(4)地震野外数据采集技术与方法2地震勘探 教学课件
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地震仪器
• 1. 仪器应有较高的灵敏度； • 2. 有大的动态范围 • 动态范围是指地震仪能够线性记录地
震信号的最大值与最小值之间的范围， 通常用他的比值来表示。其表达式为：
20log（线性记录的最大信号电压）/（线 性记录的最小信号电压）
单位为分贝（db）.例如当比值为104时， 动态范围为80分贝；
ar
(3 .5 .4 )
Байду номын сангаас
5. 第一菲涅尔带半径随频率增高而减小，随 勘探深度增大而增大，因此不能撇开地质体的 埋深而谈分辨率问题。
图3.5.-3 第一菲涅尔带范围确定示意图
6．下图是砂岩体模型宽度与其对应的 地震响应，对于大于菲涅尔带的反射 段，显示的反射图形与反射段的形态 一致，对于小于菲涅尔带的反射段， 地震反射特征发生变化，呈现点绕射 型效应、振幅随岩层横向宽度的减小 而降低。
3. 加速度检波器的固有频率很高； 4．灵敏度是检波器的重要参数； 以上各参数在检波器出厂时就有标定。
5.寄生共振特性是检波器的重要特性，见图3.4-4
图3.4.3 阻尼系数与检波器固有振动的关系
图3.4-4 不同型号检波器的寄生噪声
土壤表面与检波器底面的接触，构成了 检波器—土壤振动系统，并存在一个谐振频 率，在检波器插在刚性岩石上时，谐振频率 高，在软的岩石上，谐振频率低。检波器与 地面的耦合情况也影响谐振频率，使输出响 应发生强烈畸变。为此需将检波器埋的正、 直、紧，尽量使其与地面耦合好。
3. 地震仪应有宽的频带和可选择的滤波器； 4. 对地震脉冲有良好的分辨能力； 5. 仪器对各道有良好的一致性；
DZQ24地震仪
• 6. 一个检波器 + 一个放大器 + 记录显示系 统= 一个地震记录道
• 一、检波器
• 1. 是将地震波返回到地表时所引起的地面 振动转换成电信号的一种装置；
• 2. 有动圈电磁式（用于陆地工作）和压电 式（用于海洋和沼泽地）
3．地震仪中的瞬时浮点增益放大器以二进 制增益控制方式为基础，以6分贝为阶跃台 阶,即以2的整数次幂跳变。
三、记录系统 地震数据经模数转换为数字形式，记录在磁 盘上。
第五节 地震勘探的分辨率
一 、垂向分辨率 1．用地震记录沿垂直方向所能分辨的最薄 地层的厚度；
2．由图3.5-1，当来自顶、低反射波的时 差 大于地震子波的延续时间长度t时， 顶、低界面的反射波才能分开；
• （一） 动圈式地震检波器工作原理
• 1. 当线圈在磁板间隙内运动时，线圈 切割磁力线，在线圈内产生感应电动 势；
2. 电动势的大小与与切割磁力线的速度成 正比，故又叫速度检波器；见图3.4-1
检波器的特性及参数
3. 该结构对于水平方向的运动，线圈与磁 铁之间没有相对运动，因此没有输出。
(二）检波器的特性及参数 1．检波器具有自己的固有频率，固有频率
• 三、对影响分辨率的几个因素的讨论
无论是垂向分辨率还是横向分辨率，
都是与子波的频率成分、频带宽度和相位
因此 >t 是顶、低界面的反射波能否分开的条件。
图3.5-1 接收点R所记录的地震记录是两个反射波叠加的结果
垂向分辨率
1. 当地层厚度 h>/4 时，才能由波 形特征分辨夹层顶、低界面的存在；
2. 当地层厚度 h</4 时,称为薄层， 不能由波形特征分辨夹层顶、低界面的 存在；
3. 在地层厚度 h=/4 时，出现相 对振幅的极大值，这种现象称为薄 层的调谐效应。此时的地层厚度称 调谐厚度，利用调谐效应可以分辨 四分之一波长的波层的厚度。见图 3.5-2
CDJ中高频系列检波器
CDJ-Z 4-100赫垂直检波器
CDJ-P 4-100赫水平检波器
CDJ中高频系列检波器
其规格有 4HZ、 10HZ、
15 HZ、28 HZ、30 HZ、
40 HZ、60 HZ、80 HZ、
100 HZ以及由其组成 的三分量检波器。
广泛用于石油、煤炭、 冶金、国防、工程等地 震勘探及浅层地震勘探.
rv t 2 fc
(3.5.3)
1. 指沿横向方向所能分辨的最小地质体的尺 寸；
2. 第一菲涅尔带：地表点震源发出的球面波 到达界面时的波前面，与前面相距1/4波长先 期到达的另一波前面在界面上形成的圆称第 一菲涅尔带；
3. 在频率较高时，第一菲涅尔带半径为式 （3.5.3)
4. 如果地质体的水平宽度a满足不等式则这样 的地质体相当于一个点的绕射，不能分辨该地 质体的存在；
100HZ垂直检波器 ; 100HZ水平检波器
数字地震检波器（传感器）系列自然频率 从1HZ 100HZ。有垂直，水平，三维， 双向，地面，井中，槽波等规格的检波器， 以及万向调节三分量检波器，54.7度三分 量检波器等特种检波器，还有垂直、水平 双向传感器等，规格、品种齐全。该系列 的检波器具有灵敏度高，参数一致性好， 抗震、抗冲击、密封防水 性能好等特点。
CDJ低频系列检波器
CDJ低频系列检波器其规格有1HZ、2HZ、2.5 HZ、3HZ， 以及由其组成的三分量检波器，广泛用于深部地震勘探、 地震监测、工程微振测量，以及其他方面的低频测振。
二 、放大器
1．由于检波器接收到的信号很微弱，需将 信号送至前置放大器进行放大；
2．放大器对来自浅、中、深层的反射信号 自动调节放大倍数；
CDJ高灵敏度系列检波器
CDJ高灵敏度系列检波器是为高分辩地震勘 探而设计的，其规格有10HZ、28 HZ、 38 HZ、60 HZ、可用于地面，也可用于 浅井（1.5∽2米），用于浅井时还配有专 门的埋插工具。CDJ-JG60A的护壳中还可 装入10 HZ、28 HZ、38 HZ高灵敏度检 波芯体组成不同频率的井中高灵敏度检波 器，为用户提供更多选择的余地
高，可以消除低频噪声 2. 阻尼系数h是检波器的另一特性指标，
设检波器的固有频率为0
图3.4-1 动圈式检波结构草图
（1）h>0 称为过阻尼，使接收到的信号减弱， 甚至失真，见图3.4-3(b) (2) h<0 称为欠阻尼，见图3.4-3(a)
（3）实际工作中选择之间，一般把h/0 =0.7称 最佳阻尼，见图3.4-3(c)
• 1. 仪器应有较高的灵敏度； • 2. 有大的动态范围 • 动态范围是指地震仪能够线性记录地
震信号的最大值与最小值之间的范围， 通常用他的比值来表示。其表达式为：
20log（线性记录的最大信号电压）/（线 性记录的最小信号电压）
单位为分贝（db）.例如当比值为104时， 动态范围为80分贝；
ar
(3 .5 .4 )
Байду номын сангаас
5. 第一菲涅尔带半径随频率增高而减小，随 勘探深度增大而增大，因此不能撇开地质体的 埋深而谈分辨率问题。
图3.5.-3 第一菲涅尔带范围确定示意图
6．下图是砂岩体模型宽度与其对应的 地震响应，对于大于菲涅尔带的反射 段，显示的反射图形与反射段的形态 一致，对于小于菲涅尔带的反射段， 地震反射特征发生变化，呈现点绕射 型效应、振幅随岩层横向宽度的减小 而降低。
3. 加速度检波器的固有频率很高； 4．灵敏度是检波器的重要参数； 以上各参数在检波器出厂时就有标定。
5.寄生共振特性是检波器的重要特性，见图3.4-4
图3.4.3 阻尼系数与检波器固有振动的关系
图3.4-4 不同型号检波器的寄生噪声
土壤表面与检波器底面的接触，构成了 检波器—土壤振动系统，并存在一个谐振频 率，在检波器插在刚性岩石上时，谐振频率 高，在软的岩石上，谐振频率低。检波器与 地面的耦合情况也影响谐振频率，使输出响 应发生强烈畸变。为此需将检波器埋的正、 直、紧，尽量使其与地面耦合好。
3. 地震仪应有宽的频带和可选择的滤波器； 4. 对地震脉冲有良好的分辨能力； 5. 仪器对各道有良好的一致性；
DZQ24地震仪
• 6. 一个检波器 + 一个放大器 + 记录显示系 统= 一个地震记录道
• 一、检波器
• 1. 是将地震波返回到地表时所引起的地面 振动转换成电信号的一种装置；
• 2. 有动圈电磁式（用于陆地工作）和压电 式（用于海洋和沼泽地）
3．地震仪中的瞬时浮点增益放大器以二进 制增益控制方式为基础，以6分贝为阶跃台 阶,即以2的整数次幂跳变。
三、记录系统 地震数据经模数转换为数字形式，记录在磁 盘上。
第五节 地震勘探的分辨率
一 、垂向分辨率 1．用地震记录沿垂直方向所能分辨的最薄 地层的厚度；
2．由图3.5-1，当来自顶、低反射波的时 差 大于地震子波的延续时间长度t时， 顶、低界面的反射波才能分开；
• （一） 动圈式地震检波器工作原理
• 1. 当线圈在磁板间隙内运动时，线圈 切割磁力线，在线圈内产生感应电动 势；
2. 电动势的大小与与切割磁力线的速度成 正比，故又叫速度检波器；见图3.4-1
检波器的特性及参数
3. 该结构对于水平方向的运动，线圈与磁 铁之间没有相对运动，因此没有输出。
(二）检波器的特性及参数 1．检波器具有自己的固有频率，固有频率
• 三、对影响分辨率的几个因素的讨论
无论是垂向分辨率还是横向分辨率，
都是与子波的频率成分、频带宽度和相位
因此 >t 是顶、低界面的反射波能否分开的条件。
图3.5-1 接收点R所记录的地震记录是两个反射波叠加的结果
垂向分辨率
1. 当地层厚度 h>/4 时，才能由波 形特征分辨夹层顶、低界面的存在；
2. 当地层厚度 h</4 时,称为薄层， 不能由波形特征分辨夹层顶、低界面的 存在；
3. 在地层厚度 h=/4 时，出现相 对振幅的极大值，这种现象称为薄 层的调谐效应。此时的地层厚度称 调谐厚度，利用调谐效应可以分辨 四分之一波长的波层的厚度。见图 3.5-2
CDJ中高频系列检波器
CDJ-Z 4-100赫垂直检波器
CDJ-P 4-100赫水平检波器
CDJ中高频系列检波器
其规格有 4HZ、 10HZ、
15 HZ、28 HZ、30 HZ、
40 HZ、60 HZ、80 HZ、
100 HZ以及由其组成 的三分量检波器。
广泛用于石油、煤炭、 冶金、国防、工程等地 震勘探及浅层地震勘探.
rv t 2 fc
(3.5.3)
1. 指沿横向方向所能分辨的最小地质体的尺 寸；
2. 第一菲涅尔带：地表点震源发出的球面波 到达界面时的波前面，与前面相距1/4波长先 期到达的另一波前面在界面上形成的圆称第 一菲涅尔带；
3. 在频率较高时，第一菲涅尔带半径为式 （3.5.3)
4. 如果地质体的水平宽度a满足不等式则这样 的地质体相当于一个点的绕射，不能分辨该地 质体的存在；
100HZ垂直检波器 ; 100HZ水平检波器
数字地震检波器（传感器）系列自然频率 从1HZ 100HZ。有垂直，水平，三维， 双向，地面，井中，槽波等规格的检波器， 以及万向调节三分量检波器，54.7度三分 量检波器等特种检波器，还有垂直、水平 双向传感器等，规格、品种齐全。该系列 的检波器具有灵敏度高，参数一致性好， 抗震、抗冲击、密封防水 性能好等特点。
CDJ低频系列检波器
CDJ低频系列检波器其规格有1HZ、2HZ、2.5 HZ、3HZ， 以及由其组成的三分量检波器，广泛用于深部地震勘探、 地震监测、工程微振测量，以及其他方面的低频测振。
二 、放大器
1．由于检波器接收到的信号很微弱，需将 信号送至前置放大器进行放大；
2．放大器对来自浅、中、深层的反射信号 自动调节放大倍数；
CDJ高灵敏度系列检波器
CDJ高灵敏度系列检波器是为高分辩地震勘 探而设计的，其规格有10HZ、28 HZ、 38 HZ、60 HZ、可用于地面，也可用于 浅井（1.5∽2米），用于浅井时还配有专 门的埋插工具。CDJ-JG60A的护壳中还可 装入10 HZ、28 HZ、38 HZ高灵敏度检 波芯体组成不同频率的井中高灵敏度检波 器，为用户提供更多选择的余地
高，可以消除低频噪声 2. 阻尼系数h是检波器的另一特性指标，
设检波器的固有频率为0
图3.4-1 动圈式检波结构草图
（1）h>0 称为过阻尼，使接收到的信号减弱， 甚至失真，见图3.4-3(b) (2) h<0 称为欠阻尼，见图3.4-3(a)
（3）实际工作中选择之间，一般把h/0 =0.7称 最佳阻尼，见图3.4-3(c)