地震勘探野外采集99页PPT

1.规则波线性组合的方向特性 由(3.7.2)可知,组合因子
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k(
j)

nபைடு நூலகம்
e j (k 1)t
k 1

sin nt
2
sin t
j n1
e 2 t
2
(3.7.3)
式(3.7.3)是组合的综合特性,它是频率和 时间差t的函数,显然组合因子k的幅角
n 1t


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
特征等因素有关，子波的波长越短，分辨
率越高，频带越宽，分辨率越高，在频谱
相同的情况下，零相位子波具有较高的分
辨率，这是因为零相位子波，频带较宽，
振动延续时间最短所致。
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图3.5-4 表示宽度不等的砂岩体横向分辨模型
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（一）分辨率与频率成分的关系 • 分辨率不依赖于单频谐波的频率，单频
图3.4-4
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图3.4.3 阻尼系数与检波器固有振动的关系
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图3.4-4 不同型号检波器的寄生噪声
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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。
正比，故又叫速度检波器；见图3.4-1
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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

第二章 地震勘探野外数据采集
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

干扰波与有效波的差别
一、有效波与干扰波
为了提高地震勘探的精度，就要求突出 有效波，压制干扰波，使地震资料更能 真实地反映地下的地质情况。 组合法就是一种压制干扰的方法。
二、组合的概念
地震组合法就是利用干扰波与有效波在传播方 向上的不同而提出的压制干扰波的一种方法。 它主要用于压制面波之类低视速度的规则干扰 及随机干扰。目前仍是野外工作的一种最基本 的技术。 在野外多个检波器以一定的形式（线性——顺 地震测线或垂直测线；面积—圆形，星形，菱 形)埋置在测线上，把接收到的振动叠加起来作 为一个地震道的信号。
3.5.1 地震勘探中干扰波的特点 和组合的概念
一、有效波与干扰波 二、组合的概念
一、有效波与干扰波
当激发地震波时，既产生有效波，也产 生干扰波，所记录的地震信息是在干扰 的背景下记录的有效波。
一、有效波与干扰波
有效波和干扰波的差别
1）传播方向上的差异。例如水平界面的反射波差 不多是垂直从地下反射回地面的；而面波是沿地面 传播的。实质上就是视速度的差别。 2）有效波和干扰波在频谱上有差别 3）有效波和干扰波经过动校正后剩余时差上的差 别。如多次波，在经过动校正后，剩余时差仍不为 0 4）有效波和干扰波出现的规律上差异。例如风吹 草动等引起的随机干扰的出现规律就与反射波的很 不相同。
压制区内极值大小不等，以中心极值最小，当n为奇数， 中心点为y=0.5时，将y代人公式得：
(n,12)1nssiinnnyy1nssiinnn2
1 n
2
3.5.2 简单线性组合的方向特性
组合的方向效应
线性组合的频率特性
上面讨论的组合方向特性是基于固定频率的平 面简谐波，对平面简谐波，组合前后频率不变， 有效波到达相邻检波器的时差为0。 实际的地震波包含许多频率成分，频率不同， Δt/T也不同。有效波到达相邻检波器的时差 可能很小，但不为0。组合后的波形有畸变 宽频波组合后的波形是否畸变，就需要考察组 合的频率特性。

（3）延长时距系统
当测线通过 河流、沼泽、居 民点时，不能设 置合适的激发点 和接收点。为了 能连续追踪反射 界面，可采用延 长时距曲线系统 进行观测。
第四章 地震勘探的野外采集
一、地震勘探的野外工作方法 二、地震勘探野外观测系统 三、地震波的激发 四、地震波的接收 五、地震勘探中的组合法
三、地震波的激发
第四章 地震勘探的野外采集
一、地震勘探的野外工作方法 二、地震勘探野外观测系统 三、地震波的激发 四、地震波的接收 五、地震勘探中的组合法
四、地震波的接收
1.对地震接收仪器的要求
现代地震勘探的采集仪器主要由检波器、放大器、数字记录 器、监视器等硬件组成。 地震采集系统仪器的结构、性能应充分考虑野外工作环境、地 球物理特点，地震仪器应做到以下几点要求： （1）地震仪器应具有高灵敏度和大动态范围的性能。 （2）地震仪器应具有较宽的频带和可选择的滤波器。 （3）地震仪器对地震脉冲应具有良好的分辨力。 （4）地震仪器应具有多道接收的特点。 （5）地震仪器各道应具有良好的一致性。 （6）小型轻便、性能稳定、操作简单、省电、智能化。
（3）要使激发的有效波能量较强，干扰波较弱，有较高的信噪比。
（4）良好的重复激发性。
2.震源类型
地震勘探中的地震波是人工激发产生的。人工震源一般分为两大类型，炸药 震源和非炸药震源。
第一类：炸药震源
地震勘探中常用TNT或硝铵炸药，炸药震源激发能量较强，产生的脉冲尖锐 ，频率范围较宽，被认为是一种理想的人工震源。
陆地地震队 的组织
解释班组
司机班组 材料班组 后勤班组 HSE班组 其它班组
1.地震资料野外采集的基本流程 测量炮检点位置 钻炮井 放置炸药 放炮激发 放置地震仪器 联接通电 接收记录 放线

扰大时，药量要加大； 3. 地震波的能量还与炸药和周围介
质的耦合情况有关，这表现在两个 方面,一个是几何耦合,二是阻抗耦 合。
• 几何耦合为100%是最好的耦合，另一是阻 抗耦合（指炸药密度炸药起爆速度）/岩石 密度岩石纵波速度），比值为1时，激发 的能量最大。为增加耦合性，常利用注满 水的洞激发；
第三章 地震勘探野外
数据采集技术与方法
第一节 有效波和干扰波 一、有效波和干扰波的概念
有效波：在地震仪接收到的所有振动中， 能解决某一特定地质问题的波称为有效 波或信号；干扰波：一切妨碍分辨有效 波的其他波称为干扰波
首波 反射波
面波
规则干扰波
• （三）工业电干扰 • 当地震测线通过高压输电线时，地震检波
采用有规律的移动激发点和接收点，对地下界
面段多次重复采样的观测系统”，见图3.2-6. （2）炮点距计算公式
NS
2n
(3.2.1)
式中s为常数，单边放炮时，s=1，双边放 炮时， s=2；n是覆盖次数；N是仪器道数；一 般采用下倾方向激发的单边放炮观测系统；
• (3)设相邻炮点距为d,则观测系统图示
2．单次覆盖间隔连续观测系统 激发点与接收排列的第一道间隔一段
距离远离激发点接收，以避开声波和面波 干扰，见3.2-4(d)
3. 延长时距曲线观测系统 在测线上遇到障碍物时采用的观测系统，
见图3.2-5.
4.多次覆盖观测系统(共反射点多次叠加的简称) （1）地质情况复杂时采用的观测系统，“是
• 一、 炸药震源 • 特性：1.激发的是脉冲波，频带宽，
能量强，高频成分丰富。地震脉冲波 的视周期与炸药量的关系是
T*K1 3 Q (3.3.1)
式中K是常数，炸药量大，激发产生 的视周 期越大，频率越低。见图 3.3-1和图3.3-2所示。

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GeoPen
地震勘探的基本原理
频率相同，幅值不同
频率相同，相位不同
地震波频谱特征的分析是地震勘探技术的一个重要方面， 根据有效波和干扰波的频段差异，可用来指导野外工作方法 的选择，并给数字滤波和资料解译等工作提供依据。
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二、费马原理 费马原理又称射线原理或最小路径原理，它给出地震 波总是沿地震射线传播，以保证波到达某点所用的旅行时 间最少。显然，从一个等时面到另一个等时面，只有垂直 距离最短，因此波沿垂直于等时面的方向传播所用旅行时 间最少，故地震射线和等时面总是互相垂直的。有波前和 波射线的概念来描述波动是一种简便而清晰的方法。
工程物探根据波的特征，可分为折射波法、反射波法、 瞬态面波法、P，S波测井、弹性波CT、地脉动测试、桩基 完整性检测等。下面对其分别进行介绍。
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浅层折射波地震勘探原理
设有两层介质，上层波速为Vl。下层为V2，且V2＞V1、 当入射波以临界角i(i＝arcsin(V1/V2))入射到界面时，透 射波将沿分界面以速度V2滑行。这种滑行波沿界面传播时， 必然引起界面上各质点的振动，根据惠更斯原理，滑行波 所经过的界面上的各点，都可看作是一个新的振源。由于 上下介质质点存在弹性联系，因此滑行波沿界面传播时， 在上覆介质中的质点也发生振动、并以波的形式返回地面， 这种波称为折射波(有时又叫首波)。
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地震勘探的基本原理
若假设e是半径为r的球面波波前上单位面积的能量， 则整个球面的总能量E为：E = 4πr2e

面波
面波压制效果对比图
爆炸井深时面波减弱，井浅时面波增强。
A B
（3）多次反射 当地下存在强波阻抗界面时会产生多次反射。 特点：与一般反射波相似，但视速度稍低，通过时差分析来识别。
（4）随机干扰
随机干扰频谱很宽，不能利用频率滤波压制。 随机干扰分为三类： 定义：指无一定规律、无一定频率及视速度、杂乱无章的振动。 第一类：地面微震和其它外界干扰。如风吹草动、人为因素 引起的无规则振动，特点是频带宽(1～200Hz)； 第二类：仪器在接收时或处理过程中的噪音； 第三类：震源激发后产生的不规则干扰。 随机干扰表面上不规则，实际遵循统计规律。
（1）、声波
产生条件：井浅、坑中，空中用炸药或使重锤撞击地面。
特点： 1)速度稳定(340m/s),在地震记录上形成尖锐的强的初至
波；
2)频率高、延续时间长，呈窄带状出现，时距曲线为直线；
压制方法： 改善爆炸条件，处理时通过滤波等；井中注水，埋井，大 偏移距
压制方法：改善激发条件、井中注水，埋井等
打钻埋炸药
山地钻在工作
沙漠地震勘探
山地地震勘探
仪器操作员在工作
海上地震勘探
第二节 有效波和干扰波
1、有效波和干扰波的定义
有效波：在地震勘探中用来解决地质任务的波。
干扰波：对有效波起干扰和破坏作用的波。 有效波和干扰波只是一种相对的概念，可 相互转化。
2、干扰波的种类:
1）规则干扰：具有一定的频谱和视速度，能 再地震剖面上以一定的同相轴出现的干扰波 。直达波、面波、折射波等。
（5）相干干扰 定义：指外界产生的具有一定规律性的干扰。
特点：在地震记录上表现为有规律的振动，具有一定的 频率和视速度。