(整理)地震勘探野外观测系统.
地震勘探
地震勘探：通过人工激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下的地质构造，为寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法。
波阵面（波前）：波从震源出发，向介质各个方向传播，在某一时刻波到达时间各点所连成的面。
振动图：以不同时刻为横坐标，以质点离平衡位置的距离为纵坐标，可以画出某一质点的震动情况，这种波剖面：以质点所在空间位置为横坐标，以质点离开它平衡位置的距离为纵坐标，这样画出的图叫…振动图与波剖面的区别：1、振动图是研究介质的质点在振动，波剖面是研究振动能量向外传播的情况。
2、振动图是研究某一质点在不同时刻的震动情况。
波剖面:某一时刻的不同质点的振动情况。
地震波类型：纵波（P波）：由近而远、膨胀相同的交替过程向外传播形成的波横波（S波）：由近及远、质点交错横向振动向外传播形成的波全反射：透射波的射线是沿着界面滑行的，其波前垂直于分界面，这种现象称为全反射现象。
观测系统：地震勘探中，激发点与接收排列的相对空间位置关系。
地震测线分为纵测线和非纵测线有效波和干扰波的差别：1、传播方向上的不同，干扰波沿地表附近传播，有效波几乎是从地下垂直传播到地面2、有效波河干扰波的频谱上有差别3、有效波和干扰波经动校正后的剩余时差可能有差别4、有效波和干扰波出现的规律可能有不同组合：是利用干扰波与有效波在传播方向上的差别而提出的压制干扰波的方法。
组合检波及组合效应：利用干扰波与有效波的传播方向不同和统计效应来压制干扰波的一种有效方法。
主要面波，声波等低速度规则干扰波及无规则的随机干扰。
方法:将多个检波器串联或并联在一起接收地震波。
称为地震组合检波，也可对多个震源同时激发构成一个震源，称为震源组合时距曲线：在地震勘探中，在地面激发，沿地震测线布置检波器接收，研究地震波有激发开始，到达各检波器的时间和各检波器距震源之间水平距离之间的关系。
水平界面的共炮点反射波的时距曲线方程的特点：1、反射界面越深，即法线深度h越大，则视速度越大（出射角越小），斜率变小，曲线越来越缓2、同一反射界面的时距曲线来说，随x增大，出射角越大，视速度越小，斜率变大，曲线越来越陡平均速度Vav：用波在垂直层面的方向旅行的总时间除这组底层的总厚度。
地震勘探系统设计方案
地震勘探系统设计方案1、数据传输部分根据数据传输量，最大采样时间长度为6秒，最大采样频率为2000Hz，采用24位AD采样，获得每个采样点3个字节数据，按照最大矩阵8000个地质检波器计算，起爆一次记录数据的位数为：6×2000×24×8000=2.304Gbits，要求一分钟之内数据传输完成，其传输有效波特率为：2.304Gbits/60s=38.4Mbps/s。
按照最高传输效率0.8计算，实际传输波特率至少为48Mbpd/s。
如此高的速率的高速传输，不能采用CAN，232，485等低速总线。
必须采用高效率的调制来传送数据。
数字调制有幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）三种基础形式。
当然也可由这三种基本形式组合成联合键控，例如mQAM调制就是幅度和相位的联合键控。
此外，还有编码正交频分复用（COFDM）。
mQAM监控利用幅度和相位联合建控，充分利用了波形空间，若采用64QAM，相比来说，一次可以传送6个位的数据，相当于提高6倍。
而对于256QAM则一次可以传送8个位的数据，只需6M的带宽即可传送48Mbps的数据。
故而，高速数据传输采用QAM调制方式传输。
此外，在检波器的电源管理上，通过485总线进行低速通讯，控制处理器管理检波器的工作与否，这样就可以避免高速通讯带来的大功耗。
2、系统整体规划因为整个地震测量系统中，需要连接很多检波器，其排列范围可达到10km，有线通讯很难再10km的长度上达到8M的带宽，所以在整个系统中需要多个“中继站”来传递数传信号，两个中继站之间的连线不超过100m，这样可以保证高速通讯。
当然，QAM调制需要电路将为复杂，并且成本也较高，在几十个至上百个检波器的数据采集，可以采用一个小网络来采集数据，采用其他速度较低的编码类型，电路简单可靠。
将一个小网络的数据汇总，再通过高速通讯，传给车载总控制器。
在整个系统中，系统的供电时最大的问题，检波器阵列较为庞大，如果采用集中供电，总电流将很大，所以得分开采用蓄电池供电。
三维(3D)地震勘探
三维地震数据体
从三维地震数据体提取的 垂直剖面和地震切片
37
水平切片是地下不同层位的信息在同一时间内的反映，它相当于某一等时面的地质图， 即同一张切片里显示了不同层位的信息。 沿层切片是沿某一个没有极性变化的反射界面，即沿着或平行于追踪地震同向轴所得 的层位进行切片,它更倾向于具有地球物理意义。沿层切片把地下同一层位的信息显示 到一张切片上。 地层切片是以解释的两个等时沉积面为顶底，在地层的顶底界面间按照厚度等比例内 插一系列的层面，沿这些内插的层面逐一生成切片，这种切片比时间切片和沿层切片 更接近于等时界面。
三维地震是将地震测网按一定规律布置成方格 状或环状的地震面积勘探方法。
4
三维地震勘探技术发展方向主要包括3方面：
一是发展万道地震采集技术。采用万道地震仪(测线在30000道以上)和数字 检波器进行单点激发、单点接收、大动态范围、多记录道数、多分量地震、全 方位信息、小面元网格、高覆盖次数的特高精度三维地震采集技术。
•
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二、折曲测线观测系统反射波时距图
有的地区由于地表条件受限制，为了完成地震勘探任务，往往把测线布
成折曲测线，波状测线及环形测线。这类测线的基础是弯曲测线，弯曲
测线的时距方程为：
由上式可见，弯曲
测线反射波时距曲
线是一条与激发和
接收点的平面坐标
有关的，复杂的空
间曲线，不管曲线
多么复杂，只要能
用数学方式模拟，
1.十字型观测系统
× × ×
L型 ×
× × × × o o o o o o o oo o o
[]地震勘探原理
![[]地震勘探原理](https://img.taocdn.com/s3/m/587f125068eae009581b6bd97f1922791688beda.png)
名词解释：1、布格重力异常：是野外重力观测数据经过布格校正以后得到的重力异常，它是由地下矿体或构造等局部地质因素在测点处引起的引力的垂向分量。
2、磁异常：地下含有磁性的地质体在其周围空间引起的磁场变化。
3、地震勘探：通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的情况，以查明地下的地质构造、地层岩性等，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法。
4、地震子波：当地震波传播一定距离后，其形状逐渐稳定，具有2-3个相位，有一定的延续时间的地震波，称为地震子波，它是地震记录的基本元素。
5、纵波（P波）：质点的振动方向与波的传播方向一致的波，有时也称为压缩波或疏密波。
6、横波（S波）：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，有时也称为切变波。
7、体波：当纵波和横波在介质的整个立体空间中传播时合称体波。
8、面波：在自由表面或不同弹性介质的分界面上传播的一类特殊波。
最常见的面波是沿地面传播的瑞利波。
其特点是低速（通常小于横波速度）、低频、强振，是一种干扰波。
9、多次波：在一个或几个界面中经过两次或两次以上重复反射或折射而到达地面的地震波。
多次波是一种干扰波。
10、波阻抗：地震波传播速度与介质密度的乘积（Z=ρ·V）。
它是研究界面上地震波反射强度的一个重要参数。
11、地震波运动学:研究地震波波前的空间位置与其传播时间关系的一门学科，也叫几何地震学，主要用于地震资料的构造解释。
12、时距曲线：波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间t与观测点相对于激发点（坐标原点）距离x之间的关系曲线。
t=f(x)=f(x,v,h)13、自激自收：激发点和接收点在同一位置上的野外工作方式。
14、炮检距：观测点相对于激发点（坐标原点）距离x15、地震波动力学：研究地震波在运动状态中的能量、波形、频谱等特征及其变化规律的一门学科，它是地震资料地层、岩性解释的基础。
16、频谱:组成一个复杂振动的各个谐振动分量的特性与其频率关系的总和称为该振动的频谱，包括振幅谱和相位谱。
地震勘探原理题库讲解
第一章地震波的运动学第一节地震波的基本概念第二节反射地震波的运动学第三节地震折射波运动学第二章地震波动力学的基本概念第一节地震波的频谱分析第二节地震波的能量分析第三节影响地震波传播的地质因素第四节地震记录的分辨率第三章地震勘探野外数据的野外采集第一节野外工作方法第二节地震勘探野外观测系统第三节地震波的激发和接收第四节检波器组合第五节地震波速度的野外测定第四章共中心点迭加法原理第一节共中心点迭加法原理第二节多次反射波的特点第三节多次叠加的特性第四节多次覆盖参数对迭加效果的影响及其选择原则第五节影响迭加效果的因素第五章地震资料数字处理第一节提高信噪比的数字滤波第二节反滤波第三节水平迭加第四节偏移归位第五节地震波的速度第六章地震资料解释第一节地震资料构造解释工作概述第二节时间剖面的对比第三节地震反射层位的地质解释第四节各种地质现象在时间剖面上的特征和解释第五节地震剖面解释中可能出现的假象第六节反射界面空间位置的确定第七节构造图、等厚图的绘制及地质解释第八节水平切片的解释一、名词解释第一章地震波的运动学1、波动（难度90区分度30）2、波前（难度89区分度31）3、波尾（难度89区分度31） 4、波面（难度89区分度31） 5、等相面（80 、 33） 6、波阵面（81 、 34）7、波线（70 、 33） 8、射线（72 、 40）9、振动曲线（75 、 42） 10、波形曲线（76 、 44） 11、波剖面（65 、 46） 12、子波（60 45）13、视速度（80 、 30） 14、射线平面（60 、 47）15、运动学（70 、 55） 16、时距曲线（68、 40） 17、正常时差（60 、 45） 18、动校正（60、 60） 19、几何地震学（70 、 35）第二章地震波动力学的基本概念1、动力学（70 、 40）2、物理地震学（71、 35）3、频谱（50 、 50）4、波的发散（90 、 30）5、波散（90 、 31）6、频散（80、 35）7、吸收（70 、 40 ）8、纵向分辨率（60、40）9、垂向分辨率（60、40）10、横向分辨率（60、40）11、水平分辨率（60、40）12、菲涅尔带（50、45） 13、主频（65、40）第三章地震勘探野外数据的野外采集1、规则干扰波（90、30）2、不规则干扰波（90、30）3、观测系统（80、35）4、多次覆盖（65、50） 5、共反射点道集（70、45）6、检波器组合（90、30）7、方向特性（75、30）8、方向效应（90、30）第四章共中心点迭加法原理1、共中心点迭加（70、40）2、水平迭加（60、40）3、剩余时差（60、50）第五章地震资料数字处理1、偏移迭加（75、30）2、平均速度（85、30）3、均方根速度（80、30）4、迭加速度（70、40）第六章地震资料解释1、标准层（50、40）2、绕射波（40、50）3、剖面闭合（30、60）4、三维地震（70、30） 5、水平切片（45、60） 6、等厚图（65、40） 7、构造图（80、30）二、填空题第一章1、振动在介质中的传播就是（）。
地震勘探原理知识点总结
（4）环境噪声调查
信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅（规则）
信号的能量/噪声的能量
3.各种干扰波的类型和特点
（1）规则干扰
指具有一定主频和一定视速度的干扰波，如面波、声波、浅层折射波、侧面波等。
面波（地滚波）：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。其主要特点：①低频：几Hz～20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变化；③低速：100m/s～1000m/s，通常为200m/s～500m/s；④质点的振动轨迹为逆时针方向的椭圆。面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。（能量较强）
5.激发条件和接收条件
6.海上地震勘探的特点和特殊性
特点：①广泛使用非炸药
②比陆上更早实现了野外记录数字化；
③使用等浮组合电缆；
④单船作业，不需采用松放电缆的措施就能保证连续工作
⑤全部采用多次覆盖技术，且覆盖次数较高，等浮电缆的道数不断增加。
特殊性：①观测船的前进速度为常数，使用多普勒声纳及时调节船速以保持船速恒定。但船速受风浪、涌流等多种因素的影响。
微震：与激发震源无关的地面扰动统称为微震，外界随机产生；
低频和高频背景干扰：低频和高频背景的特点是整张记录上出现，而且显得杂乱无章。
干扰波类型小结：
干扰波分为规则干扰和随机干扰。
规则干扰包括：沿水平方向传播的（面波和车辆引起的干扰）和沿垂直方向传播的（多次波）
具有重复性的（面波）和不具有重复性的（人为因素产生的干扰）
（3）地震波的接收
实现方式：检波器、排列和地震仪器
2.调查干扰波的方法
（1）小排列（最常用各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。
地震勘探的野外工作
第二节 地震测线布置
2、面积普查
查清含油气的远景区域，寻找可能的储油气带，查明大 的局部构造。
• 布置测线要求：主测线垂直构造走向，测线间距不
漏掉局部构造，线距不应大于预测构造的一半，（测
线间距达几百米—几公里），有联络线。
3、面积详查
在已知构造上查明其构造特点（范围、形态、目的层厚 度、断层大小及分布等等），提供最有利的含油气带， 为钻探准备井位。
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：
N S 2n
• 式中: 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。
第三节 观测系统及其图示方法
1、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。
2、排列的类型
• 纵排列 —单边放炮、中点放炮、双边放炮
• 非纵排列 —T型排列、L型排列
• 交叉排列
第三节 观测系统及其图示方态，必须连续追踪各界面的地震波， 就要沿测线要许多个激发点分别激发进行连续多次接收。
单边放炮六次覆盖 观测系统示意图
• 观测系统示意图，用 综合平面法。
• 将标所在有同炮一点水平O1线、上O2。等 • 从各炮点向排列前进
方向作一条与炮点呈 45o的直线，将同一排 列上的24道分别投影 到这些45o斜线上，每 一根斜线表示一个排 列，获得一张原始记 录。
第三节 观测系统及其图示方法
沿测线方向布设多条平行的检波器线。每次激发时， 这些检波器线同时接收，获得纵、横方向上的多次覆 盖信息。处理结果除可得到地震剖面外，还可精确地 测定反射层的横向倾角。
地震勘探野外采集
2015.7
本章内容
§2.1 野外工作概述 §2.2 野外观测系统 §2.3 地震波的激发和接收
§ 2.1 野外工作概述
▪ § 2.1.1 陆地施工简况 ▪ § 2.1.2 海上施工简况
§2.1 野外工作概述
§ 2.1.1 陆地施工简况
▪ 一、试验工作：
➢ 干扰波调查（类型、特点） ➢ 地震地质条件的了解（地表、低速带、界面的质量） ➢ 现则激发地震波的最佳条件（岩性、药量、方式） ➢ 选择接收和记录地震波的最佳条件（观测系统、组合方式）
二、特殊干扰波：
➢ 重复冲击 ➢ 交混回响和鸣震 ➢ 侧面反射波 ➢ 底波
§ 2.1.2 海上施工简况
三、海上震源
➢ 电火花震源 ➢ 无气泡蒸气枪 ➢ 空气枪
§ 2.1.2 海上施工简况
§2.2 野外观测系统
▪ §2.2.1 地震测线的布置 ▪ §2.2.2 野外观测系统
§2.2.1 地震测线的布置
▪ §2.3.1 地震波的激发 ▪ §2.3.2 地震波的接收
§2.3.1 地震波的激发
▪ 地震勘探中的地震波是人工激发产生的，称之为人 工震源。
▪ 人工震源有两大类型，是炸药震源，二是非炸药震 源。
➢ 陆上震源类型包括：炸药与非炸（可控震源、 重锤、气动等）； ➢ 海上震源类型包括：空气枪、电火花、无气 泡蒸汽枪等。
§ 2.1.1 陆地施工简况
§ 2.1.1 陆地施工简况
➢ 3、三分量检波器观测法
§ 2.1.1 陆地施工简况
➢ 4、环境噪声调查
环境噪声基本情况调查 组合对环境噪声作用的调查 生产条件下的噪声调查
§ 2.1.1 陆地施工简况
▪ 五、干扰波的类型及特点
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§3.4地震勘探野外观测系统
一、地震测线的布置
1．地震测线
沿地面进行地震勘探的线路，指出炮点、接收点的位置和延伸方向。
2．布置测线的原则
①测线一般布置成正交的网状。
②尽量为直线，方便处理和解释。
③主测线多于联络测线，更真实地反映构造形态。
线
测
主
联 络 测 线
3．不同勘探阶段的测线布置要求
①区域普查（线路普查）
测网稀，线距几十—上百公里。
②面积勘查
测网稀，线距几—十几公里，如4╳8， 4╳4， 4╳2（km2）。
③构造细测
测网密，线距几百米—几公里，如0.2╳0.2, 0.5╳0.5, 1╳2, 2╳3（km2）。
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二、观测系统的图示方法
1．观测系统的定义
观测系统是指示激发点和接收点的相互空间位置关系的图件。
2．观测系统的图示方法
用水平线表示测线，将激发点标在水平线上；过激发点向两侧作450的斜线；
将接收点投影到过其激发点的450斜线上。
共炮点线 共接收点线 共反射点线 共炮检距线
斜线 斜线 垂线(覆盖次数) 水平线
O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 测线
三、反射波法观测系统的基本类型
1．
2．简单连续观测系统
例子：单边激发，单边接收，一次覆盖，偏移距为O。
24
1
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O1 O2 O3 O4 O5 测线
P90 图6.3-29b
2．间隔连续观测系统
例子：单边激发，单边接收，一次覆盖，偏移距不为0。
24 24
1 1
O1 O2 O3 O4 O5 测线
P90 图6.3-29d
3．多次覆盖观测系统
（1）定义
地下界面被观测的次数多于一次，例如二次覆盖，三次覆盖，……。
（2）多次覆盖原理示意图
M
不经济，效率低。
（3）抽共反射点道集实现多次覆盖
例如:单边激发，仪器有24道，每激发一次，炮点和排列一起向前移动2个道
间距，即可形成6次覆盖。
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24
21 20
17 17 16
13 13 12
9 9 8
5 5 4
O1 O2 O3 O4 O5 1 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 24
P91图6.3-23
抽共反射点道集——生产中放一炮多道接收，并按一定的规律布置排列，等室
内处理时，将能收到同一个点的反射波的道从不同的炮中抽出来，按炮检距大
小排列起来，叫做抽共反射点道集。
（4）6次覆盖，24道接收的共反射点道集表P92表6.3—1
叠加 共 反 射 道号 点号 炮 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
1 21 22 23 24
2 17 18 19 20 21 22 23 24
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3 13 14 15 16 17 18 19 20 21
…
4 9 10 11 12 13 14 15 16 17
…
5 5 6 7 8 9 10 11 12 13
…
6 1 2 3 4 5 6 7 8 9
…
7 1 2 3 4 5
…
8 1
…
（5）多次覆盖经验公式
nNSxd2
P90、P91的N与n互换 。
d——炮间距。
△x——道间距。
N——仪器的道数。
n——覆盖次数。
υ——炮点距道数。即每放完一炮排列和炮点一起向前移动多少个道间距。
双边激发单边激发21S
上例：N=24，n=6，S=1，262124。
4．非纵测线观测系统（一般不用，略）
5．三维观测系统（最后介绍）
四、折射波观测系统（调到§3.6介绍）
重点：多次覆盖观测系统
练习：
1、地震仪有24道，单边放炮，6次复盖，道间距为25米。①炮间距应为多少米？
②写出第4个共中心点各叠加道的炮号和道号。③写出第一个满12次接收的共
接收点的炮号和道号。
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2、
地震仪有48道，单边放炮，12次复盖，道间距为25米。①炮间距应为多少米？
②仿P92表6.3-1列出共反射点道集表。
3、