第4章 地震勘探组合法
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第4章地震组合法原理03 (2)
震检联合组合的方向特性——用组合后总振动的
式中:n为检波器组合个数,m为震源组合个数,t为组内 相邻检波器的旅行时差,τ为相邻震源点的时间延迟.
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第四节 组合的其他效应
f=60Hz,n=5,m=1,2,4(对应 ( 于图中曲线由细到粗) 于图中曲线由细到粗)时震 检联合组合的方向特性曲线 f=60Hz,n=5,m=1,5,9
为了突出有效波,压制干扰波,除了采用检波 器组合外,还可以采用震源组合,如组合爆炸 或用几台可控震源同时工作. 组合检波已成为地震勘探野外工作的基本方法 技术,组合爆炸不常采用.随着可控震源的采 用,震源组合又使用得较为广泛了.
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第四节 组合的其他效应
下图是炸药震源组合的野外试验实例: 可见井深相同时,随药量的增加,振幅谱的极值幅 度和高频的能量都在增加,但这种变化没有组合 井激发时的变化大,组合井激发的振幅谱能量和 频带宽度都有明显增大.
地震勘探原理
第四章 地震组合法原理
1
第四章 地震组合法原理
第三节 随机干扰的特点
1,相关半径 定义,作用 2,组合对随机干扰的统计效应 信噪比,组合统计效应,结论
第四节 组合的其他效应
1,组合的频率效应 组合的频率效应 2,组合的平均效应 3,组合参数的确定 4,不等灵敏度组合
2
第四节 组合的其他效应 2,面积组合的方向特性
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第四节 组合的其他效应
目前,地震资料野外采集时通常使用一定方式的 检波器组合,如果再使用震源组合,则应该考虑 检波器与震源的联合组合问题.
振幅与组合前炮检距最小的单个震源,单个检波器 接收到振动的振幅的倍数之比值来表示: n m sin ωt sin ωτ 2 2 Φ(n, m, t, τ ) = Φ(n, t) Φ(m, τ ) = ωt ωτ n sin m sin 2 2
第4章地震组合法原理03 (2)
3
第四节 组合的其他效应
等效变换原理: 等效变换原理:
基于平面波的假定:假设地震波的波前面在检波器
组合所分布的面积内近于平面. 组合所分布的面积内近于平面. 在地震信号形式不变,检波器是等灵敏度的情况下, 在地震信号形式不变,检波器是等灵敏度的情况下, 组合的方向特性取决于波到达组内各检波器时差△ . 组合的方向特性取决于波到达组内各检波器时差△t. 把各检波点沿波前面与地面的交线( 把各检波点沿波前面与地面的交线(即在地面的等时 线方向)任意移动时,时差不变,方向特性也不变. 线方向)任意移动时,时差不变,方向特性也不变. 这样就可以把面积组合的组内 各检波点沿等时线方向移到测 线上来, 线上来,将面积组合变成线性 组合问题加以研究. 组合问题加以研究.
第四章地震组合法原理1组合的频率效应2组合的平均效应3组合参数的确定4不等灵敏度组合1相关半径定义作用2组合对随机干扰的统计效应信噪比组合统计效应结论第四节组合的其他效应第三节随机干扰的特点简单线性组合只能压制沿测线方向的规则干扰波而不能压制垂直或斜交与测线方向的规则干扰波因此常采用面积组合
地震勘探原理
第四章 地震组合法原理
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第四章 地震组合法原理
第三节 随机干扰的特点
1,相关半径 定义,作用 2,组合对随机干扰的统计效应 信噪比,组合统计效应,结论
第四节 组合的其他效应
1,组合的频率效应 组合的频率效应 2,组合的平均效应 3,组合参数的确定 4,不等灵敏度组合
2
第四节 组合的其他效应 2,面积组合的方向特性
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第四节 组合的其他效应
震源组合特性的讨论同检波器组合特性的讨论基 本一致,震源的组合也具有方向效应,统计效应.
根据几何地震学的互换原理, 根据几何地震学的互换原理,对某个接收点来 个震源的组合激发, 说,n个震源的组合激发,等效于单个震源激发, 个震源的组合激发 等效于单个震源激发, n个检波器组合检波. 个检波器组合检波. 个检波器组合检波
勘查地球物理教案文稿-第4章
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由此很容易得出时距曲 线方程：
t 1 v O *S v
2 h0
v
2
x2
4 h02 x 2
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t
1 v v2
2 0
4 h02 x 2 x2 v2
2
4 h02
, 令 t0
2 h0 v
x t v
t t
2 2 0
x
第四章 地震波的时距曲线
地震波的时距曲线，是用数学方法描述地震勘探中 地震波在地下传播及在地面记录到的时一空关系。 它主要是引用波前、射线等几何图形来描述波的运 动过程和规律。所以也称几何地震学。 这部分内容是应用地震勘探查明地下地质构造的基 本原理之一。 本章主要介绍均匀介质、层状介质中的反射波和折 射波的时距曲线，以及与复杂介质有关的绕射波、 回转波等。
2
什么线型的 数学方程？
v2
t2 t
2 0
t0称为自激 自收时间
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x2 (t 0 v )
2
1
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第二节 倾斜界面反射波 时距曲线
一、倾斜界面反射波时距曲线 设有右图表示的介质结构： 界面倾角是φ，激发点O到界 面的法线深度是h，界面以上 的介质是均匀的，波速是v。 坐标系的原点在激发点O，x 轴正向与界面的上倾方向一 致。
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二、反射波时距曲线的主要特点
t 1 v x 2 2 xx m 4 h 2
前面推导出的公式
t 1 v x m 2 h sin 1 v x 2 2 xxm 4 h 2
(tv ) 2 x 2 2 xx m 4 h 2 ( x xm ) x 4 h
《地震勘探原理》§4-地震勘探野外工作方法3精选全文完整版
单井最大药量有一个限度。超过这个限度能量仍不足，可 采用小药量组合爆炸，这样还有利于激发高宽频信号，提 供分辨能力。 ⑷ 道间距(相邻两个中心道之间的距离)⊿x 通常不应该超过设计的水平分辨率的2倍。这样的目的是 使地下空间采样间隔满足设计要求，即满足空间采样定理
§4 地震勘探野外工作方法
(五)多次覆盖采集参数选择
室内处理方法：水平叠加
CMP R
对于水平层状介质，假如分别在点O1 ,O2 ,…,On激发，则 可分别在对应的S1 ,S2 ,…,Sn各点接收到来自地下反射界面 上同一反射点R的反射波(R为CRP或CDP)。若对n次激发得
到的R点的各道反射波进行动静校正，使其相位一致，然
后叠加起来，便获得了共反射点R的n次叠加记录。
❖ 4.3.2.2 综合平面法 D
O1 45
M
O2
R1
R2
O1单边放炮，offset = 0， O1O2之间布置检波器接收
1 R1R2 2 O1O2Leabharlann §4 地震勘探野外工作方法
❖ 4.3.2.2 综合平面法 D
O1 45
M
O2
R1
R2
R3
O1 、O2双边放炮，offset = 0， O1O2之间布置检波器接收
§4 地震勘探野外工作方法
shot1 shot2 shot3 shot4
offset = 2⊿x ⊿shot = 2⊿x
n =12
station
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
channel
1
5
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§4 地震勘探野外工作方法
(五)多次覆盖采集参数选择
室内处理方法：水平叠加
CMP R
对于水平层状介质，假如分别在点O1 ,O2 ,…,On激发，则 可分别在对应的S1 ,S2 ,…,Sn各点接收到来自地下反射界面 上同一反射点R的反射波(R为CRP或CDP)。若对n次激发得
到的R点的各道反射波进行动静校正，使其相位一致，然
后叠加起来，便获得了共反射点R的n次叠加记录。
❖ 4.3.2.2 综合平面法 D
O1 45
M
O2
R1
R2
O1单边放炮，offset = 0， O1O2之间布置检波器接收
1 R1R2 2 O1O2Leabharlann §4 地震勘探野外工作方法
❖ 4.3.2.2 综合平面法 D
O1 45
M
O2
R1
R2
R3
O1 、O2双边放炮，offset = 0， O1O2之间布置检波器接收
§4 地震勘探野外工作方法
shot1 shot2 shot3 shot4
offset = 2⊿x ⊿shot = 2⊿x
n =12
station
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
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第四章 地震波的组合原理
m sin w∆t 结论：K ( jw）的振幅特征： 2 = K ( jw) , 1 sin w∆t 2 m −1 K ( jw）的相位特征：θ ( w) = w∆t 2
三、简谐信号的方向特性 G(jw)=g(jw)·K(jw) w)=g(jw)·K(jw)
sin w n ∆t 2
I P I=IK(jw)I=
• 振动函数f（t）的频谱 g ( jw) 振动函数f 振动函数
二、组合的基本原理： 组合的基本原理：
F (t ) = ∑ f (t ) → G ( jw) G ( jw) = g (iw)[1 + e − jw∆t + e − 2 jw∆t + L] 1 − e − jmw∆t 化简得：G ( jw) = g (iw) 1 − e − jw∆t 1 − e − jmw∆t 记：K ( jw) = 1 − e − jw∆t e x − e − x = 2 j sin x 利用欧拉公式 e x + e − x = 2 cos x m sin ∆ϕ j ( m −1 ) ∆ϕ 2 K ( jw) = e 2 1 sin ∆ϕ 2 (*)
x/λ Sin(n πΔx/λ﹡) λ﹡=v*/ f ﹡ IØI= 1/n · Sin(πΔx/λ*) Sin(π x/ )
φ的特征：
1、 ∆x = 0, φ = 1 , 极大值 , 一次极值 λ* ∆x 2、 = 1， φ = 1 二次极值 λ* ∆x 1 2 n −1 3、 = , , ;φ = 0 零点 λ* n n n ∆x 1 1 2 1 n−2 1 4、 , + ,L , = + + ; λ * n 2n n 2n n 2n 有极值，但小于 1。 ∆x 1 5、 ≤ ， φ ≥ 0.707 通放带 λ * 2n ∆x 1 6 > , φ < 0.707 压制带 λ * 2n 5、当 n ≥ 3时，在零点之间出现 n − 2个二次 1 极值，其值近似为 n
地震勘探的理论基础
地 震 勘 探 原 理
第一章 地震勘探的理论基础 第二章 地震波运动学 第三章 地震波动力学 第四章 地震勘探的野外采集 第五章 共反射点多次叠加法 第六章 反射波地震资料的数字处理 第七章 反射波地震资料的解释 第八章 地震勘探的应用
第一章 地震勘探的理论基础
一、地震波的基本概念 二、地震介质模型 三、地震波的传播规律
透射波极性，总是与射波波极性一致。
（3）斯奈尔定律(Snell) 地震波入射到介质的分界面上时，不仅产生反射纵波和透射纵 波，还会发生波形转换，形成反射横波和透射横波，这些波的传播 遵循斯奈尔定律，即
sin sin 1 sin 2 sin 1 sin 2 p vP1 vP1 vS1 vP 2 vS 2
1.地震波传播的基本原理
（1）惠更斯原理（Huygens） 又称为波前原理。已知 t 时刻的波前，波前面上每一点（面元 ）都可以看作是新的子波源，各自发出子波。各子波分别以介质的 波速v向各方传播，形成各自的波前，经Δt 时间，它们的包络面便是 t+Δt 时刻的波前。 根据该原理，只要知道某一时刻的波前面位置，通过几何作图 方法就能求出地震波在任意时刻的波前位置。
C.Huygens, (1629-1695), 荷兰物理学家
t t 时刻的波前面
v t
子波波源
平面波
t 时刻的波前面
t t 时刻的波面
v t
子波波源
t 时刻的波 面
球面波
1.地震波传播的基本原理
（2）惠更斯-菲涅尔原理（Huygens-Fresnel） 惠更斯原理只给出了波传播时的几何空间位置和形态，没有给 出波的振幅。1814-1815年菲涅尔以波的干涉原理，弥补了惠更斯原 理的缺陷，将其发展成为惠更斯-菲涅尔原理。它的内容是： 波动在传播时，任意观测点P处质点的振动，相当于上一时刻波 前面Q上全部新震源产生的所有子波前相互干涉形成的的合成波。 该原理证明了子波在前面任意新波前处发生相长干涉，而在后 面任意点处发生相消干涉，振幅为0。
第一章 地震勘探的理论基础 第二章 地震波运动学 第三章 地震波动力学 第四章 地震勘探的野外采集 第五章 共反射点多次叠加法 第六章 反射波地震资料的数字处理 第七章 反射波地震资料的解释 第八章 地震勘探的应用
第一章 地震勘探的理论基础
一、地震波的基本概念 二、地震介质模型 三、地震波的传播规律
透射波极性，总是与射波波极性一致。
（3）斯奈尔定律(Snell) 地震波入射到介质的分界面上时，不仅产生反射纵波和透射纵 波，还会发生波形转换，形成反射横波和透射横波，这些波的传播 遵循斯奈尔定律，即
sin sin 1 sin 2 sin 1 sin 2 p vP1 vP1 vS1 vP 2 vS 2
1.地震波传播的基本原理
（1）惠更斯原理（Huygens） 又称为波前原理。已知 t 时刻的波前，波前面上每一点（面元 ）都可以看作是新的子波源，各自发出子波。各子波分别以介质的 波速v向各方传播，形成各自的波前，经Δt 时间，它们的包络面便是 t+Δt 时刻的波前。 根据该原理，只要知道某一时刻的波前面位置，通过几何作图 方法就能求出地震波在任意时刻的波前位置。
C.Huygens, (1629-1695), 荷兰物理学家
t t 时刻的波前面
v t
子波波源
平面波
t 时刻的波前面
t t 时刻的波面
v t
子波波源
t 时刻的波 面
球面波
1.地震波传播的基本原理
（2）惠更斯-菲涅尔原理（Huygens-Fresnel） 惠更斯原理只给出了波传播时的几何空间位置和形态，没有给 出波的振幅。1814-1815年菲涅尔以波的干涉原理，弥补了惠更斯原 理的缺陷，将其发展成为惠更斯-菲涅尔原理。它的内容是： 波动在传播时，任意观测点P处质点的振动，相当于上一时刻波 前面Q上全部新震源产生的所有子波前相互干涉形成的的合成波。 该原理证明了子波在前面任意新波前处发生相长干涉，而在后 面任意点处发生相消干涉，振幅为0。
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。
《地震勘探原理》地震组合法
第5节地震组合法一、引言二、简单线性组合的方向特性三、组合的统计效应四、组合的其它效应五、组合参数的确定六、其它组合方式主讲教师：刘洋一、引言二、简单线性组合的方向特性三、组合的统计效应四、组合的其它效应组合的频率特性图五、组合参数的确定（一）干扰波调查干扰波的速度、主周期、道间时差、随机干扰的相关半径。
（二）理论分析计算1、根据有效波和反射波的视速度、周期等，设计不同的组合参数方案（组内距、组合个数），计算组合的方向特性随的组合参数的变化规律2、选择能使有效波落入通放带、干扰波落入压制带的最佳方案。
六、其它组合方式（一）不等灵敏度组合同一组内各检波器接收到的信号幅度不一致。
1、组合方法同一点放两个和更多个检波器。
2、特性曲线特点（1）通放带较宽、陡度较 缓，有利于信号通过； （2）压制带极值较小，有 利于压制干扰波。
不等灵敏度组合特性 曲线示意图（二）面积组合检波器组合布置在一条线上，不能够压制垂直于 测线方向传播的规则干扰波。
1、组合方法检波器分布在一个面积上，可以压制来自不同方向的干扰。
矩形、放射状、圆形分布。
矩形面积组合示意图（二）面积组合2、等效变换原理（二）面积组合2、等效变换原理面积组合和等效变换原理示意图（三）震源组合提高有效波能量。
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第四章地震勘探组合法
当单个检波器接收到的振动是振幅为 A0，初相位为0的简谐波 f t A0 sin w1t，则 n个检波器线性组合的输出 F t 可写成： n sin n -1 2 F t A0 sin wt 2 sin 2 上式的物理意义是： n 个检波器组合后的总输出也是同一频率 的简谐波，其相位与组的中心处的检波器接收到的振动的相位 n 2 相同，而总输出信号的振幅为： A = A0 sin 2 sin
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程 1、组合系统相当于一个滤波器，组合输出信号F(t)的频谱 G(jw)等于输入频谱乘以滤波因子K(jw) 。
G jw g jw • K jw
2、函数K(jw)与信号的形状无关，与信号到达时间也无关， 只与信号的频率有关，以及信号到达组内各检波器的相对 时差有关，即只与组内距和组合点数有关，所以 K(jw)表征 了组合的固有特征，称之为组合的方向频率特性或组合特 性。
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第四章地震勘探组合法
组合不但可以压制规则干扰波，还可以压制随机干扰。 组合法原理： 若反射界面很深，则反射波到地面时，与地面的夹角特 sin 别小（因为深层速度很高，浅层速度较小 1 V1 ，所以一 sin 2 V2 般认为有效波近似垂直出射）。 有效波近乎同时到达检波器，几个检波器的信号加在一 起做为一道输出则因同相迭加振幅显著加强。 而干扰波多出现在浅层，传到各个检波器的信号有先有 后，迭加时就不同相反而被削弱，若△t 干 正好是波的半个周 期时，则干扰波就认为相互抵消了。
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程
当我们只研究某一特定频率wi 的简谐波的组合效果，这时 K(jw)就是方向特性 ，反映了组合对来自不同方向的频率为 wi 的简谐波的叠加效果。当我们固定 △ti ，即只研究来自某 一方向的不同频率的组合效果，这时K(jw)就是频率特性。
t T
t T
物理意义：当波的时差为周期的整数倍时，波也得到最大加强。
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20
3、
t
1 2 n -1 , , , T n n n
0
n=3
零点
n=2
n=4
t T
t T
t T
n=9
n=10
n=20
t T
1 ~ n -1 n
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第四章地震勘探组合法
即 A 是与 和 n有关，其中 的振幅 A w x sin 。这就表明总振动 V 与波的入射角 有关。在反射波法中，从深层水平界面
来的反射波近垂直入射到地面（ 0），这时 A nA0，即总振 幅增加了 n倍，有效波得到加强，而对其它 角较大的干扰波，则 相对地受到压制。 为了更清楚地了解组合的这种相对加强或压制作用同波的入射角
5、组合距的选择原则。
6、方向特性图形特点以及方向效应。 7、地震勘探中随机干扰的特点。 8、统计效应的定义及结论。
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第四章地震勘探组合法
为了设计出压制干扰波的方法，首先就在分析有效波和 干扰波的差别。 组合法是利用有效波与干扰波在传播方向上的差别而提 出的压制干扰波的方法。 1、野外检波器组合：将分布在一定范围内的多个检波器联结 起来，将其接收到的地震信号叠加在一起作为一道地震信号 记录下来。 2、野外震源组合：将分布在一定范围内的多个炮点同时激发， 或将同一记录道接收到的不同炮点激发的波叠加在一起，作 为一个震源来的波。 3、室内组合（混波）：将若干相邻记录道的信号按一定权系 数叠加起来作为一道新的记录道。
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第四章地震勘探组合法
因为 可以用 w， x， ， V 或 t， T 等参数来表示，所以 nw x sin sin 2V 方向特性也可表示成： n， w x sin n sin 2V t sin n 2 t t T 因为 w t ， 则 n， T T n sin t T nw x sin 2Va V 因为 Va ， 则 n， Va w x sin n sin 2Va
地震勘探原理
◙绪论 ◙第二章 几何地震学
◙第三章 地震数据采集
◙第四章 地震组合法原理 ◙第五章 多次覆盖方法 ◙第六章 地震波速度 ◙第七章 地震勘探资料解释 ◙第八章 几种专门的地震方法
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1
第四章地震勘探组合法
◙ 本章要点
1、组合法的分类及定义。 2、组合法压制干扰波的原理。 3、组合对反射波的作用(物理实质）。 4、各组合法的特点（优缺点）。
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特性的图形示意
t T 0
1,
一次极值
n=2
n=3
n=4
t T
t T
t T
n=9
n=10
n=20
t T
t T
t T
物理意义：当波的时差为零时，波得到最大加强。
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2、
t T
1， 2，
1
n=3
二次极值
n=2
n=4
t T
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第四章地震勘探组合法
组合检波分为线性组合 、面积组合
1、线性组合：同一组内的检波器沿测线排列在一条直线上。 2、面积组合：同一组内的检波器在平面上按一定图形布置， 通常有矩形、星形。
线性组合
面积组合
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 线性组合的基本假设： （1）检波器沿直线排列； （2）地震波是简谐平面波； （3）各检波器接收的信号的形状一样，只是时间延迟不同。 以f(t)为输入信号，以组合后的输出为总输出 输入f(t)→组合系统→F(t)（输出），在组合系统中，有几 个形状相同而相位不同的信号相迭加。 组合系统相当于一个滤波系统，对于干扰信号滤除，对有 效波加强。
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.2 简单线性组合的方向特性 Direction Character
x nt sin w 1 sin n K jw 1 sin n f t 1 2 n n sin f t n n t x sin w sin 2
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
由于时差很小，可以认为它们大致是同时接收到反射波，所 以组合后，两个反射波信号近似是同相叠加，叠加后，总振幅变 成2A。
注意：组合对于反射波来说，相当于不同位置，时 间几乎相同的波的近同相叠加，叠加(Stack)后，反射 波能量得到加强(Strengthen) 。
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t
x sin
，所以第二个检波器接收到的振动是 f (t t )，
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第四章地震勘探组合法
组合后的振动记作 F (t )，并有： F (t ) f (t ) f (t t ) f (t ( n 1) t ) 对上式两边求付立叶变换，把 F (t )的付立叶变换记作 G ( jw ), G ( jw ) g ( jw ) g ( jw )e jwt g ( jw )e ( n 1) jwt 即 G ( jw ) g ( jw )[1 e jwt e ( n 1) jwt ] 等式右边括号内是一个等比数列，记作 K ( jw )， n w t ( n 1) n -1 1 e njwt jwi t 2 e 2 jwt 则 K ( jw ) e jwt w t 1 e i0 sin 2 n w t sin ( n 1) 2 e 2 jwt 则有 G ( jw ) g ( jw ) K ( jw ) g ( jw ) w t sin 2 sin
、检波器数目 n、检波器间距 x等参数之间的关系，通常用组合
后总振动的振幅与组合前 单个检波器接收到的振动的振幅的 n倍 n A 2 之比： n， 来表示组合对来自不同方 nA0 n sin 2 向的波的相对加强或压制效果， n， 称为组合的方向特性。 sin
时，波得到最大压制。
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4、 0
t
T 2n 1 t 2n -1 , 2n T 2n
1
，
0.707 0.707
通放带 压制带
n=2
通放带 通放带 压制带 通放带
n=3
通放带 压制带 通放带
n=4
通放带 压制带
t T
t T
t T
物理意义：通放带边界为1/2n，组合个数越多，通放带越窄，压 制带越宽。这就是说，检波器个数越多，对干扰波压制范围越宽。
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程
第一个检波器接收到振动的时间记为零 , 振动函数数是 f (t )。 又设组内各检波器接收到的振动波形和振幅都一样，只是有 相对时差。那么，第二个检波器相对于第一个要晚 t，且 V 同理，第 n个检波器接收到的振动是 f (t ( n 1) t )。 设 f (t )的谱是 g ( jw )，根据时延定理，有： f (t t )的谱是 g ( jw )e jwt f (t 2 t )的谱是 g ( jw ) e 2 jwt f (t ( n 1) t )的谱是 g ( jw ) e ( n 1) jwt
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第四章地震勘探组合法
当单个检波器接收到的振动是振幅为 A0，初相位为0的简谐波 f t A0 sin w1t，则 n个检波器线性组合的输出 F t 可写成： n sin n -1 2 F t A0 sin wt 2 sin 2 上式的物理意义是： n 个检波器组合后的总输出也是同一频率 的简谐波，其相位与组的中心处的检波器接收到的振动的相位 n 2 相同，而总输出信号的振幅为： A = A0 sin 2 sin
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程 1、组合系统相当于一个滤波器，组合输出信号F(t)的频谱 G(jw)等于输入频谱乘以滤波因子K(jw) 。
G jw g jw • K jw
2、函数K(jw)与信号的形状无关，与信号到达时间也无关， 只与信号的频率有关，以及信号到达组内各检波器的相对 时差有关，即只与组内距和组合点数有关，所以 K(jw)表征 了组合的固有特征，称之为组合的方向频率特性或组合特 性。
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第四章地震勘探组合法
组合不但可以压制规则干扰波，还可以压制随机干扰。 组合法原理： 若反射界面很深，则反射波到地面时，与地面的夹角特 sin 别小（因为深层速度很高，浅层速度较小 1 V1 ，所以一 sin 2 V2 般认为有效波近似垂直出射）。 有效波近乎同时到达检波器，几个检波器的信号加在一 起做为一道输出则因同相迭加振幅显著加强。 而干扰波多出现在浅层，传到各个检波器的信号有先有 后，迭加时就不同相反而被削弱，若△t 干 正好是波的半个周 期时，则干扰波就认为相互抵消了。
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程
当我们只研究某一特定频率wi 的简谐波的组合效果，这时 K(jw)就是方向特性 ，反映了组合对来自不同方向的频率为 wi 的简谐波的叠加效果。当我们固定 △ti ，即只研究来自某 一方向的不同频率的组合效果，这时K(jw)就是频率特性。
t T
t T
物理意义：当波的时差为周期的整数倍时，波也得到最大加强。
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20
3、
t
1 2 n -1 , , , T n n n
0
n=3
零点
n=2
n=4
t T
t T
t T
n=9
n=10
n=20
t T
1 ~ n -1 n
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第四章地震勘探组合法
即 A 是与 和 n有关，其中 的振幅 A w x sin 。这就表明总振动 V 与波的入射角 有关。在反射波法中，从深层水平界面
来的反射波近垂直入射到地面（ 0），这时 A nA0，即总振 幅增加了 n倍，有效波得到加强，而对其它 角较大的干扰波，则 相对地受到压制。 为了更清楚地了解组合的这种相对加强或压制作用同波的入射角
5、组合距的选择原则。
6、方向特性图形特点以及方向效应。 7、地震勘探中随机干扰的特点。 8、统计效应的定义及结论。
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第四章地震勘探组合法
为了设计出压制干扰波的方法，首先就在分析有效波和 干扰波的差别。 组合法是利用有效波与干扰波在传播方向上的差别而提 出的压制干扰波的方法。 1、野外检波器组合：将分布在一定范围内的多个检波器联结 起来，将其接收到的地震信号叠加在一起作为一道地震信号 记录下来。 2、野外震源组合：将分布在一定范围内的多个炮点同时激发， 或将同一记录道接收到的不同炮点激发的波叠加在一起，作 为一个震源来的波。 3、室内组合（混波）：将若干相邻记录道的信号按一定权系 数叠加起来作为一道新的记录道。
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第四章地震勘探组合法
因为 可以用 w， x， ， V 或 t， T 等参数来表示，所以 nw x sin sin 2V 方向特性也可表示成： n， w x sin n sin 2V t sin n 2 t t T 因为 w t ， 则 n， T T n sin t T nw x sin 2Va V 因为 Va ， 则 n， Va w x sin n sin 2Va
地震勘探原理
◙绪论 ◙第二章 几何地震学
◙第三章 地震数据采集
◙第四章 地震组合法原理 ◙第五章 多次覆盖方法 ◙第六章 地震波速度 ◙第七章 地震勘探资料解释 ◙第八章 几种专门的地震方法
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1
第四章地震勘探组合法
◙ 本章要点
1、组合法的分类及定义。 2、组合法压制干扰波的原理。 3、组合对反射波的作用(物理实质）。 4、各组合法的特点（优缺点）。
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1、
特性的图形示意
t T 0
1,
一次极值
n=2
n=3
n=4
t T
t T
t T
n=9
n=10
n=20
t T
t T
t T
物理意义：当波的时差为零时，波得到最大加强。
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2、
t T
1， 2，
1
n=3
二次极值
n=2
n=4
t T
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第四章地震勘探组合法
组合检波分为线性组合 、面积组合
1、线性组合：同一组内的检波器沿测线排列在一条直线上。 2、面积组合：同一组内的检波器在平面上按一定图形布置， 通常有矩形、星形。
线性组合
面积组合
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 线性组合的基本假设： （1）检波器沿直线排列； （2）地震波是简谐平面波； （3）各检波器接收的信号的形状一样，只是时间延迟不同。 以f(t)为输入信号，以组合后的输出为总输出 输入f(t)→组合系统→F(t)（输出），在组合系统中，有几 个形状相同而相位不同的信号相迭加。 组合系统相当于一个滤波系统，对于干扰信号滤除，对有 效波加强。
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.2 简单线性组合的方向特性 Direction Character
x nt sin w 1 sin n K jw 1 sin n f t 1 2 n n sin f t n n t x sin w sin 2
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合
由于时差很小，可以认为它们大致是同时接收到反射波，所 以组合后，两个反射波信号近似是同相叠加，叠加后，总振幅变 成2A。
注意：组合对于反射波来说，相当于不同位置，时 间几乎相同的波的近同相叠加，叠加(Stack)后，反射 波能量得到加强(Strengthen) 。
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t
x sin
，所以第二个检波器接收到的振动是 f (t t )，
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第四章地震勘探组合法
组合后的振动记作 F (t )，并有： F (t ) f (t ) f (t t ) f (t ( n 1) t ) 对上式两边求付立叶变换，把 F (t )的付立叶变换记作 G ( jw ), G ( jw ) g ( jw ) g ( jw )e jwt g ( jw )e ( n 1) jwt 即 G ( jw ) g ( jw )[1 e jwt e ( n 1) jwt ] 等式右边括号内是一个等比数列，记作 K ( jw )， n w t ( n 1) n -1 1 e njwt jwi t 2 e 2 jwt 则 K ( jw ) e jwt w t 1 e i0 sin 2 n w t sin ( n 1) 2 e 2 jwt 则有 G ( jw ) g ( jw ) K ( jw ) g ( jw ) w t sin 2 sin
、检波器数目 n、检波器间距 x等参数之间的关系，通常用组合
后总振动的振幅与组合前 单个检波器接收到的振动的振幅的 n倍 n A 2 之比： n， 来表示组合对来自不同方 nA0 n sin 2 向的波的相对加强或压制效果， n， 称为组合的方向特性。 sin
时，波得到最大压制。
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4、 0
t
T 2n 1 t 2n -1 , 2n T 2n
1
，
0.707 0.707
通放带 压制带
n=2
通放带 通放带 压制带 通放带
n=3
通放带 压制带 通放带
n=4
通放带 压制带
t T
t T
t T
物理意义：通放带边界为1/2n，组合个数越多，通放带越窄，压 制带越宽。这就是说，检波器个数越多，对干扰波压制范围越宽。
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第四章地震勘探组合法
◙4.1 检波器简单线性组合 4.1.1 检波器简单线性组合的滤波方程
第一个检波器接收到振动的时间记为零 , 振动函数数是 f (t )。 又设组内各检波器接收到的振动波形和振幅都一样，只是有 相对时差。那么，第二个检波器相对于第一个要晚 t，且 V 同理，第 n个检波器接收到的振动是 f (t ( n 1) t )。 设 f (t )的谱是 g ( jw )，根据时延定理，有： f (t t )的谱是 g ( jw )e jwt f (t 2 t )的谱是 g ( jw ) e 2 jwt f (t ( n 1) t )的谱是 g ( jw ) e ( n 1) jwt