第37卷 第4期 2004年(总151期)
西 北 地 质
N O RT HWEST ERN GEOLO GY
Vol.37 No.4
2004(Sum151)
文章编号:1009-6248(2004)04-0071-08
山地地震勘探采集方法研究
崔树果,刘怀山,魏继东
(中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛 266003)
摘 要:山地地表复杂多变,地下构造复杂,地层倾角较大,激发及接收条件差,常规的采集方法已不再适用,针对这一问题,对采集方法论证、观测系统设计、表层结构调查、激发和接收技术方法进行了研究。
关键词:山地;表层结构调查;采集方法
中图分类号:P631.4 文献标识码:A
长期以来,山地地震勘探野外采集一直是一个较为困难的工作。这主要是由山地勘探的复杂性决定的。复杂山地地震勘探中存在以下难点: 地表起伏大,山地植被发育,表层结构复杂,老地层出露,交通条件差,导致野外施工困难和静校正问题非常突出; 激发、接收条件普遍较差,原始单炮记录上多次折射干扰、面波、随机干扰和高频干扰等干扰波非常发育,而且复杂多变,有效反射能量相对较弱,资料信噪比低;地下构造复杂,逆掩推覆作用使高角度老地层出露,造成速度拾取中的多解性和在时间方向上的反转,因此,难以确定准确的叠加速度场,增加了处理难度;!高陡多断裂复杂构造,横向速度变化大,难以准确地叠加成像和偏移归位;?深层地震地质条件差,由于山地勘探程度较低、资料少、认识程度较低,深层中生界反射内幕和基底反射不清晰,阻碍了深层勘探和认识的深入。
对于地表及地下条件均十分复杂的山地(特别是在石灰岩出露的低信噪比地区)物探工作,其成功的关键是寻求合适的地震装备、运载工具和物探数据的采集、处理和解释的技术方法。同时,针对工区地震地质条件复杂性及多变性的特点,因地制宜,灵活、周密地做好地震采集施工设计,是取得高质量地震资料和高勘探效益的先决条件。笔者主要针对山地地震勘探的难点和所需的采集方法进行讨论。
1 山地地震勘探野外采集方法
野外采集施工中主要采集参数的选择与地震波的传播速度、反射时间(界面深度)、地层产状、地震信号主频、地震有效波及干扰波的视波长等诸多因素有关。野外采集设计通常包括3个部分,即采集参数论证、测量和静校正计算以及现场质量控制[1]。
确定野外采集参数的传统方法,一是根据以往所观测的资料凭经验确定,二是通过试验的简单分析确定。但是对复杂地表区,由于老资料或所观测的试验资料品质比较差,上述方法带有很大的盲目性,往往得不到好的效果。
1.1 方法论证
1.1.1 采集参数论证
利用方法论证软件对采集参数进行论证,包括面元大小、覆盖次数、最大炮检距、道距、组合基
收稿日期:2004-02-20;修回日期:2004-03-20
基金项目:国家高新技术研究发展计划项目(2001A A602018) 作者简介:崔树果(1980-),男,硕士研究生。
距及纵横向分辨率等。
1.1.2 建模论证
国外利用基于射线追踪方法来模拟和优化野外采集设计,尤其是对一些复杂勘探区域取得了显著的效果。利用以往的地质及地震资料建立地质模型,在模型中,地层的力学特征(波的传播速度、各向同性介质的密度、各向异性介质参数等)通过分段函数来表示,在模拟时,能记录炮检距、方位角的分布、反射点的位置、初至波的方向和振幅、偏移振幅分布的密度(反射面元内单元面积的射线数)和强度(反射面元内单元面积的平均振幅)及其他射线属性等,其中,偏移振幅分布的密度和强度的采用比以往的覆盖次数更直观。在人机交互的模拟中,以上属性均是可视化的。利用这些工具,可以设计一些实际的观测系统,在计算机上模拟放炮,同时还可以模拟不规则的观测系统等。
另外,射线追踪对构造复杂目标的采集设计是非常有用的,同时它对处理策略和参数的确定也是有好处的,目前,我们在做设计时,总是把地层假设为水平界面来计算覆盖次数和炮检距的分布,而实际上,处理中的DM O、叠前偏移等均要考虑构造形态等,因此,三维射线的运动学属性可帮助优化设计。
山地地震采集方法论证,首先要根据工区内不同地表地质条件和地球物理特征和要解决的主要地质问题,以及探区以往老资料和其他参考资料,建立不同的表层模型、地下地质模型。表层模型要有代表力,它要包括地面地形高程、低降速带的厚度和速度、地层出露时代和岩层的产状以及不同的速度等。地下地质模型要包括最浅、最深和主要勘探目的层的深度、厚度、速度、地层的产状、最大倾角和断裂要素等。根据模型论证,进行有针对性的目标采集设计,再经过试验或二次方法论证,确定最佳采集方法,这样有利于接收目标(包括复杂构造)的反射信息。例如,在四川盆地碳酸岩勘探中取得了成功的经验,在这次勘探中根据模型正演设计了有利于下倾激发、上倾接收和尽量多接收信息的不对称观测系统[1]。
1.2 观测系统设计
山地地表非常复杂,近地表纵横向速度和岩性变化非常迅速,工区高差大,在大范围山区内使用常规的踏勘方式不可能达到目的。为了详细了解工区的地表情况,必须借助高精度的卫星遥感数据,才能了解地表情况和地表岩性分布,在KL2采集技术方法论证和施工中,大量应用了高精度卫星遥感矢量三维数据体资料,这是在国内外三维设计中首次应用[2]。
受山地地表条件的限制,山地三维采集设计不同于平原地区的采集设计,要按“先测量、后设计、再施工”的原则进行设计,这样我们可以根据测量出的地形地表特征设计出最佳的施工方案以尽量保持CM P面元内炮检距分布均匀。
受地表高差、表层岩性变化及地下构造复杂等特点的影响,山地地区地震勘探采集观测系统设计有别于平原地区,不能采用单一的观测系统进行采集,必须采用灵活多变的观测方式。首先根据地质任务要求,结合工区实际地表情况,通过观测系统的参数论证设计基本观测系统。在此基础上,结合地表条件和地下目标地质体的情况进行变观设计。
1.2.1 基本观测系统
设计思想是基于地质目标和后续的资料处理,针对地下构造特征、地震地质条件、资料采集的技术难点、施工难点和山区特点及以往该地区地震采集存在的问题,按照反射点方位角分布均匀、大小炮检距分布均匀、覆盖次数分布均匀及窄方位观测的原则,仅仅围绕地质任务,积极合理吸纳以往经验,开创性地工作。优化采集参数和观测系统,达到获得高信噪比、高分辨率、高保真的山区三维地震原始资料,满足地质目标的需要。
基本流程是建立可控制工区的地球物理参数,在此基础上进行纵横向分辨率、道距、最大炮检距、最大非纵距、偏移孔径、覆盖次数等观测系统相关参数的论证工作,确定观测系统基本参数,并通过对以往该地区或相邻地区观测系统的属性分析,结合以往成功经验,提出多种观测系统进行观测系统属性的对比论证,确定最佳观测系统。
1.2.2 非线性观测系统
区别于常规的线性观测系统可以通过相关公式准确计算观测系统的覆盖次数,非线性观测系统需要分地段使用不同的道间距、不同的炮点距、不同的炮检距来进行采集,该类型的观测系统不能用描述线性观测系统的方法进行描述,覆盖次数也没有相应的公式计算,其观测系统主要根据考虑的因素不同可分为地表障碍物观测系统和根据地下地质构
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造特点变化的观测系统。不规则设计技术是解决山地复杂地表地质条件下的有效手段,它可以根据工区内的地表条件,设计出灵活多变的观测系统,从而避开障碍物。
(1)借助于数字卫星地图针对地形、表层结构特点进行超前设计,合理布设炮点和检波点,获得高精度定位成果。其主要思路就是通过数字卫星图片进行观测系统设计,并通过设计的观测系统和基本观测系统进行属性分析,尽量保持两观测系统属性的一致性,然后对根据卫星图片设计的观测系统进行实地的炮检点测量,对存在地表差异的炮检点进行重新设计分析,做到数字化设计、定量化分析、科学化施工。
(2)目标地质体设计是根据工区以往测井、地震及地质等资料,建立工区地表模型和地下地质模型,利用现有的设计软件进行模型正演,通过射线路径分析、CRP分析、模型速度分析和模拟记录等手段对观测系统进行验证,并在此基础上对地表及目标地质体进行非线性观测系统设计,经过反复调整、分析、论证,设计出合适的观测系统,保证地质任务的完成。
(3)现场观测系统变观设计是针对生产中遇到的各种情况进行观测系统的调整,其原则是尽量只对炮检点进行小范围的移动,保证观测方式的一致性,对调整的炮检点进行实地测量,然后根据测量结果进行观测系统属性分析,尽量保证覆盖次数和炮检距分布均匀。
1.2.3 二次论证
对每束线的所有进行变观设计,并实地测量完成后,正式生产以前,应用测量成果,通过软件进行实际布设,分析实际测线的覆盖次数、炮检距分布、方位角等观测系统属性,通过与理论设计观测系统的属性进行分析对比,根据实际情况进行反复调整分析,保证实际和理论观测系统最大程度的一致性,最后确定正式生产方案。
2 表层结构调查
山地表层结构复杂多变,表层结构造成的浅层折射、反射、多次反射和深部的复杂构造所产生的各种异常波,在记录上成了强大的干扰背景,这些干扰背景比深层有效反射能量要大得多。另外,当山地地表存在不均匀的凹凸不平的风化剥蚀面、裂隙和溶洞时,地震波在入射或投射这种复杂界面时,除能量的散射、吸收和衰减都很强外,反射波的传播路径还发生畸变。即使在深层反射界面没有发生错断和扭曲的地方,由于浅层界面的影响,也会造成深层反射同相轴的错断和扭曲等现象,使深层反射剖面上的同相轴变得异常复杂和破碎,难以辨认,信噪比降低。因此,加强表层结构的调查与研究非常重要。采用小折射、微测井、双井微测井、工程地震(小反射)和地质雷达等方法进行表层调查,对表层调查方法和静校正方法进行分析;利用初至自动拾取、小折射解释和微测井解释,建立准确的表层结构和各种表层数据库,为静校正提供可靠的资料,并加强静校正方法的研究[3]。
山地地表非常复杂,例如,有基岩出露区、山前冲积区和第四纪浮土覆盖区等。因此,要根据地表的实际情况合理地选择表层结构调查方法。
在山地勘探区,地表起伏比较大,需因地制宜地选择表层结构调查方法。由于山地地表和地质情况比较复杂,因此,需具体情况进行合理布设,在表层岩性变化大的地区进行加密布设。另外,要进行岩性取心工作,以确定解释结果的正确性,为了静校正和激发岩性的选择做好前期工作。
常规浅层折射方法不适用于地表起伏的情况,针对该问题,现已发展了一些新的浅层折射方法。针对低降速带较厚地区追踪低降速层和高速折射层困难的问题,发展出了单边密相遇折射观测系统;针对山地探区地表起伏的这一特点,发展出了高速折射层交叉时方法。
3 激发因素选择
西部地区地形复杂,有戈壁、沙漠、山地、黄土塬和砾石区等各类复杂地表,该类地区表层结构复杂,激发和接收条件变化大,使得该地区地震资料品质达不到高精度勘探的需要,从而制约了该地区地震勘探程度的进一步提高。
众所周知,激发源所产生的子波应满足以下条件: 较宽的频带宽度,即地震波应包含足够多的高频和低频成分; 较高的主频,能够满足地震勘探分辨率的需要;保证足够强的地震波能量,特别是深层反射能被仪器接收;!较高的信噪比,特
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别是改善高频成分的信噪比,并且为处理阶段进一步改善信噪比提供条件。为了达到或尽量接近上述要求,需要选择合理的激发源、激发方式、激发岩性、激发强度、炸药类型和炸药量等,以使激发出的波场清晰,干扰波能量尽量小,信噪比尽可能高,并希望在此前提下,目的层有效波的频带尽可能的宽,以有利于落实地下地质构造。所有这些要求,在复杂地区实施起来,都具有相当大的难度,但这却是得到高品质资料的前提。
3.1 布线定井方法
在山地地震勘探中,为保证激发能量,一般炮井下药深度都要达到潜水面以下。山地地形起伏大,而潜水面虽然亦随地形起伏而相应起伏,但变化幅度小,形成地形越高潜水面越低。因此,高山区要加大炮井深度。然而在其他条件相同时,炮井越深,井下岩性越坚硬致密,激发的地震波频率高而能量低。故应当针对激发岩性、地形、潜水面和炸药量等因素综合考虑选择。
山地表层岩性变化较大,在钻井的同时要保持录井,这样可以及时的监控岩性的变化,及时改变激发方式。
实践证实,炮井药量与山区地形关系密切。在山区炮井激发点位置越低,激发能量越强,在同一施工测线上,为了取得各炮相对均匀的激发能量,炮点炸药能量随激发点高程的增加而相应增加。山前砾石区一般采用土坑加“猫儿洞”,同时摸索泡沫钻井、“去表层悬空”钻井,“表层套管钻井”等技术。
能打深井的地区坚持打深井,特别是在砾石区砾石较小能用钻机打穿时,杜绝坑炮,这样可以提高原始资料的信噪比和分辨率。
井位选择好,可以减少生产设备的搬运时间,提高生产效率,也可以较好地激发出较高品质的地震波,达到事半功倍的效果,所以井位的选定,除了尽量避开障碍物这一普遍原则外,在一定范围内还要考虑选择好的激发条件,和尽量避开各种干扰源,通过几年的实践,提出了“五避五就”经验,即“避干就湿、避高就低、避碎就整、避土就岩、避虚就实”。同时在方法研究基础上,按最小抵抗线原理,选择合适临空面,另外,炮井位置在规程范围那选择最佳激发岩性和钻机停放位置。
3.2 药型选择
在山地地震勘探中,在坚硬的岩石中爆炸是经常的事,为了获得高效的能量关系,必须考虑炸药与介质的耦合关系。它包括阻抗耦合和几何耦合,阻抗耦合是指炸药的密度和爆速之积与激发介质的密度和岩石的波速之比:
Z= ×V/ ×V岩。
当阻抗耦合Z等于1时,激发的能量最强,Z越大,激发效果越好。由此可见,在相同岩石介质的情况下,高密度、高爆速的炸药的激发效果要好于中密度中爆速的炸药。在实际的采集工作中,一个工区内的激发介质经常是不断变化的,并且理论计算和多数试验都表明高密度、高爆速炸药对提高激发能量有利(至少无害),因此,所选炸药的阻抗应考虑与工区内激发介质的高阻抗值相匹配。
几何耦合指药柱的直径与井径之比,当药柱直径与井径相等时,爆炸效果最佳。改善几何耦合有两种途径: 使所选药柱的直径尽量接近井孔直径,这可通过改变药柱直径或井孔直径来实现; 在药柱和井壁之间充水或泥砂,并用泥砂充填井孔,填实压紧,使药柱周围不留空间,以改善几何耦合[4]。
3.3 井深选择
在山地地震勘探中,对于炸药震源,激发井深和激发介质的性质以及激发震源与介质的耦合关系的好坏是至关重要的。
当地震波在低速带以下的某个界面激发时,有一部分能量向上传播,遇到低速带与高速带界面时向下传播,这种反射称为虚反射。理论上,井深选择应选在虚发射界面以下 /4处。否则激发出的地震子波振幅与频率都较低。但是山区中表层岩性变化大,所以不能用一个井深控制,而是要找出最佳的激发岩性,把激发点选择在该岩石中。在实际勘探中为了保证几何耦合型,闷井方法(图1)显得尤为重要。如果不闷井或闷井不好,由于井壁岩石较硬,激发时能量将从井口释放,将产生声波干扰,而且较少了向下传播的能量。
3.4 激发方式研究
从激发方式上看,炸药震源可采用浅井小药量激发、深井小药量、深井大药量激发、组合井激发以及震源弹激发等方式;可控震源可根据地层响应的变化,采取不同的扫描参数。
单井激发主要适用于低降速带厚度小、激发岩性好的地区,单井激发主要是要做好低降速带、潜水面的提前测定,采用低降速带资料结合炮点高程
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曲线,根据该区的反射目的层主频需要,确定在低降速带以下激发的具体深度。实行全区整体控制,局部分线设计的可调井深设计法。
在激发条件较好的情况下,采用合适井深的单井施工是一种最佳的施工方式,但是对于一些低降速带巨厚,根本没法在低降速带下激发或进行高分
辨地震采集就不得不或有必要进行组合井激发。组合激发是在多个井中同时激发,每个井中放适当的药量(小药量)。由于每个井中各为小药量,炸药爆炸造成的空穴和破碎带较小,下传的能量多,即总的激发能量比单井相同药量的激发能量强,有利于激发出更多的高频成分。而且由于长度缩短,
还有
图1 闷井与未闷井比较
Fig.1 compar ison betw een the co ver ed and unco ver ed
利于激发岩性段的匹配;同时也有利于药包完全爆破。因此,进行组合井激发有利于提高资料的分辨率和信噪比。组合还相当于一个低通滤波器,对噪音和信号均有压制作用。组合虽然对噪音和信号均有压制作用,但对二者的压制程度不同,对噪音压制的效果较好;对有效波的压制较轻。因此,虽然组合井会对有效波有所压制,但仍不失为提高资料信噪比的较为有效的方法。
3.5 激发药量选择
震源子波幅度与爆炸半径成正比,即与药量的立方根成正比;震源子波视频率及峰值频率与爆炸半径成反比,即与药量的立方根成反比。震源子波表现为药量越小,低频成分缺失越多;同时也有高频减弱作用,表现为药量越大,高频成分衰减越快。因此,在勘探中,不能仅仅追求视频率而采用太小的药量,导致丧失低频成分和降低信噪比,而应选择合适的药量,保证有足够的信噪比和充分有效的
频带宽度[5]
。
3.6 新型炸药震源
最近新推出了延迟叠加震源、超速聚能震源、平面波震源和横波震源等新型爆炸震源,在西部地区,新型震源的试验工作还进行的比较少,主要进行了延迟叠加震源的点、段试验取得了较好的试验效果。延迟震源具有以下优势: 减小了地震波的方向性,延迟爆炸激发由于可以人为控制各个炸药的起爆时间,所以可以在一定程度上通过改变延迟时间或炸药间距来改变地震波传播的方向性; 拓宽了地震波的主频与频宽,延迟爆炸法可以使反射脉冲更尖锐,从而提高反射信号的分辨率。在实际工作中延迟爆炸的单节药量不宜过大,应尽量采用小药量进行延迟激发,以提高反射信号分辨率; 增强了下传地震波的能量,时延爆炸激发时,每节炸药都可以看作点源,当地震波传播速度正好等于炸药激发速度,并且各点源炸药所产生的空穴之间距离较大
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时,孔穴下部的疏松介质对下行地震波的吸收影响最小,此时剪切波能量也最小,垂直向下传播的地震波能量最大。就延迟震源而言,单炮记录明显比普通震源效果好,但是叠加剖面没有什么改善,所以需对资料处理做进一步的工作。图2为某地区的延迟震源试验图,从图中可以看出,延迟比普通炸药剖面层次多、能量强、相位稳定连续性好,分辨
率高,延迟震源增加了下传能量。3.7 可控震源
在山前巨厚砾石区,打井十分困难,而坑炮效果不好时,可选择可控震源激发。可控震源可以通过控制扫描信号的频率及震动能量来满足复杂山地山前带勘探的需要,尤其是在受钻井能力限制使炸药不能在致密岩性中激发的巨厚低降速层(
松散砾
图2 延迟与普通炸药分频对比
F ig.2 comparison bet ween the fr equency -div ided sectio n o f dy namite and delayed ex plosive sour ce
石)的山前戈壁区,这种优势表现的更为明显。
可控震源具有以下优点: 比常规地震的震源有更宽的频带; 在次频带范围内振幅谱向高频方向增强; 性能稳定;!可控制性。
可控震源按照需要设定扫描频带。频带的选择应使起始频率与终了频率之比超过2.5倍频程,且中心频率所对应的1/2周期决定能分辨的最小厚度的双程旅行时,此时,按2.5倍频程要求,扫描范围为15～85Hz 。
在可控震源参数的选择上应主要注意以下6个参数:
(1)扫描频率:扫描频率主要考虑地下深层目的层的频率响应,避开强面波干扰,提高资料信噪比,同时为了保证可控震源采集的数据具有一定的分辨率,应使扫描频宽在两倍频程上。
(2)扫描长度:震源激发应具有足够的扫描长度,
及足够的作用时间提高激发能量,同时利用增加扫描长度,使目的层反射避开可控震源的谐振干扰。(3)震源出力:可控震源出力稳定是选择震源出力的主要因素,以往大量的试验证明当可控震源出力过大时会发生低频成分畸变,实际出力并没有达到设计要求,所以在保证激发能量的前提下,应采用适合的震源出力。
(4)扫描方式:利用变频扫描方式可以压制子波边叶,提高子波清晰度,同时利用变频扫描方式可以对所得资料有效信号频谱特征进行补偿。
(5)震动台数:增加可控震源组合台数,可以有效提高地震波反射能量,压制干扰。采用可控震源激发,从2台到6台增加组合台数资料品质改善明显,说明增加可控震源台数是提高深层资料信噪比的一个重要手段,6台与8台相差较小,因此,采用8台大吨位可控震源组合激发,确保采集效果。
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(6)震动次数:可控震源的震动次数增加,根据垂直叠加原理可以压制不规则噪音,如随机风干扰,实际生产中不能无限制的增加震动次数,影响施工效率。震动次数的选择一般是在能保证激发效果的前提下,尽可能减少次数即每炮的总工作时间。
虽然如此,震源不可能完全适应深浅各层的情况,可控震源也一样,在记录上浅层反射可能高频占优势,而深层反射则低频占优势,在目的层附近比较合适。
4 接收因素选择
复杂地区一般都有较强的面波、折射波、多次折射波以及次生干扰。前三者来自炮点,后者来自四面八方。为了压制这些干扰波,可采用多个检波器(10～30个)的面积组合。如果表层的厚度基本一致,高差主要是表层下伏地层造成的,但其速度较高,组内高差可放宽。
4.1 检波器类型选择
不同类型的检波器的频率特性不同,山地地震勘探应选择有利于接收高频信号的检波器。例如,采用超级检波器施工,它对高频信号有提升作用,其资料的分辨率明显高于常规检波起。
4.2 检波器埋置
检波器的埋置主要考虑检波器与大地之间的耦合以及检波器避开干扰的合适埋置深度问题。埋在表土,即使做到“平、稳、正、直、紧”,也不能很好地压制干扰。在相同外界条件下,埋在表土与埋在地下0.5m相比,入口干扰电压值相差3倍左右。另外,表土对地震波具有较大的吸收作用,加上因表土松散、固结程度差,很难做到使检波器紧密耦合。用钻挖深为50～60cm的洞,将检波器插在实土内,不仅保证有较好的耦合条件,而且也减少了表土对高频地震波的吸收作用。埋置条件不好,还会产生耦合谐振,减小信号的振幅,使信号频率与谐振频率相混,造成信噪比和频谱宽度降低,从而降低了分辨率。在实践中总结出了在岩石缝隙或溶沟中总结出的办法“有土挖坑、无土贴泥、雨后排水、晴天撒水”,以使检波器与大地耦合良好,避免微震干扰。
4.3 检波器组合
常规平原地震施工中,利用检波器组合的统计效应和方向效应来压制随机干扰和与有效波入射方向不同的规则干扰波(主要是面波等)的方法是有效的。而在山区采用大组合基距、多检波器组合很难保证组内各检波器埋置在同一高程上;此外受地层产状变化影响,地震波到达地表方向并非垂直入射,采用大排列、大组合基距、多检波器组合易使反射波受到损失,尤其是检波器组合的低通滤波特性,对好不容易从深层反射上来的高频有效信号有压制作用。因此,组合检波器方法应以小基距,少量检波器(采用9～18个检波器组合)组合为佳。另外,像面波这样的规则干扰,可以通过室内处理滤除,而不要轻易使用大组内距以免造成高频信号的损失。
干扰波波长一般在40～100m,并且是随着炮检距的变化而变化,因此单靠检波器组合压制干扰波是不够的,对此采用震检联合压制干扰是很实用的方法[6]。事实上多次覆盖本身就是一种组合,与野外组合相比,它具有可逆性,可以用室内去噪方法不断改进资料的信噪比。总之,为了避开高频环境噪音和减少表层松土对高频成分的吸收,适当埋深和插紧检波器是较有效的方法。为了压制高频干扰和次生干扰,面积组合接收是必须的。
5 结论
(1)观测系统设计:围绕地质任务,对选择的观测系统进行科学论证是开展地震采集工作的基础;因地制宜,灵活多变的观测方式是保证山地地震采集质量的关键之一;利用先进的设计软件对理论设计观测系统和实际生产观测系统进行分析论证是采集工作中必不可少的环节;数字卫星图片和地质模型验证是确保观测系统科学合理的重要手段。
(2)表层接收调查:山地表层的复杂多变,表层结构调查工作的测量精度是后续工作高质量的关键所在,就目前而讲,表层调查技术和岩心取心工作相结合能提高表层结构调查的精度。由于山区地表岩性纵横向变化大,常规的表层结构调查方法只能代表一个点上的表层结构,而特别是在地形起伏较大地段,地表岩性也变化大,几米就有变化,往往不能用小折射、微测井等方法进行表层结构的连续调查,而现在层析反演和地质雷达等技术已经相对比较成熟,可以借鉴于山地地区进行应用。
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(3)激发和接收:由于山区表层复杂,岩性横向变化大,震源与激发岩性的耦合匹配问题是影响采集资料质量的主要问题之一。在山地地区进行地震勘探采集工作,井深的选取应主要以岩性的变化为选取标准,根据表层岩性的横向变化浮动选取井深。山区还应以常规震源为主,辅以不同的新型震源以弥补常规震源的不足,保证目的层的有效信号高质量的采集。在接收方面,对检波器的类型的选择还有待深入研究,但考虑目前对野外采集信号的要求,山地地震勘探应选择有利于接收高频信号的检波器。在组合接收方面,针对山地地区资料信噪比普遍较低的情况,组合检波器方法应以小基距,少量检波器(采用9～18个检波器组合)组合为佳。但要针对各地区噪音分布规律及形成机制的不同,科学合理的干扰波调查试验对组合方式的选择起到了非常重要的作用。
山区地震勘探由于受地形、地质条件的影响,致使地震波在传播过程受诸多因素影响,变化规律十分复杂,在实际应用中往往受条件限制只能把复杂问题简单化,这就不可避免地出现误差和“陷阱”,从而导致了各种技术的多解性,这是导致山地地震勘探精度不高的一个原因。因此,如何评价山地勘探资料的质量成为一个迫切需要解决的问题。
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Research on seismic acquisition methods in the mountainous area
CU I Shu-guo,LIU Huai-shan,WEI Ji-dong
(College of M arine Geosciences,Ocean Univ ersity of China,Qingdao266003,China)
Abstract:In the m ountainous ar eas,the sur face conditions and substructure are very complex,co upled w ith the lar ge dip.As a result,the sho oting and receiving quality is very po or and conventional m ethods are not applicable in m ountainous ar eas.Aiming at these problem s,this paper discusses the m ethods of geom etry design,shoo ting parameters optimization,surface structur e investigatio n and the techniques of shoo ting and receiving.
Key words:mountainous ar ea;surface str ucture investigation;acquisition method
78 西 北 地 质 N ORT H W ES T ERN GEOL OGY 2004年
接收条件received condition：指地震勘探中接收地震波的仪器的工作状态和条件。广义地说, 接收条件包括地震检波器的安置情况、组合个数与方式，以及地震仪的各种因素等。但通常将接收条件狭义地指地震检波器的安置情况。地震资料的质量与接收条件有密切关系。陆地工作中埋置检波器，海洋工作中使检波器处于水面下一定深度，都是为了避免风、浪等影响而改善接收条件。 界面速度interface velocity：指折射波沿折射界面滑行的速度。界面速度主要反映折射界面以下地层中岩石的物理性质。由于组成地层的岩石颗粒排列有方向性，通常界而速度大于层速度。界面速度可通过折射波测得。 加速度检波器accelerometer：即“压电地震检波器”。 激发条件excited condition：地震勘探中将震源种类、能最、周围介质的情况总称为激发条件。对于炸药震源来说，激发条件一般包括炸药量大小、药包形状，个数，分布方式及埋置岩性和沉放深度等。对于非炸药震源，激发条件则包括装置的种类、能量、参数选择及安置情况等。激发条件的选择是否适当，对地震勘探原始资料质量的影响很大。一般认为,陆地工作中, 风化层下的含水可塑性岩层是有利的激发条件，因此往往采用井中爆炸，在海洋工作小，主要是以减小气泡影响作为合适的激发条件。 海洋地震勘探marine seismic survey：是利用勘探船在海洋上进行地震勘探的方法°其特点是在水中激发，水中接收，激发，接收条件均一；可进行不停船的连续观测。震源多使用非炸药震源，接收常用压电地震检波器，工作时，将检波器及电缆拖曳于船后一定深度的海水中由于上述特点，使海洋地震勘探具有比陆地地震勘探高得多的生产效率，更需要用数字电子计算机处理资料。海洋地震勘探中常遇到一些特殊的干扰波，如鸣震和交混问响，以及与海底有关的底波干扰。海洋地震勘探的原理，使用的仪器，以及处理资料的方法都和陆地地震勘探基本相同。由于在大陆架地区发现大量的石汕和天然气，因此.海洋地震勘探有极为广阔的前景。 高频地震high frequency seismic survey：在水文地质、工程地质调杏和金属矿床勘探中，勘测深度只在儿米到儿百米之间，需要精细分层和精确地测定波的传播时间。为了提高仪器的分辨能力，要用专门的高频地震仪，记录震波的高频分量。高频地震仪的通频带?般在60-350周 /秒之间，专门测定岩石波速时需提高到500-600周/秒。为了压制低频干扰，仪器频率特性的低频一边应有较大的陡度。 干扰波noise：地震勘探中妨碍分辨有效波的振动都属于干扰波。干扰波大体上可分为两种：其中具有明显传播规律的称为规则干扰或干扰波，如声波、面波，多次波等等；没有明显传播规律性的振动称为随机干扰，或简称干扰，如微震等。抗干扰的问题是关系到地震勘探中提高勘探的质量和能力的极其重要的问题。因此，在野外工作和资料处理上采用多种措施，以提高有效波而压制干扰波。干扰波有时也是相对的概念，如在反射法中，折射波就常
论地震勘探中的几种主要地震波 论文提要 地震勘探，就是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，以查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种方法。也可以理解为就是利用地震子波从地下地层界面反射回地面时带回来的旅行时间和形状变化的信息，用以推断地下的底层构造和岩性。地震勘探在勘探已有的各种物探方法中，是最有效地方法。在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。按波在传播过程中质点震动的方向来区分，可以纵波和横波；根据波动所能传播的空间范围而言，地震波又可以分为体波和面波；按照波在传播过程中的传播路径的特点，又可以把地震波分为直达波、反射波、透射波、折射波，等等。地震勘探在石油勘探中除了能产生来自地层界面有用的反射波外，还会产生各种各样的干扰波。因此，我们要更好的了解各种波的产生、特点、用途，等等。下面简单介绍几种地震勘探中产生的地震波。 正文 一、反射波 （一）反射波的形成 1、几何地震学的观点 当炸药在井中爆炸激发地震波时，在雷管引爆几百微妙之内爆炸便完成了，在接近爆炸点的压强是一个延续时间很短的尖脉冲，爆炸脉冲向外传播，压强逐渐减少，地层开始产生弹性形变，形成地震波。地震波继续传播，由于介质对高频的吸收，地震波信号减小。当波入射到两种介质的分界面时（当上层介质波阻抗与下层介质波阻抗不等时，弹性地震波才会发生反射；上层介质波阻抗与下层介质波阻抗差别越大，反射波越强——反射波条件），一部分波回到第一种介质中，这就是所谓的反射波。如图所示 2、物理地震学观点 地震波从震源出发以球面波的方式向下传播，到达反射界面S，S可以就看成有许多
地震资料采集试题库 一、判断题，正确者划√，错误者划×。 1、弹性介质中几何地震学的反射系数只与上下介质的速度和密度有关。（） 2、纵波反射信息中包括有横波信息，因此可以利用纵波反射系数提取横波信息。（） 3、在纵波 AVO分析中，我们可以提取到垂直入射的纵波反射系数剖面。（） 4、当纵波垂直入射到反射界面时，不会产生转换横波。（） 5、SH波入射到反射界面时，不会产生转换纵波。（） 6、直达波总是比浅层折射波先到达。（） 7、浅层折射波纯粹是一种干扰波。（） 8、折射界面与反射界面一样，均是波阻抗界面。（） 9、实际地震记录可以用鲁滨逊地震“统计”模型表示为：反射系数（R(t)）与地震子波（W(t)）的褶积 S(t)=W(t)*R(t)。（） 10、面波极化轨迹是一椭圆，并且在地表传播。（） 11、检波器组合可以压制掉所有的干扰波。（） 12、可控震源的子波可以人为控制。（） 13、对于倾斜地层来说，当最小炮检距和排列长度不变，并且排列固定不动时，上倾激发与下倾激发可获得地下相同的一段反射资料。（） 14、单炮记录上就可以看出三维资料比二维资料品质好。（） 15、资料的覆盖次数提高一倍，信噪比也相应地提高一倍。（） 16、当单位面积内的炮点密度和接收道数一定时，面元越大，面元内的覆盖次数越高。（） 17、覆盖次数均匀，其炮检距也均匀。（） 18、无论何种情况下，反射波时距曲线均为双曲线形状。（） 19、横向覆盖次数越高，静校正耦合越好。（） 20、动校正的目的是将反射波校正到自激自收的位置上。（） 21、当地下地层为水平时，可以不用偏移归位处理。（） 22、偏移归位处理就是将CMP点归位到垂直地表的位置上。（） 23、最大炮检距应等于产生折射波时的炮检距。（）
地震资勘探现场监督工作规范 中国石油天然气物探监理 北京康胜得石油技术有限公司 二〇〇〇年七月 1
1 适用范围 本规范规定了地震资料采集监督在质量监督过程中的行为及对采集质量检查的内容和要求；本规范适用于地震资料采集监督的全过程。 2 准备工作 2.1 收集监理委托合同、作业承包合同、工程（技术）设计、合同中指定的技术标准和规定、以往的地震剖面及所属工区的其它相关资料。 2.2 熟悉作业合同要求、地质目标、工程（技术）设计要求；熟悉委托方授予现场监督的职责和权力及对监督工作的具体要求。 2.3 踏勘和了解工区地表情况、表层及地下地震地质条件（地层分布情况、地球物理特征、地震资料品质、干扰波发育情况等）。 2.4 熟悉以往的采集方法及拟定的采集方法，了解采集方法论证的基本内容及过程。 3 作业方资质及招标承诺条件的监督检查 3.1 组织结构健全，技术人员、职民工配备符合合同要求，特殊岗位人员（爆炸员、安全员等）必须具有上岗培训操作证书。 3.2 地震仪器系统（包括勘探仪器、爆炸机、大线、采集站、检波器等）、测量仪器系统（包括全站仪、GPS接收机等）、现场处理机系统符合规定要求，各种机动设备、后勤装备满足合同要求，设备的出厂合格证书、检验证书齐全。 3.3 技术设计达到招标承诺条件。 3.4 HSE体系健全、官员到位，基地建设、药库设置及管理符合安全规定。 4 作业方质量保证体系的建立和运行办法的监督检查 4.1 质量保证体系建全，组织机构落实，质量保证措施及配套政策健全。 4.2野外采集全过程有质量控制网络、质量控制点和质量控制关键点，并能有效进行时实监控。 4.3 各级质量检验按照技术检验标准和要求对各工序质量起到监控作用。 4.4 完成采集项目的技术支持和技术保证措施能起到质量保证作用。 4.5 野外采集工作量能按作业合同规定如期完成。 5 编写和制定监督工作计划 按照公司监理规划、作业承包合同、监理委托合同和工程（技术）设计中的技术要求和质量要求，结合工区特点和作业队伍状况编写和制定监督工作计划。 2
、地震勘探基本原理 1. 地震地质模型基本分类 2?均匀、理想弹性介质中的三维波动方程 3.无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征 4.地震波的反射、透射和折射 5.多层黏弹性介质中的弹性波场及特征 6.几何地震学原理 7.地震波速度及地震地质条件 1.1地震地质模型基本分类 1.地震地质模型 2.固体成为弹性介质的条件 3.人工激发震源与岩层的弹性 4.常用的弹性介质模型 1.3无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征 1.3.1无限大均匀各向同性介质中的平面波 1.3.2无限大均匀各向同性介质中的球面波 1.3.3地震波的动力学特征 1.3.4地震波的运动学特征 小结： 1、动力学特征（动力学参数） 2、运动学特征（运动学参数） 3、动力学特征的体现：远近震源处的位移波形变化 球面扩散、振动图和波剖面谱分析 4、运动学的原理和定理：Huygens、Fermat、Snell 5、时间场和射线的关系
6、基本概念：射线、视速度、频波关系、波数、波长动力学信息（反映动力学特征的信息）振幅、频率、波形、吸收衰减、极化特点、连续性等特征。 运动学信息（反映运动学特征的信息） 传播时间（旅行时间）、传播时间-空间距离的关系、波的传播路径、地震速度等特征 1.4地震波的反射、透射和折射 1.平面波的反射和透射 2.弹性分界面上的波型转换和能量分配 3?球面波的反射、透射和折射 4.地震面波 小结 1、斯奈尔定理（包括反射定理、透射定理） 2、波的转换（同类波、转换波） 3、能量分配Zoeppritz方程 （法线入射、入射自由表面、反射产生条件） 4、倾斜入射及折射波的产生（产生条件、原因） 5、折射波的特点 （波前为圆锥台、射线为直线、能量扩散比反射波慢、折射盲区、屏蔽现象） 6、AVA曲线 （临界入射前、临界入射、过临界入射） 7、面波的特点 （传播速度、质点位移、频散现象） 1.5多层黏弹性介质中的弹性波场及特征 1.黏弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用 2.多层介质中弹性波的传播特性 3.地震波的簿层效应 4.地震绕射波 5.地震波的波导效应 6.反射波地震记录道形成的物理机制 黏弹性介质中弹性波的传播基本概念
解释及分析地震数据体一般步骤： 1、合成人工记录和层位标定 2、追层位，注意闭合 3、解释断层 3、平面成图 在解释过程中可能用到的五种技术方法： 1.层位标定技术 2.三维体构造精细解释技术 3.相干数据体分析技术 4.低序级断层识别技术 5.断点组合技术 其中各项技术的具体用法自己去查资料 若遇到潜山和特殊岩性体时，在成图前增加1项，速度场分析即第6项技术变速成图技术；若有储层描述部分，还需增加反演处理。 1、反演工区建立 2、地震子波提取 3、井地标定 4、初始模型建立 5、反演参数选取 6、反演处理 7、砂体追踪描述 8、成图 在三维地震构造解释的基础上，对有井斜资料的井，分层段进行了井深校正，将测井井深校正为垂直井深。通过钻井资料的校正，利用校正数据表的数据，对断层的断点位置和断距进行归一化处理，对三维地震所做的构造图与钻井数据相矛盾的地方进行反复推敲，分析油藏油水关系，对一些四、五级断层进行组合、修正，反复修改构造，最后编制研究区构造图。静校正statics：地震勘探解释的理论都假定激发点与接收点是在一个水平面上，并且地层速度是均匀的。但实际上地面常常不平坦，各个激发点深度也可能不同，低速带中的波速与地层中的波速又相差悬殊，所以必将影响实测的时距曲线形状。为了消除这些影响，对原始地震数据要进行地形校正、激发深度校正、低速带校正等，这些校正对同一观测点的不同地震界面都是不变的，因此统称静校正。广义的静校正还包括相位校正及对仪器因素影响的校正。随着数字处理技术的发展，已有多种自动静校正的方法和程序。 [深度剖面]depth record section;据磁带地震记录的时间剖面或普通光点记录，用一般方法所作出的地震剖面只是表示界面的法线深度，而不是真正的铅垂深度。经过偏移校正和深度校正之后，得到界面的铅垂深度剖面才叫做深度剖面，它是地质解释的重要资料。用数字电子计算机处理磁带地震记录，能自动得出深度剖面 [同相轴]lineups;地震记录上各道振动相位相同的极值(俗称波峰成波谷)的连线称为同相轴。在解释地震勘探资料时，常常根据地震记录上有规律地出现的形状相似的振动画出不同的同相轴，它们表示不同层次的地震波。 [速度界面]velocity interface;是指对地震波传播速度不同的、相邻的两层介质的公共接触面。信噪比signal-to-noise ratio：信噪比有多种定义。通常将地震仪器的输出端上，有效信号的功率与噪声(干扰)的功率之比称为信噪比。信噪比既与输入信号本身有关，更决定于仪器的特性，它也被用来衡量资料处理的效果。因此，提高信噪比是提高地震工作质量的关键问题之一。信噪比愈大愈好，可以通过改进仪器性能或选择工作方法提高信噪比。 子波wavelet：从震源发出的原始地震脉冲在介质中传播时，由于介质对地震脉冲有滤波作用，并且地层界面使波产生反射和折射，因此，自距震源一定距离起，脉冲波形便发生变化而与原始波形不同，但在一定传播范围内其形状甚本保持不变，这时的地震脉冲便称为子波。子波的形状决定于震源和介质的滤波性质，其频率随传播距离的增大而有所降低，振幅也逐渐减小。不同的界面各自的子波不同，每一道的地震记录可以认为是由一系列的子波构成的。子波不仅用于制作理论地震记录，而且在断层对比和反褶积处理等方面都需要它。 [有效速度] effective velocity; 把覆盖层看作均匀介质而从实际观测所得的反射波或从折射波时距曲线求得的波速，统称为有效速度。由于在层状地层中存在层理，介质并不真正是均匀的，再加上界面的弯曲，使有效速度不同于平均速度，往往是比平均速度大的一种近似速度，但在各层速度的差别不很大和界面弯曲不大时，两者的差别很小。 [有效波]effective wave; 指能用来解决某些地质问题的人工激发的地震波。有效波是个相对的
1. 有关地震勘探的一些基本概念 1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法 勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本类型。 地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。 依据研究对象的不同，物探法主要分为以下几种： ?地震勘探（利用岩石的弹性差异） ?重力勘探（利用岩石的密度差异） ?磁法勘探（利用岩石的磁性差异） ?电法勘探（利用岩石的电性差异） 在石油勘探中，最经济的方法是物探法。首先用物探法对工区的含油气远景作出评价，为钻探提供探井井位。然后钻探法通过实际钻进，以对物探法进行验证。如果构造含油，又可根据物探资料和探边井计算出含油面积和地质储量。 在我国，陆上是广大的地表松散沉积（如松辽平原、华北平原等）和沙漠覆盖区（如塔什拉玛干大沙漠），海上是被辽阔的海水所覆盖的“一片汪洋”，已看不到岩层的地面露头的出露。而钻井法成本高、效率低。如何解决这些地区的地质构造和地质储量问题呢？在这时就充分显示了物探法应用的威力。 在各种物探方法中，地震勘探具有精度高的突出优点，而其它物探方法都不可能象地震勘探那样详细而准确地了解地下由浅至深一整套地层的构造特点。因此，地震勘探已成为石油勘探中一种最有效的方法。 1.2 地震勘探基本原理 地震勘探是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。利用记录下来的数据，对其进行过处理分析，从而推断地下地质构造和地层岩性的特点。 地震勘探查明地下地质构造特点的原理并不难理解。利用声波反射现象可测定障碍物离开声源的距离，是我们都知道的物理原则。 其计算公式为：
说明 一、起草单位与起草人 二、注意事项 1、本合同适用系统内场景, 发包方和承包方均为中石化系统内单位所发生的地震资料采集业务。 2、本合同的修改。修改本合同不影响甲方实质性权利义务的，应经甲方兼职合同管理员审查同意。修改本合同影响甲方实质性权利义务的，应经甲方专职合同管理员审查同意。 3、具体条款使用说明。 (1)地震资料采集合同示范文本作为一个整体，其内部的各条款内容之间是具有关联性的，在实际应用过程中如对个别条款做出变动，那么其相对应的条款也要做出相应的调整。如：要调整双方权利义务的条款内容，在与之相对应的违约责任条款中也要改动相应的内容。 (2)文本中质量标准和技术要求条款的规定，应结合实际针对地震资料采集的具体情况，选择、引用明确的标准，并把该质量标准详细列明作为本合同的组成部分。 (3)文本中HSE条款对甲方、乙方在安全、环保、健康方面做出了原则性的要求和规定，在实际操作中可以引用HSE方面的法规或相关规定执行，或双方另行签订HSE责任书将内容细化，并作为合同的附件双方共同遵守。 ( 4)文本中的价款支付方式和费用的调整，可根据具体项目的不同和本单位的习惯性做法，在与乙方协商一致后做出调整。 ( 5)违约金的约定在文本中都是以“空格”的形式列出的，在实践过程中应根据具体情况协商做出约定。 (6)违约责任条款中关于赔偿限额的规定，参考国内同行业在此问题上的惯例，制定出一个客观的、合理的赔偿额度。 (7)文本中有关“时间” 、“期限”的要求，在实际填写中应结合生产实际，按照地震资料采集施工作业的工序、施工要求制定出合理的时间和期限。
合同编号： 地震资料采集合同 （系统内） 发包方（甲方）：___________________________________ 承包方（乙方）：___________________________________ 为明确甲、乙双方就地震资料采集工程施工过程中的权利义务关系，根据《中华人民共和国合同法》的有关规定，经双方协商达成一致订立本合同，以资共同遵守。 第一条定义及解释 i.i二维地震工作量：指地震测线满覆盖长度，单位为千米（Km。 1.2三维地震工作量：指地面水平满覆盖面积，单位为平方千米（Kn2）o 1.3覆盖次数：指地下同一反射点或反射面元重复接收次数。 第二条合同标的 2.1项目名称：______________________________ 。 2.2工区位置：______________________________ 。 2.3 工区范围：____________________________ 。 2.4工作量： 2.4.1二维地震工程以满覆盖千米为计算单兀，共计Km 。 2 2.4.2三维地震工程以设计满覆盖面积为准，共计Km。 2.4.3特殊点试验：炮（或Kn）。 2.4.4表层调查：小折射---------- 个；微测井------——口 2.5地质任务：________________________________ 。 第三条承包方式 采用总承包的方式。由乙方自行组织设备、工具、材料及人员完成本采集项目的全部工作，按照设计要求取全取准各项资料，按照合同规定的质量标准在规定的工期内完成采集作业任务。 第四条价款（费用）与结算方式 4.1二维地震工程资料采集以千米为结算单元, ______________ 元/ Km。 4.2三维地震工程资料采集以满覆盖面积为结算单元，_____________ 元/Km2。
地震勘探新方法作业题 01综述 1、写出5种与常规地面采集（地面激发、地面接收，主频20-40Hz）不同的地震勘探新方法新技术。 VSP：地面激发、井中接收（零偏、非零偏、Walkway、三维） 井间地震：井中激发、井中接收 时移地震/四维地震：多次采集 随钻VSP：钻头激发 多波多分量：纵波、横波激发 （山地地震高分辨率采集高密度采集） 2、写出地震勘探中5种解释新方法。 属性分析、地质统计学、反演：叠后反演、叠前反演（EI）、 AVO、裂缝预测、信息融合技术、神经网络 3、写出5种地震勘探基础理论新方法。 反演理论、小波变换、神经网络、模糊聚类、图形图像学、 地震波模拟（数值模拟；物理模拟）、各向异性 02 VSP 1、什么是VSP VSP：垂直地震剖面，是一种井中地震观测技术。也即在地面激发、井中放置检波器接收地震信号的一种地震观测技术。 2、VSP的采集方式 （VSP的采集方式是指激发点、接收点的排列特点和空间分布特征） 地面多次激发，井中三分量接收，激发-检波器提升-再激发-再提升。 3、VSP分为哪几种采集方式(三种) 按激发点、接收点的分布特征可以将VSP的采集方式分为 ①常规VSP采集；②长排列资料采集；③三维VSP与三维地震联合采集 4、零偏移距VSP有哪些应用 求取各种速度、识别地面地震剖面上的多次波、标定地质层位、计算井旁的Q衰减因子等。 5、偏移距（非零偏）VSP有哪些应用 查明井旁的地层构造细节、其作为二维观测可以作出一小段局部地震剖面，具有很高的垂向和横向分辨率描述井旁一定距离内的构造和岩性变化。 附:VSP应用： 提取准确的速度及时深关系（零偏） 标定地震地质层位（零偏）
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,力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法. 水平叠加:将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号,经动校正后叠加起来,这种方法可以提高信噪比,改善地震记录的质量,特别是压制一种规则干扰波效果最好 波形曲线:选定一个时刻t1,我们用纵坐标表示各质点离开平衡位置的距离,就得到一条曲线,这条曲线就叫做波在t1时刻沿x方向的波形曲线. 动校正:在水平界面情况下,从观测到的波的旅行时中减去正常时差Δt1得到x/2处的t0时间,这一过程叫动校正或正常时差校正. 多次覆盖:对被追踪的界面进行多次观测. 剖面闭合:是检查对比质量,连接层位,保证解工作正确进行的有效办法,他包括测线交点闭合,测线网的闭合,时间闭合等. 几何地震学:地震波的运动学是研究地震波,波前的空间位置与传播时间的关系，他与几何光学相似,也是引用波前,射线等几何图形来描述波的运动过程和规律,因此又叫几何地震学. 水平分辨率:指沿水平方向能分辨多大的地质体,其值为根号下0.5λh. 时距曲线:从地震源出发,传播主观测点的时间t与观测中点相对于激发点的距离x之间的关系 剩余时差:把某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射波时间与共中心点处的时间tom之差. 绕射波:地震波在传播过程中,如遇到一些岩性的突变点,这些突变点就会成为新震源,再次发出球面波,想四周传播,这就叫绕射波. 三维地震:就是在一个观测面上进行观测,对所得资料进行三维偏移叠加处理,以获得地下地质体构造在三维空间的特征. 水平切片:就是用一个水平面去切三维数据体得出某一时刻tk各道的信息,更便于了解地下构造形态个查明某些特殊地质现象. 同相轴:一串套合很好的波峰或波谷. 相位:一个完整波形的第i个波峰或波谷. 纵波:传播方向与质点振动方向一致的波. 转换波:当一入射波入射到反射界面时,会产生与其类型相同的反射波或透射波,也会产生类型不同的,与其类型不同的称为转换波. 反射定律:入射波与反射波分居法线两侧,反射角等于入射角,条件为:上下界面波阻抗存在差异,入射波与反射波类型相同. 地震子波：震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，我们称这时的地震波为地震子波。 爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一的距离后，波形逐渐稳定，我们称这时的地震波为地震子波。 正常时差的定义第一种定义:界面水平情况下,对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时同以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射波旅行时之差,这纯粹是因为炮检距不为零引起的时差. 第二种定义:在水平界面情况下,各观测点相对于爆炸点纯粹是由于炮检距不同而引起的反射波旅行时间差. 1.简述地震勘探原理 地震勘探根据岩石的弹性差别进行工作的,波遇到障碍物会发生反射和透射,折射.通过测反射波和透射波的性质,可以确定障碍物的距离.地震勘探是人工激发地震波.通过在地面布置测线,接收反射波,然后进行一些处理,从而来反映地下构造情况,为寻找油气和其他勘探目的的服务,生产工作包括三个环节:1野外数据采集2室内数据处理3地震资料解释,与其他方法
本学期的“工程结构抗震分析”课程首先介绍了地震与地震震害以及结构抗震分析的必要性和其方法的发展过程，然后简单回顾了一下结构动力学基础，接下来认识了地震波与强震地面运动的特性，以及地震作用下结构的动力方程，最后重点讲述了几种抗震设计分析方法——反应谱分析法，时程分析法（弹性和弹塑性），和静力弹塑性分析法。通过一个学期的学习，本人对强震地面运动特征和抗震设计原理和方法有了一定的了解和把握。 在进行建筑、桥梁以及其它结构物的抗震设计时，一般都要遵循以下五个步骤：抗震设防标准选定、抗震概念设计、地震反应分析、抗震性能验算以及抗震构造设计，其流程如图1 所示。 本文将着眼于图1流程中的第3个步骤， 从我国现行规范中的3种最常用的结构响应分 析方法出发，简单介绍一下其各自的基本概念 和适应范围（具体原理和计算过程在此不再详 述，读者可另查阅相关课本和规范），以及现有 抗震设计规范中存在的问题，以便初学者对结 构抗震设计分析方法有个初步的认识，也作为 本人对本课程的学习总结。 一．3种最常用的结构响应分析方法 1．底部剪力法 定义：根据地震反应谱理论，以工程结构 底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作 用相等来确定结构总地震作用的一种计算方 法。 底部剪力法适用于基本振型主导的规则和 高宽比很小的结构，此时结构的高阶振型对于 结构剪力的影响有限，而对于倾覆弯矩则几乎 没有什么影响，因此采用简化的方式也可满足 工程设计精度的要求。 高规规定：高度不超过40m、以剪切变形 为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层 建筑结构，可采用底部剪力法。 底部剪力法尚有一个重要的意义就是我们可以用它的理念，简化的估算建筑结构的地震响应，从而至少在静力的概念上把握结构的抗震能力，它还是很有用的。 2．振型分解反应谱法 定义：振型分解反应谱法是用来计算多自由度体系地震作用的一种方法。该法是利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理，求解各阶振型对应的等效地震作用，然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合，从而得到多自由度体系的地震作用效应。振型分解反应谱法一般可考虑为计算两种类型的地震作用：不考虑扭转影响的水平地震作用和考虑平扭藕联效应的地震作用。 反应谱的振型分解组合法常用的有两种：SRSS和CQC。虽然说反应谱法是将并非同一时刻发生的地震峰值响应做组合，仅作为一个随机振动理论意义上的精确，但是从实际上它对于结构峰值响应的捕捉效果还是很不错的。一般而言，对于那些对结构反应起重要作用的振型所对应频率稀疏的结构，并且地震此时长，阻尼不太小（工程上一般都可以满足）时，SRSS是精确的，频率稀疏表面上的反应就是结构的振型周期拉的比较开；而对于那些结构
序号成绩 中国地质大学（）本科生 实验报告 《地震资料采集与处理》上机实验报告 姓名：建明 班级： 061154 学号： 指导老师：卞爱飞 小组成员：建明，朴青峰 完成日期： 2018年5月11日
目录 1.一维带通滤 波……………………………………………………………………………………………… (1) 2. 动校正与叠加 (10) 3. 偏移算子点脉冲响应 (14) 4. 叠后数据偏移 (17) 5. 总结 (21)
1.一维带通滤波实验 1.1.实验目的 利用一维频率域滤波方法分析实际地震资料中有效信号与干扰波的时空分布特征，掌握低通、带通、高通滤波器的设计方法和相关SU模块的调用方法，设计频率域滤波器进行有效信号与噪音的分离，对滤波前后地震剖面进行处理效果对比显示，分析一维滤波方法的优缺点。 1.2.基本原理 本实验核心处理模块为sufilter常用的模块调用方法为： sufilter
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1. 有关地震勘探的一些基本概念 1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法 勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本类型。 地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。 依据研究对象的不同，物探法主要分为以下几种： 地震勘探（利用岩石的弹性差异） 重力勘探（利用岩石的密度差异） 磁法勘探（利用岩石的磁性差异） 电法勘探（利用岩石的电性差异） 在石油勘探中，最经济的方法是物探法。首先用物探法对工区的含油气远景作出评价，为钻探提供探井井位。然后钻探法通过实际钻进，以对物探法进行验证。如果构造含油，又可根据物探资料和探边井计算出含油面积和地质储量。 在我国，陆上是广大的地表松散沉积（如松辽平原、华北平原等）和沙漠覆盖区（如塔什拉玛干大沙漠），海上是被辽阔的海水所覆盖的“一片汪洋”，已看不到岩层的地面露头的出露。而钻井法成本高、效率低。如何解决这些地区的地质构造和地质储量问题呢？在这时就充分显示了物探法应用的威力。 在各种物探方法中，地震勘探具有精度高的突出优点，而其它物探方法都不可能象地震勘探那样详细而准确地了解地下由浅至深一整套地层的构造特点。因此，地震勘探已成为石油勘探中一种最有效的方法。 1.2 地震勘探基本原理 地震勘探是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。利用记录
Q/SHXB 中国石化西北油田分公司企业标准 Q∕SHXB 0082—2012 地震勘探资料采集项目收队验收规程 2012-03-01发布 2012-03-15实施 中国石化西北油田分公司发布
Q/SHXB 0082—2012 1 目录 前言 (2) 1总则 (3) 2范围 (3) 3规范性引用文件 (3) 4验收方式 (4) 5验收依据 (4) 6验收程序 (4) 6.1验收申请 (4) 6.2验收程序 (4) 7验收内容及要求 (5) 7.1采集工作量 (5) 7.2技术质量指标 (5) 7.3过程控制资料 (6) 7.4成果资料 (6) 7.5质量保证措施运行资料 (6) 7.6 HSE保证措施运行资料 (7) 7.7其它承诺履行情况 (9) 8验收结论 (9) 8.1合格 (9) 8.2不合格 (9) 附录A（资料性附录）地震勘探资料采集项目收队验收书 (10) 附录B（资料性附录）VSP项目资料采集作业收队验收书 (22) 参考文献 (30)
Q/SHXB 0082—2012 前言 地震勘探是油气田勘探开发的重要手段，是确保油气增储上产的主要技术措施之一。为保证地震勘探资料采集项目的施工质量以及HSE目标的实现，依据行业标准，结合西北油田分公司多年石油物探项目的管理经验，编写了中石化西北油田分公司的企业标准《地震勘探资料采集项目收队验收规程》，旨在进一步规范化地震勘探资料采集项目的收队验收。 本标准提出单位：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司工程监督中心。 本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司工程监督中心。 本标准归口单位：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司标准化委员会。 本标准起草人：吴云海杜永明刘霞 本标准附录A、附录B为资料性附录。 2
浅谈工程地震勘探及场地地震反应分析 工程地震勘探是被广泛应用于种类繁多的高标准工程建设项目中，勘探工程基础地质条件并解决地质问题的一种方法。其方法简单而且既快速又准确。在工程地震勘探中，场地地震安全性的综合评价，对结构抗震有至关重要的作用，是具体建设场址区精确合理、经济可靠的抗震设防依据。 标签：工程地震勘探场地地震反应分析 破坏性地震是一种严重危及人类生命和财产安全的突发性自然灾害。随着科学技术发展水平的进步，抗震设计规范也在不断的发展和完善。世界各国政府十分重视对地震灾害的防御，力求能够将最新科学研究成果及时有效地应用于抗震设计，最大限度地抵御强烈地震的袭击，减轻地震灾害。 早期的地震学家主要把地震当作一种自然现象来进行研究，但亦涉及强烈地震时建筑物的破坏。工程地震学是地震学中为工程建设服务的一个分支，主要研究强烈地震运动及其效应。该学科主要从工程角度研究与减轻地震灾害有关的地震问题，并对工程场地的地震动参数进行定量的预测，以便对工程场地进行场地安全性评价，并为建筑结构提供合理的设计地震动参数，以便采取抗震设防措施，最大限度地减轻地震灾害。工程地震学介于地震学和土木工程学两大学科之间，它与两大学科相互联系又有区别。工程地震学与地震学研究侧重不同，工程地震学主要预报地震在工程场地上的可能引起的地结构的破坏作用。侧重于建立满足工程分析需要的潜在震源模型，用于定量估计工程抗震设计所需要的地震动参数。 就现状来看，工程地震学所研究的主题大致包括地震宏观考察、强震观测、近场地面运动、地震区域划分和地震危险性分析以及地震小区划。 工程地震勘探是工程地震最基本的一项内容。随着我国建设事业的发展，新兴的工业城市、港口城市、经济开发区等不断发展，老城市的现代化改造也在迅速进行，种类繁多的新型的高标准工程建设项目日益增多。这不仅对各种工程基础的地质条件提出了更高的要求，并且也要求用较少的人力和投资，快速可靠地完成工程勘察任务。工程地震勘探应运而生且广泛应用。 工程地震勘探，又被称之为浅层地震勘探。其与深部地震勘探在野外工作方法、室内资料处理及解释方法有相似之处，但是，目的不同。深部地震勘探主要为了了解地壳、岩石圈的结构，探测石油、天然气。而工程地震勘探则主要是勘探地面以下100M范围内，有时甚至是地下几米内的地质构造、岩土结构、力学性质。因为主要为城市规划建设、工业建设、公共设施建设等提供必要的工程地质依据，所以工程地震勘探往往激发能量较小，勘查范围较窄，勘查网度较密，勘探精度较高。 工程地震勘探具有既快速、又准确的优点。工程地震勘探的应用领域非常广
浅层区地震勘探资料采集方法 为了满足我国地质工作的要求，做好地震勘探采集工作是必要的，这需要针对不同的工作状况展开分析，落实好地震勘探采集工作的相关策略。受到地形特征、地震勘探技术、施工地表特殊性的影响，浅层地震勘探采集工作面临着一系列的问题，为了解决这些问题，需要进行适合设备的采用，保证资料采集设计方案的优化，从而满足当下地震勘探工作的要求，保证资料采集体系的健全，提升其资料采集的准确性。 标签：复杂地区；浅层地震勘探；采集方法；浅层地表层性质；地层介质传播 1 采集仪器准备工作及观测系统应用工作 （1）在物理勘探过程中，地震勘探模式是一种重要的模式，这种模式需要进行弹性波的激发，在传播过程中，弹性波穿过地层介质，从而发生一系列的折射、反射及投射状况，再进行专业仪器的使用，记录好这些振动，通过对这些信息的分析及研究，得到地质界面、地质形态等构造的相关信息，通过对这种方法的应用，可以进行岩石或者矿床等性质的分析。这种地震勘探方法比较流行于非金属矿产、沉淀型能源矿产等的采集，文章以复杂地区的煤田地震勘探为例子，进行浅层地震勘探采集方法的深入分析。 在实践过程中，地震勘探工作需要选用好适当的仪器，在地震勘探过程中，需要针对不同勘探目标，进行相关采集仪器的使用，确保這些仪器设备的良好性能性。在浅层地震勘探过程中，需要进行中小型采集仪器系统的使用，要保证系统的良好性能。在浅层地震勘探采集过程中，系统采集模式主要分为两个部分，分别是分布式采集数字传输模式及集中式模拟传输模式，这两种模式具备不同的工作侧重点，其性能参数指标也存在差异。 目前来说，我国的煤田地震勘探体系依旧是不健全，缺乏地震勘探的核心技术应用，缺乏国产的先进仪器。在实践过程中，多使用国外的先进仪器，这些仪器普遍是大中型仪器，比如428XL系统。在实践过程中，国产的轻便分布式采集系统也能得到应用，这种分布式采集系统具备以下特点，其采集信号保真度比较高，系统输入的噪声比较小，具备良好的采样率，具备良好的施工环境适用性。 （2）为了满足地质勘探工作的要求，需要做好浅层区的地震勘探采集工作，需要实现观测系统的强化，做好二位地震观测的相关工作。在二位地震观测应用中，比较常见的是多覆盖观测系统，这种观测系统的选择，需要根据不同的施工条件进行应用。在工程实践中，如果勘探深度比较大，具备较多的仪器道数，就需要进行端点放炮的使用，如果勘探深度比较浅，为了有效提升浅层的覆盖率，必须进行中间放炮的模式开展。在实践过程中，要保证中间放炮观测系统不同工作模式的协调，需要针对地下地层的相关工作环境，进行该系统的具备选择及应用。
地震勘探缩写术语 2-D Two Dimensional 二维。 3-C Three Component 三分量。 3C3D 三分量三维。 3-D Three Dimensional三维。 9-C Nine Component 九分量。3分量震源╳3分量检波器=九分量。 9C3D 九分量三维。 A/D Analog to Digital模数转换。 AGC Automatic Gain Control 自动增益控制。 A V A Amplitude Variation With Angle 振幅随采集平面的方位角的变化。 A VO Amplitude Variation With Offset 振幅随偏移距的变化。 A VOA 振幅随炮检距和方位角的变化。 CDP Common Depth Point 共深度点。 CDPS Common Depth Point Stack共深度点迭加。 CMP Common Mid Point 共反射面元。共中心点。 CPU Central Processing Unit 中央控制单元。 CRP Common Reflection Point 共反射点。 D/A Digital to Analog 数模转换。 d B/octa d B/octv e 分贝/倍频程。 DMO Dip Moveout Processing 倾角时差校正。 G波G-wave 一种长周期（40—300秒）的拉夫波。通常只限于海上传播。H波H-wave 水力波。 IFP Instantaneous Floating Point 仪器上的瞬时沸点放大器。 K波K-wave 地核中传播的一种P波。 LVL Low Velocity Layer 低速层。 L波L-wave 天然地震产生的长波长面波。 NMO Normal Moveout Correction 正常时差校正，动校正。 OBS Ocean Bottom Seismometer 海底检波器。 P波P-wave 即纵波。也称初始波、压缩波、膨胀波、无旋波。 QC Quality Control 质量控制。
一、地震作用分析方法：“算法1”是指按侧刚模型进行结构振动分析，“算法2” 是指按总刚模型进行结构的振动分析。当考虑楼板的弹性变形（某层局部或整体有弹性楼板单元）、或有较多的错层构件(如错层结构、空旷的工业厂房、体育馆所等)时，建议采用“算法2”。 线性方程组解法：VSS向量稀疏求解器计算速度快，需要硬盘空间小，为程序默认解法。位移输出方式：选择“简化输出”。 计算出错时，首先关闭所有无关程序重新计算；如果还是不行，可根据程序提示的错误号到说明书的错误信息表上寻找其内容。 总刚计算模型不过的主要原因 1、多塔定义不对； 2、⑴同一构件同时属于两个塔。 ⑵定义为空塔。 ⑶某些构件不在塔内。 2、铰接构件定义不对； 3、局部构件引起结构整体不过。 4、悬空构件 ⑴用户输入斜梁、层间梁或不与楼面等高的梁时，如果不仔细检查，可能出现梁在梁端不与任何构件相连的情况，即梁被悬空。 注意：节点处如果有墙，则变节点高是不起作用的，与此节点相连的任一构件标高均与楼层相同。 ⑵节点处有柱时，与同一柱相连的梁，如果标高差小于500时，标高较低的节点会被合并到较高的节点处，大于500则不合并，但最多只允许3种不同的标高。如下图所示。 二、侧刚分析方法：配合刚性楼板选用。 总刚分析方法：配合弹性楼板、错层结构选用。 三、地震作用分析方法 侧刚计算方法”和“总刚计算方法”均为结构的地震反应分析方法，二者同属于“振型分解法”。 “侧刚计算方法”是一种简化计算方法，只适用于采用楼板平面内无限刚假定的普通建筑和采用楼板分块平面内无限刚假定的多塔建筑，对于这类建筑，每层的每块刚性楼板只有两个独立的平动自由度和一个独立的转动自由度，“侧刚”就是依据这些独立的平动和转动自由度而形成的浓缩刚度阵。“侧刚计算方法”的优点是分析效率高，由于浓缩以后的侧刚自由度很少，所以计算速度很快。但“侧刚计算方法”的应用范围是有限的，当定义有弹性楼板或有不与楼板相连的构件时（如：错层结构、空旷的工业厂房、体育馆所等），“侧刚计算方法”是近似的，会有一定的误差，若弹性楼板范围不大或不与楼板相连的构件不多，其误差不会很大，精度能够满足工程要求，若定义有较大范围的弹性楼板或有较多不与楼板相连的构件，“侧刚计算方法”则不适用。 “总刚计算方法”就是直接采用结构的总刚和与之相应的质量阵进行地震反应分析。这种方法精度高，适用范围广，可以准确分析出结构每层每根构件的空间反应，通过分析计算结果，