平方、速度及介质密度。

（2）在其他条件相同时，地震波的振幅A 与√I,成正比，I 大则A 大；在I 、ω、△V 一定时，密度大的岩石与密度小的岩石相比，其振幅要小，即在致密岩石中要获得相同的振幅就需要更多的能量（未考虑吸收）。

高频的波与低频的波，要获得相同的振幅，则需要更多的能量。

（3）波的强度与传播距离成反比；波的振幅与传播距离成反比；是几何扩散，不存在能量损失，仅是能量的重新分配，这种能量变化与地下岩石弹性参数无关。

8、 菲涅尔-惠更斯原理。

（重点）在空间中，任意时刻波前面上的每一个点都可以看成是一个新的点源，并由它产生二次扰动形成元波前，各个元波前的包络就是下一个时刻的新波前的位置。

9、 费马原理及波的射线 （重点）波沿垂直于波前面传播时间最短的路径传播。

这个路径就是波场的射线方向，波的主要能量集中在射线方向上或者是在射线附近。

10视速度定理。

（重点）视速度：沿测线方向观测的速度。

真速度：沿射线方向传播的速度。

视速度定理：式中角度为射线与地面法线的夹角第四章 （1、3、4、5、6为重点）1、斯奈尔定理。

（牢记）参考工程物探（教材18）2、P 、SV 、SH 入射情况下波的转换问题。

参考工程物探（教材19）：入射波是SV 时，可类似推导出反射SV-SV 、SV-P 和透射SV-SV 、SV-P 波；入射波是SH 波时，只产生反射SH-SH 和透射SH-SH 波。

3、垂直入射情况下的反射系数和透射系数的公式。

（牢记）教材P21 公式1.4-104、折射波的形成重点是折射波形成的条件，参考工程物探5、 根据AVA 曲线说明波振幅随入射角的关系。

教材P23~246、 面波的传播特点。

1） 质点在平行于波的传播方向，且垂直于自由面的平面内振动2） 瑞雷面波传播时，介质质点位移轨迹呈逆时针椭圆形运动，因此，瑞雷面波为椭圆极化波，属于非线性极化波。

长轴在z 方向，短轴在x 方向。

3）当z>o 时，面波位移沿z 方向增加呈指数衰减。

4）地表完全自由的瑞雷面波无频散现象，存在疏松的覆盖层时, 速度是随波长、频率而变αsin cos V e V V ==*化，是发散的，波形随距离而变化,具有频散现象。

5）瑞雷面波具有低频、低速特性，其频谱不是一个尖峰，波长变化很大。

面波的速度小于横波速度、纵波速度。

（亦可参考工程物探）第五章 （全是重点）1、在粘弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用（教材27、28）大地滤波作用：弹性波在实际介质中传播时，实际介质就相当于一个滤波器，滤掉了高频部分而保留了低频分量在粘弹性介质中弹性波的传播：弹性波在粘弹性介质中传播时，质点振动的能量将有一部分要转化成其他形式的能量如热能而被消耗。

从而使弹性波的波形和振幅发生变化，损失掉弹性波中的高频成分，振幅近似按指数衰减。

这种现象叫做地层对弹性波的吸收作用。

2、 地震勘探中的薄层问题（教材30、31、32）薄层的概念是相对的。

是以地震的纵向分辨率为依据的。

对地震子波而言，不能分辨出地层顶、底反射的地层为薄层通常定义为：厚度 满足下列不等式的地层为薄层。

或 其中 为地层厚度， 为波在薄层内传播的双程旅行时，T 为视周期。

薄层的干涉效应：薄层内一次反射波和多次反射波相互叠加干涉所产生的效应称为薄层的干涉效应。

3、 绕射波 （教材33、34）根据惠更斯原理，波传播到空间中的点都可以看成是一个新的点源，这些点源都会产生新的绕射。

如果把空间中的每一个点都看成是绕射点，就是广义绕射。

如果只考虑断层和尖灭等绕射点,就称为狭义绕射。

一般，我们指的是狭义绕射。

产生条件：1）几何点或线是不可能得到具有可观测能量的绕射波。

（产生相干干涉反射波的区域就称为菲涅尔带）2） 断块长度要满足小于1/10，则不能产生绕射或者说观察不到绕射； 大于1/2，产生的是反射波。

4、地震分辨率地震分辨率分为横向分辨率和纵向分辨率，具体参考工程物探第六章1、几何地震学的相关概念几何地震学：研究地震波在空间传播过程中波前的空间位置与其传播时间之间的几何关系。

正演问题：已知地下界面的产状要素（倾角、倾向、深度）、地下地质结构（界面形态、岩性、物性）及速度参数，求取地震波时间场（或者地面观测到的时距曲面或曲线)。

反演问题：已知地震记录（地震波的时间场（时距曲线））反求地下界面的产状和速度参数等等（比如，地震资料的处理和解释都属于反演问题）。

时距关系：在地面上观测时，地震波到达时间和空间位置的关系。

（时距曲线、时距曲面）2、反射波时距曲面方程（重点）➢ 几种深度的概念，几种深度的关系，视倾角与真倾角的关系。

法线深度（h)：在射线平面内，过激发点到界面的垂直深度h真深度（H ）：激发点至界面的铅垂深度。

视深度 ( )：在射线平面内由激发点垂直向下至界面的深度。

h ∆2/T <τ4/λ<∆h h ∆τ*H几种深度的关系：视倾角与真倾角的关系：➢ 时距曲面的形状旋转双曲面：双曲面的极小点在虚震源垂直地面投影点的正上方，由此可判断界面的倾向。