地震波的时距曲线
2-1地震波的时距方程与时距曲线
的人组成地震队，工作时间可能几年或十几年。在所研究的 具体对象上也具有明显不同。寻找石油和煤炭的中深层反射 波法勘探，是研究地面以下数百米至数千米的大区域的地质 构造，但是对于近地面1~2百米的地层和较小的构造就难以 精确的定位，达不到工程勘察要求地精度。在找矿勘探中， 由于勘探目标较深，处理地震数据资料时，对于地表面1~2 百米的地层的数据，为了消除干扰和提高地震波信噪比，克 服地表低速层的影响，往往都被切除掉。而浅层反射研究和 应用的区域正是被深层找矿勘探资料处理时切除的部分。浅 层反射这种工作方法，研究地表浅层的构造和地层，要求勘 察的精度高，并能排除表层不均匀和中深层各种各样地震信 号的干扰。因此浅层反射波资料采集处理，难度就较大。这 就构成了工程地震浅层反射法本身的特点。
三）均匀两层介质条件下反射波的时距方程与理论时距曲线 这是一个比较理想化的最简单的地质模型，它表示分界面 两侧的介质都是均匀的。分界面是水平、平界面。 1)建立反射波的时距方程式： 建立反射波的时距方程式： 建立反射波的时距方程式 设两层介质的分界面为R，两侧介质为W1、W2。波阻 设两层介质的分界面为 ，两侧介质为 、 。 不相等。 点激发地震波， 抗Z1和Z2不相等。在O点激发地震波，使用地震检波器，在 和 不相等 点激发地震波 使用地震检波器， 测线上的D1、 、 处接收来自地下分界面R上的 测线上的 、D2、D3…Dn处接收来自地下分界面 上的 、 处接收来自地下分界面 上的A1、 A2、A3…An点的反射波。X1、X2、X3…Xn分别为各道接 点的反射波。 、 、 、 点的反射波 分别为各道接 收点的炮检距。反射波到达各道的时间， 收点的炮检距。反射波到达各道的时间，从地震波的记录图 上可以测量出来。为寻找到X和 t 的函数关系，从图中直接 上可以测量出来。为寻找到 和 的函数关系， 可以看出:： 都是随入射交α的 可以看出 ：OA1、A1D1、OA2、A2D2…都是随入射交 的 、 、 、 都是随入射交 增加而加大，因此比较难以直观、 增加而加大，因此比较难以直观、简单的寻找出 时间 t 和炮 检距X 的函数关系。 检距 的函数关系。
地震勘探原理名词解释
波的吸收：地震波在地下传播过程中会受到大地滤波作用，即吸收作用，并发生能量衰减频散现象：波速随频率或波长而变化，这种现象叫频散球面扩散：地震球面波在介质中传播时，其振幅随传播距离的增大成反比衰减现象称为球面扩散波阻抗：地层密度与波在该层传播速度的乘积规则干扰：有一定主频和一定视速度的干扰波视速度：不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定的波速为视速度动校正：在水平界面情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差，得到的相当于X/2处的t0时间，这一过程叫做正常时差校正或动校正。
均方根速度：把水平层状介质情况下的反射波视距曲线近似地看成双曲线，求出的速度就是这一水平层状介质的均方根速度振动图：记录介质中某点不同时刻振动情况的图件观测系统：地震波的激发点与接收点的相互位置关系转换波：当一入射波入射到反射界面时,会产生与其类型相同的反射波或透射波,也会产生与其类型不同的称为转换波.低速带：在地表附近一定深度的范围内，地震波的传播速度往往要比其下面地层的波速低得多，该深度范围的地层称为低速带费马原理：波在各种介质中的传播路径满足所用时间为最短的条件。
直达波：在均匀地层中，由震源直接传播到观测点的地震波称为直达波。
倾角时差：当界面倾斜时，炮检距相同，但相邻反射点传播时间不同而产生的角度差由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。
这一时差是由于界面存在倾角引起的。
纵测线：激发点和观测点在同一条直线上的测线平均速度：地震波垂直穿过该界面以上各层的总厚度和总时间之比。
波剖面：把某一时刻各点震动的位移画在同一个图上所形成的的图件水平叠加：将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号,经动校正后叠加起来,这种方法可以提高信噪比,改善地震记录的质量,特别是压制一种规则干扰波效果最好有效波：那些可用解决地质问题的波非纵测线：激发点和接收点不在一条直线上的测线水平分辨率：指沿水平方向能分辨多大的地质体,其值为根号下0.5λh.地震构造图：以等直线（等深度线或等时间线）以及一些符号（断层超覆，尖灭），表示某一地震反射层面在地下的起伏形状，从而就表明了其对应的地质界面的构造形态。
地震波理论
地震波理论读书报告通过课程的学习以及自己课外的一些读书认识和实习经验，对地震波理论有了一个初步的认识。
一：地震波的基本概念1.地震波是在岩石中传播的弹性波。
2.波前：介质中某一时刻刚刚开始震动的点组成的一个面，叫波前。
3.波面：介质中某时刻同时开始震动的点组成的面，叫做波面。
4.波后：介质中某时刻刚刚开始震动结束的点组成的面，叫波后。
5.波线：在特定条件下，可以认为波及其能量是沿着一条路径传播的，然后又沿着那条路径向外传播，这样的理想路径叫做波线。
6.震动曲线：震动中某一质点在不同时刻的情况描述图一震动曲线7.波形曲线：将同一时刻各点的震动情况画在同一个图上，来反映各点震动之间的关系图二波形曲线不同的质点可能有不同的震动曲线，不同的时刻有不同的波形曲线，在地震勘探中通常把沿着测线画出来的波形曲线叫做“波刨面”。
8.正弦波：各点的震动都是谐震动。
对于正弦波各部分震动频率等于波源频率，周期t和频率有固定值。
9.波长：在一个周期内波沿着波线传播的距离，在此处键入公式。
V=λf或λ=TV公式一图三10.视速度：不是沿着波传播方向来确定波速和波长时，所得的结果叫做波的视速度和波长时如图四A̅B′̅为沿着测线方向的视波长A̅B̅=λA̅B′̅=λa公式二波沿着测线方向传播速度：V a=λaT有：V=λT =>V a=Vsin(θ)公式三二：地震波的传播规律1.反射和透射：图五波的传播波阻抗：第一种介质ρ1V1第二种介质ρ2V2当两种介质的波阻抗不等时才会发生反射。
2.反射定律和透射定律：入射面：入射线和法线所确定的平面垂直分界面。
反射定律：反射性位于入射面内，反射角等于入射角图六透射定律：透射线也位于入射面内，公式四图七全反射：图八开始出现全反射时的入射角叫------临界角。
3.斯奈儿定律：图九对于水平层装介质，各层的纵波横波速度分别用Vρ1,V s1,Vρi,V si则：sin(θp1)Vρ1=sin(θs1)V s1=……=sin(θp i)V pi=sin(θs i)V si=p 公式五4.费马原理：图十波在介质中传播满足时间最短条件。
物探精品课程 第二章 第二节 地震波时距曲线
2 zu V1
cosi
根据视速度定理有
(2-10) (2-11)
代入(2-11)式得
T *
V1
d sin i
(2-12)
t x
d
Td* t0d
(2-13)
图2-13 折射波相遇时距曲线图
第二节 地震波时距曲线
同样方法亦可得到O2激发，O2O1区间接收时的时距曲线方程：
式中
tu
在图2-12中，我们还可以看到直达波、折射波和反射波三者之间的关系, 这为选择最佳观测段提供了依据。
第二节 地震波时距曲线
四、绕射波和多次反射波时距曲线
1．绕射波
地震波在传播过程中，当遇到断层的
棱角、地层尖灭点、不整合面的突起点
或侵入体如上所述，绕射波将以这些点
为新震源向周围传播。如图2-19所示，
点)左侧时，上式取负号。
由方程可见,该时距曲线为一条过原点O的直线，该直线斜率的倒数即为
V*。即
V * x / t
(2.2.2)
当忽略震源深度时，一般可近似认为V*等于表层层速度V1。其时距曲线
参见图 2-12所示。显然，在一定观测范围内，直达波最先到达接收点。
第二节 地震波时距曲线
2、折射波时距曲线
若以T=t2，X=x2为变量作图，式(2-19)变成斜率为和截距为的直线，如图2-17
所示。利用这一关系可确定反射界面之上地层的速度值V。
根据反射波时距曲线方程式(2-17)，可求得沿测线变化的视速度：
V*
dx dt
V
1 4H2 x2
(2-20)
分析式(2-20)可以看出，在爆炸点附近(x→0)，V趋于无穷大，而在无穷远处
倾斜界面反射波时距曲线推导
倾斜界面反射波时距曲线推导倾斜界面反射波时距曲线推导引言：在地球物理勘探领域，倾斜界面反射波时距曲线是一种用来解释地下结构的重要工具。
通过分析反射波在地下结构中的传播路径，我们可以获取地下结构的信息，进而推断出地质构造的特征。
本文将对倾斜界面反射波时距曲线的推导过程进行详细解析，并探讨其在地球物理勘探中的应用。
一、倾斜界面反射波时距曲线的基本原理1.1 反射波的产生与传播当地震波到达地下界面时，一部分能量将被反射回地面，形成反射波。
反射波沿着地下界面传播，遇到不同介质的边界时，部分能量将发生折射和反射。
倾斜界面的存在会导致反射波的传播路径发生变化，因此需要推导出倾斜界面反射波时距曲线来对地下结构进行解释。
1.2 倾斜界面反射波时距曲线的概念倾斜界面反射波时距曲线是指在倾斜界面上某一点产生的反射波在地表上的时距分布曲线。
通过分析这一曲线，我们可以获得地下结构的信息，例如界面的倾角、深度和反射系数等。
二、倾斜界面反射波时距曲线的推导过程2.1 推导时距公式我们需要推导出倾斜界面上反射波的到达时刻与地下结构的关系。
假设反射波由地下点A沿倾角为α的界面发射，并在地表上的检波点B 接收到。
反射波的到达时距T可以通过以下公式计算：T = 2AB/cos(θ)其中，AB为地表上A点到B点的水平距离，θ为地表上的倾角。
2.2 倾斜界面下的时距公式接下来，我们将推导出倾斜界面下的时距公式。
根据斯涅尔定律，折射角和入射角之间的关系可以使用下式表示：sin(α)/vp = sin(β)/vs其中，α为倾角，vp和vs分别为纵波和横波的速度。
由于反射波在倾斜界面上发生反射后被检波点接收到，因此反射波的入射角等于倾斜界面在检波点上的倾角β。
将此关系代入反射波的时距公式中，我们可以得到倾斜界面下的时距公式：T = 2AB/[vp*cos(α)+vs*cos(β)]三、倾斜界面反射波时距曲线的应用3.1 地下结构解释通过倾斜界面反射波时距曲线，我们可以推断出地下结构的特征。
地震波运动学5——连续介质——透过波时距曲线
区别：“覆盖介质为连续介质时的反射波” 与 “在一个速度连续变化的层内地震波的反射”。
30-17
Seismic Wave Kinetics
地震勘探原理及方法
30-18
Seismic Wave Kinetics
地震勘探原理及方法
3 连续介质情况下的“直达波”(回折波)
当速度随深度线性增加时，地震波的射线是圆弧。 如果在地面上观测，可以接收到一种波，它和均匀介质中
的直达波相似：都是从震源出发没有遇到界面，直接传到 地面各观测点的； 但是，它和均匀介质中的直达波又有不同，波不是从震源 出发沿直线传到地面各观测点的，而是沿着一条圆弧形的 射线，先向下到达某一深度后又向上拐回地面，到达观测 点。 根据这一特点，把这种“直达波”称为回折波。
在讨论连续介质中波的传播时，这样做比较麻烦，而改用 另一种思路就比较方便。
如果已经有了等时线在x－z平面内的方程，就可以由等时 线方程导出时距曲线方程。
因为一族等时线与地面的交点的坐标(x)同各条等时线的时 间值(t)之间的关系，就是时距曲线方程的z－x关系。
30-21
Seismic Wave Kinetics
Seismic Wave Kinetics
地震勘探原理及方法
30-2
Seismic Wave Kinetics
地震勘探原理及方法
30-3
Seismic Wave Kinetics
地震勘探原理及方法
30-4
地震波运动学多层介质反射波时距曲线
v1
v2
vi
第二种方法是采用平均速度法。即把某一个界面以上的介质用具有平
均速度vav和厚度为H的均匀介质来代替。用下面公式 计算该界面的反 射波时距曲线。
t平均
1 vav
x2 4H 2
n
hi
n
其中vav
i 1
n ( hi )
,
H
hi
i 1
v i1 i
25-25
Seismic Wave Kinetics
用引入平均速度的办法，就可以把三层介质问题转化为均匀介质 问题，并可以把三层介质的时距曲线近似地看成双曲线。
引入平均速度是对层状介质的一种简化方案。它的准则是两种情 况下t0相等，或者说两条时距曲线在(x＝0；t＝t0)点重合。
实际地层剖面中，不只三层而是很多层，这时仍可以用上述方法， 用不同的平均速度值，把各个界面的上覆介质简化为均匀介质，
计算地震波传播的总时间t，以及 相应的接收点离开激发点距离x。
当计算出一系列(t、x)值后，就 可具体画出R2界面反射波时距曲 线。
25-8
Seismic Wave Kinetics
地震勘探原理及方法
下面找出计算（t，x）的公式。波从震源 O出发，透过界面R1，其传播方向必然满 足透射定律，即：
在地震勘探中对客观存在复杂的地层剖面，根据对问题研 究的深入程度，对成果精度的要求等因素，建立了多种地 层介质结构模型，主要有三种：
• 均匀介质
• 层状介质
• 连续介质
25-3
Seismic Wave Kinetics
地震勘探原理及方法
均匀介质 所谓均匀介质是认为反射界面R以上的介质是均 匀的，即层内介质的物理性质不变，地震波传播速度是一 个常数v。界面R是平面，界面可以是水平的或倾斜的。
地震波运动学3——单界面反射波时距曲线
MS OS OM x xm
2 MO *2 OO *2 OM 2 4h 2 xm
O* S
2 ( x x m ) 2 4 h 2 xm
x 2 2 xxm 4h 2
18-33
Seismic Wave Kinetics
seismicwavekinetics地震勘探原理及方法182倾斜界面共炮点反射波时距曲线的特点seismicwavekinetics地震勘探原理及方法183seismicwavekinetics地震勘探原理及方法184seismicwavekinetics地震勘探原理及方法185seismicwavekinetics地震勘探原理及方法186seismicwavekinetics地震勘探原理及方法187seismicwavekinetics地震勘探原理及方法188seismicwavekinetics地震勘探原理及方法189seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1810seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1811seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1812seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1813seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1814seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1815seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1816seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1817seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1818seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1819seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1820seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1821seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1822seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1823seismicwavekinetics地震勘探原理及方法1824研究地震波传播规律的目的是要用它来指导我们用地震勘探方法查明地下地质构造的特点
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
正常时差：任一接收点的反射波旅行 时间tX 和同一反射界面的t0之差。
tn t x t0 t0
1 X 2 t0 2V 2
t0
正常时差精确公式有时讨论问题不够直观。在一定的条件下，用二项式展开可以得到简 单的近似公式，以后讨论某些问题时经常用到。
tx t0
1
x2 v2t02
越平缓，曲率越小。
从视速度的角度考虑时距曲线的弯曲情况
视速度定理
t
s v
s' v*
s sin
s'
v* vs' v
s sin
A
△ S‘ B
△ t，△s
由此式可见，视速度一方面反映真速
度，另方面又受传播方向影响，故也 成为识别各种地震波的特征之一。
反射波时距曲线
A工区
B工区
什么情况下直达波的时距离曲线不是直线？
共炮点反射
同一炮点不同接收点 上的反射波，即单炮 记录，也称同炮点道 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。
共反射点反射 另一种方式是在许多炮得到的许多张地震记录 上，把同属于某一个反射点的道选出来，组成 一个共反射点道集，于是可得到界面上某个反 射点的共反射点记录。
t0
1
x2 2v2t02
Leabharlann t0x2 2v2t0
x 1 vt0
x2 tn tx t0 2v2t0
结论：
a)、炮检距越大正常时差越大；
b)、反射深度越深正常时差越小；
c)、速度越大正常时差越小。
正常时差校正的意义：
1）校正后，时距曲线的几何形态与地下反射界面的起伏 形态有了直接的联系。
水平界面共炮点反射波的时距曲线
1）时距曲线方程
如图所示：界面R，埋深h，波速 为V,时距关系为：
引入虚震源法 ∠1+∠2+∠3=180º
又∠4+∠2+∠3=180º ∴∠1=∠4=∠3 ∴ 直角△OCA=直角△O*AC ∴ OC= O*C=h0 ，OA=O*A 即从O点激发、S点接收到的反射波
路径，相当于从O*点激发并直接传 播到S点。把O*点称为虚震源。
如图所示：界面R，埋深h，波速 为V。时距关系为：
t OA AS 2
V
V
h2
(X
2)2
1 V
4h2 X 2
上式即反射波时距方程，是一个
关于X的二次方程，化简得
t2
X2
1
(2h V )2 (2h)2
上式为双曲线方程，可见反射波时距曲线为双曲 线，对称于t轴，曲线的顶点坐标： (2h/V，0)
时距曲线的弯曲情况
对两个界面：
深层反射波返回地表的α 角比浅层的要小 (α 深＜α 浅)，Va相对变大，斜率变小，曲 线变缓，则深层的时距曲线比浅层平缓。
反射界面埋藏越深，反射波时距曲线越平 缓，反之，则越陡！！
时距曲线的弯曲情况
曲率大 曲率小
思考题： 需要的是来自观测点正下方的时间，即自激自收时间。
实际得到的时距曲线是时间随炮检距的改变而变化。
正常时差(NMO, Normal MoveOut)
t0时间：时距曲线在t轴上的截距： t0
2h V
表示波沿界面法线传播的双程旅行时间，自激自收时间。
t
X 2 ( 2h)2 V2 V
X2 V2
t02
t0
1 X 2 t0 2V 2
水平反射界面的时距曲线
x
t
X（m）: 100 T(s): 1
200 300 400 23 4
t
500 试求介质速度 5
2）时距曲线方程的特点
反射波时距曲线方程：
t2
to2
x2 v2
t2 to2
x2
to2v2
1
直达波时距曲线方程：
t x v
特点： 1）双曲线； 2）极小点在炮点正上方，相当于自激自收时间； 3）直达波是反射波的渐近线，速度越大，双曲线
地震波时距曲线
1
2.1 时距曲线概念及研究意义 2.2 单界面直达波和反射波的时距曲线 2.3 多层介质情况下反射波时距曲线 2.4 折射波时距曲线 2.5 绕射波和多次波的时距曲线 2.6 T-P域各种波的时距曲线
2
2.1 时距曲线概念及研究意义
时（间）距（离）曲线
就是表示波从震源出发，传播到测线上各观测点的旅行 时间t，同观测点相对于激发点的距离x之间的关系。
视速度定理：
t OA AS 2
V
V
h2
(X 2)2
1 V
4h2 X 2
Va
dX dt
V
1 ( 2h)2 X
时距曲线斜率
k dt dX
视速度： 时距曲线沿测线变化率的倒数
对一个界面：
X增大 →α 增大(α ２＞α １) → Va变小， 斜率变大，曲线变陡；
α →90°，Va=V → 曲线趋近于渐近线； α →0°（近法线入射），Va→∞，斜率 =0，曲线变得平缓。
研究意义
1） 各种波时距曲线的特点是在地震记录上识别各种类型地震波的重要依据。
2） 炮检距与时距曲线的非地质因素。自激自收接收地震剖面上，反射波同相轴的 形态与地下界面的对应关系。在一点激发多道接收的地震记录不对应了。
3） 波到达各观测点的时间的变化规律，用时距曲线方程来表示。
2 地震波时距曲线
2.2 单界面直达波和反射波的时距曲线
t x tn t0
2) 速度分析的基础
O
校正速度偏低
校正过量
x 校正速度正确
校正拉平
校正速度偏高 校正不足
x2 2v2t0
t
反射波
x2
x2
t t0
1 v2t02
t0 2v2t0
对一个界面而言，炮检距越大，则入射角—— ，视速度——，曲线——。
5
2.2 单界面直达波和反射波的时距曲线
直达波：从震源出发直接到达地面各接收点的地震波。
假设：地表为均匀介质，波 速为V，X为炮检距，t为旅 行时。
时距方程：
t X V
直线斜率为：
m 1 V
求该斜率的倒数V=1/m就可以得出地表覆盖层的波速。
A和B两个工区，哪个工区地表覆盖层速度大，说明你的理由。
渐近线斜率： m 2h V 1
2h V
反射波时距曲线还写为另外两种形式：
t
(x V
)2
t02
t2
t02
x2 V2
t0
2h0 V
零炮检距时间或者自激自收时间
X2-T2曲线
画出上式t2和x2的曲线，可以得一条直线，其斜率为
1/V2，截距是t0，此方法叫X2-T2法。
X2-T2曲线的意义：从曲线上确定介质的速度。