地震勘探原理习题答案

2.3.1 推导水平层状介质和连续介质情况下反射波时距曲线，并讨论其主要特点 2.3.2 利用水平层状介质的参数方程和双曲线方程分别编程，对自己给定的地质模型进 行计算，并对结果进行分析比较
第 4 节 地震折射波运动学
2.4.1 基本概念 1. 折射波盲区：当入射角大于等于临界角时，在炮检距大于 Q 点外的地段还可接 收到折射波，而在 OQ 范围内接收不到折射波，OQ 地段称为折射波盲区 2. 初至波：地震发生后，地震观测点最先接收到的波称初至波 3. 续至波：随初至波后到达接收器的波 4. 交叉时：在折射波时距曲线图上，因为有盲区存在，激发点附近没有折射波，但 可将折射波时距曲线人为地延伸，使之与通过激发点的纵坐标轴相交，此交点处的时间 叫做交叉时，习惯上则称为折射波的 ti。 2.4.2 对单界面的直达波、反射波和折射波时距曲线进行详细分析和比较 （1） 直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线。 这点可从数学关系上加以论证， 可自行推演 （ 2 ）折射波时距曲线与反射波时距曲线在 M1 点或 M2 点相切，切点坐标为 { ������������ = 2ℎ0 tan ������������ ������������ = ������
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地震资料采集基础
大，而使整条时距曲线趋于平缓。 2.4.3 证明在临界角以外，界面上任一点的滑行波比入射波先到 2.4.4 讨论三层介质情况下折射波的时距曲线及其特点 2.4.5 请用其他办法推导倾斜单界面折射波的时距曲线
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第三章
地震资料采集基础
第 1 节 表层结构调查&地震干扰波
3.1.1 简述表层结构调查。 3.1.2 详细分析如何利用折射波法求取低速带和降速带速度，并给出相应的公式推导 3.1.3 简述一次静校正所包括的具体内容和公式 利用野外实测的表层资料直接进行的静校正称为野外(一次)静校正，又称为基准面 静校正。它的方法是人为选定一个海拔高程作为基准面，利用野外实测得到的各点高程 及低速带厚度、速度或井口时间 tuh 等资科，将所有激发点和检波点都校正到此基准面 上,用基岩速度替代低速带速度，从而去掉表层因素的影响。一次静校正包括井深校正、 地形校正以及低速带校正等内容。 1) 井深校正：将激发源 S 的位置由井底校正到基准面 D。根据已知的表层参数及 井深数据，按下式计算井深校正量： Δ������������ = − ℎ0 ������0
2ℎ0 ������ ������ ������
0 cos ������������
1 2 ������������ = ������������ −������ 2 1 （3）直达波与折射波的时距曲线有一个交点，交点坐标为：{ ������������ ������2 ，式中 ti 为 ������������ = ������ −������ 2 1
2
������ ������
地震波传播基本规律与时距关系
∴反射定律得证.
第 2 节 单界面反射波时距关系
2.2.1 直达波的时距曲线方程和特点 直达波就是从震源直接到达检波器的波.它的时距曲线方程为t = ± ������。 直达波时距曲 线的图象， 为通过震源 O 点的两条直线， 它形象的展示了直达波到达测线上任一接收点 时间同观测点与激发点之间距离的关系。 2.2.2 均匀介质共中心点时距曲线的特点 1) 共反射点时距曲线方程在形式上与共炮点时距曲线方程一样， 也是一条双曲线。 2) 时距曲线只反映界面上的一个点，即同反射点 R。 3) 双曲线极小点位于共中心点的正上方。 2.2.3 详细说明动校正、倾角时差的概念 动校正(Dynamic Correction)或称为正常时差(Nomal Moveout， NMO)， 是指对界面上 某点以炮检距 x 进行观测得到的反射波旅行时与以零炮检距(自激自收)进行观测得到的 反射波旅行时之差。也就是因为炮检距不为零所引起的时差；即：任一接收点的反射波 传播时间 t，和自激自收时间 tx=2h/v 的时间差。 倾角时差是指由激发点两侧对称位置观测到的来自同一倾斜界面的反射波旅行时 差。 2.2.4 详细说明共炮点时距曲线和共中心点时距曲线的差异 1) 反射波时距曲线都是一条双曲线 2) 极小点位置不同 共激发点：{ ������������������������=±2ℎ0 sin ������ ������������������������ =
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地震波传播基本规律与时距关系
3) 物理意义上的差别
共中心点反射波时距曲线只反映界面上一个点 R（界面水平时）或 R 点附近的一个 小区间 （界面倾斜时时） 的情况 ， 而共激发点反射波时距曲线反映的是一段反射界面的 情况。在共激发点反射波时距曲线上这个 t0 反映激发点处反射波的垂直反射时间，在共 反射点时距曲线上，这个 t0 时间代表共中心点 M 处垂直反射时间 2.2.5 推导倾斜界面共中心点（共反射点）反射波时距曲线 如右图所示， 界面的倾角为φ,在界面下倾方向 O 点激发，上倾方向 S 点接收；炮点处反射界面的 法线深度为 h,共中心点 M 处界面的法线深度为 h0, ̅̅̅̅ = ������,因此在接收点 S 处 地震波速度为 v， 炮检距������������ 接收到来自 A’点的反射波旅行时间式很容易写出， 即 t 为: t= 1 2 √������ − 4ℎ������ sin ������ + 4ℎ2 ������
其中：������������������ =
2ℎ0 ������
,它是共中心点 M 处的自激自收时间。此两个方程中已将各炮点处
的法线深度 h 转为共中心点 M 处的深度 ho,这就是倾斜界面的共中心点反射波时距曲线
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地震波传播基本规律与时距关系
方程。
第 3 节 水平层状介质及连续介质反射波时距关系
−(������������������ ������) ������(������) = [1 − 2(������������ ������ ������) ]������ 2
2
2.1.2 基本原理 反射定律：反射线位于入射平面内，反射角等于入射角，即α = ������ ′ 透射定律： 透射线也位于入射面内,入射角的正弦与透射角的正弦之比等于第一、 第 二两种介质中的波速之比，即：sinα/sinβ=V1/V2 Snell 定律：波的传播路径满足斯奈尔定律（Snell’s Law） ，其中 P 称为射线参数。 即：
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地震波传播基本规律与时距关系
������������������������ ������������������������′1 ������������������������′2 ������������������������1 ������������������������2 = = = = = ������ ������������1 ������������1 ������������1 ������������2 ������������2 惠更斯原理：波前面上的每一点都可以认为是独立的、新的点震源，每一个点都应 看成是新的独立的小震源，叫做次波源 费马原理：又称时间最小原理，指波在介质中的实际传播路线所需的旅行时间比任 何其他理想传播路线所需的“旅行时间”要短 2.1.3 地震波的分类 在地震勘探中，地层弹性介质内传播的弹性被称为地震波。 1) 地震波在地球内部传播会产生两种体波:纵波(P 波，Primary waves)和横波(S 波 Secondary waves)。 P 波：纵波又称胀缩波，当该波经过时，质点沿着波的传播方向做压缩或拉伸 运动，它使介质某一区域体积变化，即膨胀或压缩，在这种状态下介质质点围 绕其平衡位置往返运动， 单元体积不旋转。 P 波是地震波中传播速度最快的波， 可以在固、液、气中传播。 S 波：横波又称剪切波，质点的运动方向与 S 波的传播方向互相垂直，介质中 产生剪切力，因而使弹性介质单元体旋转。S 波的速度小于 P 波，且不能在液 体中传播。 2) 地震面波是在地球表面附近传播的一种波， 主要有 Rayleigh 波(R 波) 和 Love 波 (L 波)。面波只分布于弹性界面附近，速度比体波慢。 2.1.4 惠更斯原理证明反射定理 如右图，入射波到两种介质分界面上，AB 是其波阵面，A’B’是反射波的波阵面。 ∵AB⊥BB’，B’A’⊥A’A，又 AB=AB’，AB’为公共边. ∴ 直 角 三 角 形 △ABB’ 与 △B’A’A 全等. 则∠A’AB’=∠BB’A. ∴������1 = 2 − ∠������������ ′ ������, ������2 = 2 − ∠������′ ������������ ′ . ∴������1 = ������2.
地震波传播基本规律与时距关系
第一章 第二章
绪论（略）
地震波传播基本规律与时距关系
第 1 节 地震波基本概念与基本规律
2.1.1 基本概念 1. 地震子波：Wavelet，是一段具有确定的起始时间、能量有限且有一定延长长度 的信号，它是地震记录的基本单元 2. 波面：介质中每一个同时开始振动的曲面 3. 射线：几何地震学中，通常认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所考 虑的一点 P，然后又沿着那条“路径”从 P 点传向其他位置。这样的假想路径称为通过 P 点的波线或射线 4. 振动图：在波传播的某一特定距离上，该处质点位移随时间变化规律的图形 5. 波剖面：在地震勘探中，通常把沿着测线画出的波形曲线叫做“波剖面” 6. 视速度和视波长：如果不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定波速和 波长，得到的结果就不是波速和波长的真实值。这样的结果叫做简谐波的视速度和视波 长 7. 全反射：如果 V2>V1，则有 sinθ2>sinθ1，即θ2>θ1；当θ1 增大到一定程度但 还没到 90°时，θ2 已经增大到 90°，这时透射波在第二种介质中沿界面“滑行” ， 出现了“全反射”现象，因为θ1 再增大就不能出现透射波了 8. 雷克子波：地震子波的一种，由雷克最早提出，其在时间域的表现形式为：