地震勘探及其运用

二、地震勘探发展简史
地震勘探始于 19 世纪中叶。1845 年,R.马利特曾用人工激发的地震波来测量弹性 波在地壳中的传播速度。这可以说是地震勘探方法的萌芽。
1921 年，J.C.卡彻将反射法地震勘探投入实际应用，在美国俄克拉荷马州首次记 录到人工地震产生的清晰的反射波。1930 年，通过反射法地震勘探工作,在该地区发现 了 3 个油田。
记录器将放大后的电信号按一定时间间隔离散采样，以数字形式记录在磁带上。磁 带上的原始数据可回放而显示为图形。
4.2 地震数据处理
数据处理的任务是加工处理野外观测所得地震原始资料，将地震数据变成地质语言 ──地震剖面图或构造图。经过分析解释，确定地下岩层的产状和构造关系，找出有利 的含油气地区。还可与测井资料、钻井资料综合进行解释，进行储集层描述，预测油气 及划定油水分界。
图 3 主机
图 4 检波器
3.3 数据分析系统
地震勘探技术的分类主要依据是地震资料处理方法的不同。主要包括散射法、反射 法、折射法、地震测井等。
四、地震勘探过程
4.1 地震数据采集
在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。 安排测线采用与地质构造走向相垂直的方向。每个检波器组接收的信号通过放大器和记 录器，得到一道地震波形记录，称为记录道。为适应地震勘探各种不同要求，各检波器 组之间可有不同排列方式，如中间放炮排列、端点放炮排列等。
成绩评定： 任课教师（签名）：
年月日
三维勘探技术依靠计算机和软件处理来完成，主要分为野外数据采集、室内数据处 理、地震资料解释三个步聚，是一项复杂的，综合性较强的系统工程。
三维地震勘探中，其反射波来自不同的层位和方向，检波器宜采用中心对称的线性 组合方式，以使各个方向的反射波具有同等的组合特性，有利于压制不规则干扰波。
学生 学习 心得
勘查技术与工程专业导论
课程总结论文
论文题目
地震勘探及其运用
学院名称
地球物理学院
专业名称
勘查技术与工程
学生姓名
刘宏
学生学号
201405060117
任课教师
曹俊兴、李琼、文晓涛、王绪东
论文成绩
教务处 制
2014 年 12 月 30 日
地震勘探及其运用
一、地震勘探的概念
地震勘探是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震 波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
折射法地震勘探始于 20 世纪早期德国 L.明特罗普的工作。30 年代末，苏联Г.А. 甘布尔采夫等吸收了反射法的记录技术，对折射法作了相应的改进。早期的折射法只能 记录最先到达的折射波，改进后的折射法还可以记录后到的各个折射波，并可更细致地 研究波形特征。
从 70 年代初期开始，采用地震勘探方法研究岩性和岩石孔隙所含流体成分。根据 地震时间剖面振幅异常来判定气藏的“亮点”分析，以及根据地震反射波振幅与炮检距 关系来预测油气藏的 AVO 分析,已有许多成功的例子。从地震反射波推算地层波阻抗和 层速度的地震拟测井技术，在条件有利时，可以取得有地质解释意义的实际效果。现代 的地震勘探正由以构造勘探为主的阶段向着岩性勘探的方向发展。
反射法勘探采用的最大炮检距一般不超过最深目的层的深度。反射波在返回地面的 过程中遇到界面再度反射，因而在地面可记录到经过多次反射的地震波。如地层中具有 较大反射系数的界面,可能产生较强振幅的多次反射波,形成干扰。
反射法观测广泛采用多次覆盖技术。连续地相应改变震源与检波点在排列中所在位 置，在水平界面情形下，可使地震波总在同一反射点被反射返回地面，反射点在炮检距 中心点的正下方。具有共同中心反射点的相应各记录道组成共中心点道集，它是地震数 据处理时所采用的基本道集形式，称为 CDP 道集。
图 1 炸药震源
图 2 电火花震源
3.2 数据采集系统
采集系统主要包含主机（如图 3 所示），接收器及其他配件。接收器一般被称为检 波器（如图 4 所示），用于接受震源产生的震动信号，主机负责记录并保存。根据探测 目标的不同使用不同通道数和采样频率的主机和检波器。通常目标尺度越小，探测深度 越大，对采集系统的要求越高。
地震烃类解释利用反射振幅、速度及频率等信息，对含油气有利地区进行烃类指标 分析。通常需综合运用钻井资料与测井资料进行标定分析与模拟解释，对地震异常作定 性与定量分析,进一步识别烃类指示的性质,进行储集层描述，估算油气层厚度及分布范 围等。
五、地震勘探主要方法 5.1 反射法
利用反射波的波形记录的地震勘探方法。地震波在其传播过程中遇到介质性质不同 的岩层界面时，一部分能量被反射,一部分能量透过界面而继续传播。如图 5 所示，为 反射波法得到的数据显示:
反射法可利用纵波反射和横波反射。横波速度与岩层孔隙所含流体无关，流体性质 变化时，横波振幅并不发生相应变化。但当岩石本身性质出现横向变化时，则纵波与横 波反射振幅均出现相应变化。因而，联合应用纵波与横波，可对振幅变化的原因作出可 靠判断，进而作出可靠的地质解释。
5.2 折射法
利用折射波的地震勘探方法。地层的地震波速度如大于上面覆盖层的波速，则二者 的界面可形成折射面。以临界角入射的波沿界面滑行，沿该折射面滑行的波离开界面又 回到原介质或地面，这种波称为折射波。折射波的到达时间与折射面的深度有关，折射 波的时距曲线（折射波到达时间与炮检距的关系曲线）接近于直线，其斜率决定于折射 层的波速。图 6 为折射波法原理图。
在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面， 地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号 与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波 记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。
地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。地震 勘探的深度一般从数十米到数十千米。
图 6 折射波法 震源附近某个范围内接收不到折射波，称为盲区。折射波的炮检距往往是折射面 深度的几倍，折射面深度很大时，炮检距可长达几十公里。
六、三维地震勘探的应用
三维地震勘探技术是从二维勘探技术演变而来，其主要是综合了物理学、数学、计 算机学、图像学等科学，并通过回射地震波信息来对地质情况进行分析。与二维勘探技 术相比，三维勘探技术的优势更为明显示，这主要是由于三维勘探技术所获得的空间数 据较大，而且密度较高，信息点最高的密度可以达到 12×12 米。
三、地震勘探系统组成
3.1 震源系统
地震勘探系统根据采集环境和探测目标的不同使用不同的震源。爆炸震源（如图 1 所示）是地震勘探中广泛采用的非人工震源，目前已发展了一系列其他震源，如重锤、 连续震动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘 探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体（如图 2 所示） 等方法。
地震数据处理的另一重要目的是实现正确的空间归位。各种类型的波动方程地震偏 移处理是构造解释的重要工具，有助于提供复杂构造地区的正确地震图像。
4.3 地震数据解释
4.3.1 地震构造解释 地震构造解释以水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要资料，分析剖面上各种波
的特征，确定反射标准层层位和对比追踪，解释时间剖面所反映的各种地质构造现象， 构制反射地震标准层构造图。 4.3.2 地震地层解释
学生（签名）： 年月日
本人郑重声明所呈交的课程报告是本人在指导教师指导下进行的研除了文中特别加以标注的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同学对本文研究所做的贡献 均已在报告中作了明确的说明并表示谢意。
学生（签名）：
任课 教师 评语
图 5 反射波法 在垂直入射情形下有反射波的强度受反射系数影响，在噪声背景相当强的条件下， 通常只有具有较大反射系数的反射界面才能被检测识别。地下每个波阻抗变化的界面， 都可产生反射波。在地表面接收来自不同界面的反射波，可详细查明地下岩层的分层结 构及其几何形态。 反射波的到达时间与反射面的深度有关，据此可查明地层埋藏深度及其起伏。随着 检波点至震源距离（炮检距）的增大，同一界面的反射波走时按双曲线关系变化，据此 可确定反射面以上介质的平均速度。反射波振幅与反射系数有关，据此可推算地下波阻 抗的变化，进而对地层岩性作出预测。
削弱干扰、提高信噪比和分辨率是地震数据处理的重要目的。根据所需要的反射与 不需要的干扰在波形上的不同与差异进行鉴别，可以削弱干扰。对高次覆盖记录提供的 重覆信息进行叠加处理以及速度滤波处理，可以削弱许多类型的相干波列和随机干扰。 预测反褶积和共深度点叠加，可消除或减弱多次反射波。统计性反褶积处理有助于消除 浅层混响，并使反射波频带展宽，使地震子波压缩，有利于分辨率的提高。
地震地层解释以时间剖面为主要资料，或是进行区域性地层研究，或是进行局部构 造的岩性岩相变化分析。划分地震层序是地震地层解释的基础，据此进行地震层序之沉
积特征及地质时代的研究，然后进行地震相分析，将地震相转换为沉积相，绘制地震相 平面图，划分出含油气的有利相带。 4.3.3 地震烃类解释或地震地质解释