地震勘探原理重点、考点

绪论1、了解地下资源信息有那些主要手段1、地质法：(Geology Method)2、地球物理方法：(Exploration Methods)3、钻探法：Drill Way (Log/Well)4、综合方法：地质、物探(物化探)、钻探结合起来，进行综合勘探。

2 有几种主要地球物理勘探方法，它们的基本原理。

地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地球物理测井3、什么是地震勘探？就是通过人工方法激发地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法。

4、地震勘探的主要工作环节。

野外资料采集、地震资料处理、地震资料解释第一章 地震波动力学地震波运动学：研究在地震波传播过程中的地震波波前的空间位置与其传播时间的关系，即研究波的传播规律，以及这种时空关系与地下地质构造的关系。

地震波动力学：研究地震波在传播过程中波形、振幅、频率、相位等特征的及其变化规律，以及这些变化规律与地下的地层结构，岩石性质及流体性质之间存在的联系。

地震波：一种在岩层中传播的、频率较低的弹性波。

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—某一时刻介质中刚开始振动与静止时的分界面。

波后—振动刚停止时刻的分界面为波后，也叫波尾。

波线—在一定条件下，认为波及其能量是沿着 一条“路径”从波源传到所观测的一点P 。

这是一条假想的路径，也叫射线。

是用来描述波的传播路线的。

振动曲线——某点振动随时间的变化的曲线称为，也称振动图。

一条振动曲线只反映一个点的振动。

波形曲线—把在同一时刻各点的位移画在同一图上形成的曲线。

波形曲线表示某时刻各点振动位置 与各点位置的关系。

不同的时刻有不同的波形曲线。

视速度—当波的传播方向与观测方向不一致(夹角θ)时，观测到的速度并不是波前的真速度V ，而是视速度Va 。

透射定律1）透射线也位于入射面内，2）入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二两种介质的波速之比,即声阻抗指的是介质(地层)的密度和波的速度的乘积(Zi=ρiVi ，i 为地层)，在地震学中称波阻抗 斯奈尔(Snell)定律：P V V V V V V SiSi Pi pi S S P p S S P P =======θθθθθθsin sin ..........sin sin sin sin 22222211费马原理指出波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件(旅行时为极小)惠更斯(huygens)原理波在传播过程中，任意时刻的波前面上的每一点都可以看作是一个新的点震源，由它产生二次扰动，形成元波前，且以后时刻的新波前面的位置就是该时刻波前面所激发的所有二次波的包络面。

体波--在介质的整个立体空间中传播的波，称为体波。

有两种类型的波：纵波和横波面波—在自由表面或岩体分界面上传播的波。

纵波质点振动方向与波的传播方向一致，传播速度最快。

又称压缩波(compressional)、膨胀波(dilatational)、纵波(longitudinal)或P-波(P-Wave)。

横波质点振动方向与波的传播方向垂直，速度比纵波慢，也称剪切(shear)波、旋转(rotational)波、横波(transverse)或S-波(S-wave)，速度为纵波约0.7倍。

时距关系(曲线)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之间的关系曲线。

波至(初至)--接收点由静止状态到因波到达开始振动的时刻，这个时刻称为波的初至。

相位--这个相位与物理中的相位概念不同，地震勘探中习惯用振动波形图上某个特定的位置(极大或极小值)来表示。

地震相位通常指反射波组的特征，包括振幅、周期和连续性等。

同相轴(event)--一组地震道上整齐排列的相位，表示一个新的地震波的到达，由地震记录上系统的相位或振幅变化表示。

纵测线：激发点与接收点在同一条直线上，这样的测线称为纵测线。

用纵测线进行观测得到的时距曲线称为纵时距曲线。

非纵测线：激发点不在测线上，用非纵测线进行观测得到的时距曲线称为非纵时距曲线。

正常时差水平界面时，对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射旅行时同以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射旅行时之差。

这是由于炮检距不为零引起的时差。

动校正在水平界面的情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差 t，得到x/2处的t0时间。

这一过程叫正常时差校正，或称倾角时差去掉炮检距的影响，纯粹由于界面存在倾角而引起的反射波旅行时差，称为倾角时差。

也可以说是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。

时距曲面如果在一点激发，而同时在一个面上的许多点进行接收，若观测面是平面，波到达观测面上的各点的时间t就是观测点坐标（x,y）的二元函数t = f(x,y)，显然，函数t = f(x,y)的图形是一个曲面，称为时距曲面，函数t = f(x,y)称为时距曲面方程。

时间场设有一个地震波在介质内传播，如果在介质中任一点M(x,y,z)进行观测，则可以确定波前到达这一点的时间t，波前传播的时间t可以看成观测点坐标(x,y,z)的函数，即t=g(x,y,z)，因而就可以确定了一个标量场t(x,y,z)，在地震勘探中把这个标量场叫做时间场，即波至时间的空间分布；等时面如果给定一个时间值ti，则可以找出由空间具有相同ti值的点所组成的波面，称为等时面。

平均速度Vav－－就是用这组地层的总厚度去除以波在垂直层面的方向旅行的总时间。

第二章 地震信号的频谱分析频谱分析，就是利用付立叶方法来对振动信号进行分解并进而对它进行研究和处理的一种过程。

频谱(Spectrum):一个复杂的振动信号，可以看成是由许多简谐分量叠加而成；那许多简谐分量及其各自的振幅、频率和初相，就叫做复杂振动的频谱。

振幅谱是以频率为横坐标、各频率谐波的振幅为纵坐标绘出的曲线；相位谱则以各频率谐波的相位为纵坐标绘出的图形。

主频ω0 ——频谱极大值所对应的频率。

频宽Δω=ω2-ω1 ——振幅谱等于最大值的0.707倍处的两个频率值之间的宽度。

采样定理若采样频率为fs 时，信号频率为f ，则满足这样的条件，即当采样频率fs 大于信号频率f 的2倍时，采集到的离散信号才能完全恢复原来的连续信号。

f f s 2假频(Alias某一频率的连续信号，在离散采样时，由于采样频率小于信号频率的两倍，于是在连续信号的每一个周期内取样不足两个，取样后变成另一种频率的新信号，这就是假频。

第三章 地震勘探的野外工作随机干扰－－表现为无一定频率、传播方向的干扰波，在地震记录上形成杂乱无章的干扰背景。

形成形成因素很多，自然条件、激发条件、人为条件；随机干扰也可能出现重复，如地表不均匀引起的散射。

规则干扰－－具有一定主频 和视速度，能在地震记录上以一定同相轴出现的干扰波。

如面波、声波、浅层折射波，侧面波等。

面波－地震勘探中最常见的一种干扰波，是沿自由表面传播的波，产生原因很多，如地表的纵波、横波干涉引起的。

特点：1、频率低（几－30Hz ）2、速度低（100－1000m/s ），常见的速度在200－500m/s ，时距曲线是直线，3、频散现象（Dispersion ）--速度随频率变化V=V(f)。

在地震记录上呈扫帚状。

4、能量的强弱与激发岩性、深度和地质条件有关。

面波的压制方法：1、选择适当的激发条件：激发岩性:疏松地层容易产生较强的面波激发深度：越深面波越弱2、采用组合的方法压制面波（组合的方向特性）；3、选择适当的观测系统避开面波；4、资料处理：频率滤波。

声波－－在坑、浅水池、河和干井中爆炸，都会出现强烈的声波，在空气中传播的波，特点：比较稳定，频率较高，速度在340m/s 左右，延续时间短。

克服方法：采用井中爆炸，并用埋井的办法以增强有效波能量和防止声波干扰。

浅层折射波－－当浅层存在高速度地层时产生。

侧面波－－非射线平面来的波均称为侧面波，一般影响深层记录，利用三维偏移压制侧面波。

测线布置两个总的要求： 1)测线应为直线；2)测线一般垂直地下构造的走向地震测线指沿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。

测线的布置对于了解地下构造有很大的关系。

观测系统的概念在具体施工中，每条测线都分成若干观测段，逐段进行观测。

—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。

地震排列—指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。

排列的概念用来记录反射地震波的炮点与检波点（检波器）组合中心之间的相对位置。

在一个工区，此关系是固定的。

道间距—指相邻检波器之间的距离，Δx 。

炮间距—指相邻两炮之间的距离，υ。

偏移距—指炮点离第一个检波器的距离，等于最小炮检距，μΔx 。

覆盖—如果某一段界面上的反射波能被排列接收，称这段界面受到覆盖或受到追踪.综合平面法——在平面图上表示出激发点和接收点的相对位置关系，以及观测到的地段。

综合平面法的作图方式：①把测线上的激发点O1，O2，O3……按一定比例尺标在水平直线上。

②然后从激发点向两侧作与测线成450角的斜线，组成坐标网。

③当在测线上某点激发而在某一地段接收时，则可将测线上的接收段投影到通过爆炸点的450斜线上，用这段投影来表示。

要了解观测段所反映(追踪)的界面(水平)，可以把斜线上的接收段向水平线作投影就是。

多次覆盖是指对被追踪界面的观测次数而言，n 次覆盖即对界面追踪n 次。

观测系统覆盖次数与排列和移动道数在施工中，每放一炮，排列和炮点向前移动的道数m 为：nS N 2 N 是排列中的接收道数：n 是覆盖次数；S 是一端放炮时等于1，两端放炮时等于2。

例如，24道接收，三次覆盖一端放炮，放完一炮后，炮点的排列向前移动4道检波点距。

若十二次覆盖，则应移动1道检波点距。

地震勘探对激发的要求使地震波具有足够强的能量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炸药震源与地震波的关系：可控震源定义：—利用气体或水力，驱动地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，震源的波列示已知的。

工作原理：通过增加波列的延续时间来增加地震波的能量增大有效波的能量有两个途径：1）增大振幅，如加大药量，这种方法受到一定限制；2）增大信号的延续时间△t，信号延续时间过长又降低了分辨能力，这是一个矛盾工作方法：根据相关分析原理，采用脉冲压缩记录方法（也称连续振动法Vibroseis），向地下输入一个延续时间很长的脉冲信号，记录的地震响应在资料处理阶段将其压缩成一个短脉冲，从而达到既增强信号能量，又不降低分辨能力的目的。