1、2.地震勘探基础及浅层折射、反射波法

《浅层地震勘探》总结绪论：地震勘探方法简介：地震勘探：人工震源激发地震波，研究其在地下介质中的传播规律，解决地质问题。

各物探均以各种物性为前提，地震勘探依据岩、矿石的弹性，研究地下弹性波场的变化规律。

浅层地震勘探：常用于“水、工、环”地质调查，主要用于解决：工程地质填图、建筑、水电、矿山、铁路、公路、桥梁、港口、机场等各种工程地质问题，因此，多被人称之为：“工程地震勘探”。

分类据波的类型分:纵波、横波、面波勘探据波传播特点分：反射、折射、透射波法据目的层深度分：浅层<n.100m，中层(n.100～n.1000m)，深层>n.1000m 据勘探目的任务：工程(浅层), 煤田, 石油, 地震测深地震测深: 研究大地构造、深部地质问题。

浅震的特点：工作面积小，勘探深度浅，探测对象规模小，浅部各种干扰因素复杂。

优点：精度高、分辨率高、抗干扰能力强、仪器轻便第一章地震勘探的理论基础第一节弹性理论概述一、弹性介质与粘弹性介质1.弹性介质弹性: 外力体积、形状变化外力去掉恢复原状:具有这种特性的物体称为弹性体，其形变称为弹性形变：……如弹簧、橡皮等。

塑性: 外力 体积、形状变化 去掉外力 不恢复原状，保持外力作用时的状态：具有这种特性的物体称为塑性体，其形变称为塑性形变：……. 如橡皮泥外力下，是弹是塑，取决于: 是否在弹性限度之内，即三个方面: 外力大小、作用时间长短、物体本身的性质。

自然界中绝大部分物体，在外力作用下，既可显弹，也可显塑地震勘探，震源是脉冲式的，作用时间很短（持续十几～几十毫秒），岩土受到的作用力很小，可把岩、土介质看作弹性介质，用弹性波理论来研究地震波。

各向同性介质：凡弹性性质与空间方向无关的介质 各向异性介质: 凡弹性性质与空间方向有关的介质 沉积稳定的沉积岩区，各项同性，简化问题地震勘探中，只要岩土性质差异不大，都可以将岩土作为各向同性介质来研究，这样可使很多弹性理论问题的讨论大为简化。

第三章地震资料采集方法与技术一．野外工作概述1.陆地石工基本情况介绍试验工作内容：①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。

②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。

③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。

④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适的观测系统、组合形式和仪器因素的选择等。

生产工作过程：地震队的组成（1）地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置（2）地震波的激发陆上地震勘探的震源类型：炸药震源和可控震源。

激发方式：炸药震源的井中激发、土坑等。

激发井深：潜水面以下1-3m，（6-7m）。

（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）3-5m道距、连续观测目的：连续记录、追踪各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。

从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数（2）直角排列适用于不知道干扰波传播方向的情况Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向（3）三分量检波器观测法（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）声波：速度为340m/s左右，比较稳定，频率较高，延续时间较短，呈窄带出现。

实验一地震勘探实验（折射波法）一、实验原理地震勘探是根据人工激发（爆炸或撞击地面）的地震波在地下传播过程中，遇到弹性性质不同的地震界面后，在地层中产生反射和折射，部分地传回地表，用专门的仪器记录返回地面的波的旅行时间，研究振动的特征，来确定产生反射或折射的界面的埋深和产状，并根据所观测的地震波在介质中传播速度及波的振幅与波形变化，探讨介质的物性与岩性。

就波的传播特点而言，地震勘探一般可分为反射波勘探和折射波勘探。

二、实验目的1.了解地震勘探的原理；2.了解地震勘探工作布置及观测方法；3.掌握地震勘探数据采集、处理和解释，熟练操作相关软件。

三、实验仪器Strata Visor NZⅡ数字地震勘探仪。

Strata Visor NZⅡ地震勘探系统一般由主机、多芯电缆、检波器、触发器、震源（大锤或炸药）、铁板、直流电源、直流电源线以及数据采集、处理和解释软件等。

四、实验步骤1.在工区布设测线在工区布设测线，原则：由南向北、由西向东测线号与测点号依次增大。

使用皮尺标注检波器位置与激发点位置。

2.连接仪器的各个部分将主机、电源、多芯电缆、检波器、大锤、触发器按正确的方式一一连接起来。

注意：各接口均使用“防呆”设计，电缆插头与对应的插槽才能连接，电缆插头与非对应的插槽不能连接。

禁止暴力插拔各插头、插槽，以防仪器损坏。

3.采集开机后，直接进入SCS软件。

（1）survey--new survey菜单：设置测区名称和测线号；（2）system--set date/time菜单：设置时间、日期；（3）geom--survey mode菜单：设置地震勘探类型，本次实验为折射波勘探，即refraction；geom--geophone interval菜单：设置检波器距离，即道间距，本次实验设为2m；geom--group/shot location菜单：设置shot coordinate炮点坐标、geophone coordinate检波器坐标（自动或手动设置）、gain增益（本次实验设为HIGH 36）、use道设置（可选DATA、INACTIVE等，本次实验设为DATA）、freeze道冻结（叠加冻结，本次实验设为NO）等；（4）acquisition--sample interval/record length菜单：设置时间采样间隔、记录长度（时窗）和delay延迟，本次实验sample interval设为0.25ms，record length设为0.25m，delay 设为0；acquisition--filter菜单：滤波器设置，本次实验屏蔽采集滤波器，设为FILTER OUT；acquisition--correlation菜单：相关设置，本次实验屏蔽相关，设为OFF；acquisition--stack option菜单：叠加设置，本次实验设为auto stack，即自动叠加；acquisition--specify channels菜单：选定某些道，屏蔽某些道。

绪 论一、石油勘探的主要方法 地质法—岩石露头 物探法—面积覆盖、连续测量、间接 钻井法—一点、直接勘探二、地球物理勘探方法 重力法—岩石密度差异 磁法—岩石磁性差异电法—岩石电性差异 地震勘探—岩石弹性差异地震勘探：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。

地震勘探具有精度高、作业范围大、布局灵活、成本低等特点，是最有效的物探方法。

（3） 地震波的传播路径： 透射波路径 反射波路径 滑行波路径 （4）地震勘探的几种方法 折射波法 反射波法—主要的地震勘探方法 （基本原理: 回声测距原理）h=1/2vt 透射波法地震勘探的三大环节 野外采集 室内处理 资料解释 （1） 野外采集 按照预先设计的观测系统，炮点激发、检波器接收、仪器记录，得到原始地震资料（按时分道）。

数据通常记成SEGB 或SEGD 格式，班报有电子格式的和手写格式的。

这一部分工作由物探地震小队完成 （2）室内处理 将野外采集的原始地震资料转化为可用于地质解释的地震剖面 包括：预处理、常规处理和特殊处理三块内容。

这部分工作由资料处理中心完成 （3）资料解释 结合地质、测井、录井、油藏工程等，进行综合解释。

多由物探研究院、物探公司、地质研究院、采油厂地质所等完成。

井间地震技术可以提供高精度地下成像资料，能分辨2-5米薄层和小断层，为描述井间精细构造、薄层砂体分布，确定储层连通性、剩余油分布等复杂地质问题，指导调整井的布署和采收率的提高，提供非常可靠的技术手段 地震勘探期望解决的问题⏹ 1、 h=1/2vt ，时间t 不仅包含有地下界面的深度信息，而且还有炮检距（x ）的信息。

如何消除？-----动校正⏹ 2、地表的起伏变化、表层低速带厚度变化等如何消除？------静校正。

⏹ 3、地下地层的成层性导致地震波传播速度的差异，如何认识和利用速度及其差异。

地震勘探折射波法简介地震勘探是一种利用地震波在地下传播的特性来探测地下结构和矿产资源的方法。

折射波法是地震勘探中常用的一种方法，通过观测地震波在地下不同介质边界上的折射现象，可以获取地下结构的信息，包括地层厚度、速度、密度等。

折射波的基本原理地震波在地下传播时，会遇到不同介质之间的边界。

当地震波从一种介质传播到另一种介质时，波的传播方向会发生改变，这种现象称为折射。

折射现象的产生是由于地震波在不同介质中传播速度不同所致。

根据折射定律，当地震波从一种介质传播到另一种介质时，入射角和折射角满足下列关系：其中，θ1为入射角，θ2为折射角，v1和v2分别为两种介质中的地震波传播速度。

根据上述关系，我们可以通过测量入射角和折射角来计算地下介质的传播速度。

折射波法的实施步骤折射波法的实施步骤主要包括：设计观测方案、布设地震仪器、进行地震记录、数据处理和解释等。

设计观测方案在进行折射波法的地震勘探前，需要根据勘探目的和地质条件设计观测方案。

观测方案包括选择观测线路、确定观测点位置、地震仪器参数设置等。

观测线路的选择要考虑地下结构的特点和勘探目的，通常选择横贯地下结构的线路，以获取更多的地下信息。

观测点的位置应根据地下结构的变化进行布设，以保证观测数据的可靠性。

布设地震仪器地震仪器的布设是折射波法的关键步骤之一。

通常采用多道地震仪器布设的方式，每个地震仪器记录一个观测点的数据。

地震仪器通常包括地震传感器、放大器、数据采集系统等。

地震传感器用于接收地震波信号，并将其转换为电信号。

放大器用于放大地震信号，以提高信噪比。

数据采集系统用于记录地震信号，并将其存储为数字数据。

进行地震记录地震记录是折射波法的核心步骤，通过记录地震波在地下的传播情况，可以获取地下结构的信息。

在进行地震记录时，需要注意以下几点：•确保地震仪器的正常工作状态，包括传感器的灵敏度和频率响应等。

•控制地震仪器的布设间距，以保证观测数据的连续性和覆盖性。

§1.4 地震波的反射、透射和折射序：在§1.3中讨论了无限均匀完全弹性介质中波的传播情况。

当地震波遇到岩层界面时，波的动力学特点会发生变化。

地震勘探利用界面上的反射、透射和折射波。

一、平面波的反射及透射同光线在非均匀介质中传播一样，地震波在遇到弹性分界面时，也要发生反射和透射。

首先讨论平面波的反射与透射。

（一）斯奈尔（snell）定律1．费马原理（最小时间原理）波从一点传播到另一点，以所需时间最小来取传播路径。

如图，波从P1点传到P2点。

速度均匀时，走路径①，直线，t最小,s也最小。

速度变化时，走路径②，曲线，t最小,s不最小。

注意:时间最小,不一定路程最小(取决于速度)。

P 1 P2路径①路径②例1:人要去火车站(见图)。

方法①从A步行到B，路程短，用时却多。

方法②从A步行到C，再坐车到B，路程长，用时却少。

步行速度V1V2 >>V1汽车速度V2例2：尽快地将信从A送到B① 傻瓜路径 ② 经验路径③ 最小时间路径，满足透射定律：21sin sin VV βα=②A2．反射定律、透射定律、斯奈尔定律波遇到两种介质的分界面，就发生反射和透射（注：地震透射、物理折射）。

（1） 反射定律：反射波位于法平面内，反射角=入射角。

注：法平面——入射线与界面法线构成的平面，也叫入射平面或射线平面。

O S地面 入射角=反射角与下式等价：111sin sin V V αα= （1）（2） 透射定律透射线位于法平面内，入射角与透射角满足下列关系：221sin sin VV αα= （2）（3） 斯奈尔定律综合（1）和(2)式，有PVVV ===22111sin sin sin ααα这就是斯奈尔定律，P 叫射线参数．．．．。

推广到水平层状介质有：PVVV nn====αααsin ......sin sin 2211 （6.1-65）注：斯奈尔定律满足费马原理，上例2中把信由A 送到B 路径③是最小时间路径，它满足透射定律（用高等数学求极值可证明）。