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第六章 地震透射波法2

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地震反射波法

地震反射波法

（2）接收
地震波的接收除观测系统和地震仪的仪器因素 选择外，主要涉及如下三个方面的问题。 (1)检波器的选择：一般认为采用自然频率较高 的检波器，有助于扩展记录信号的宽高频，从而有 助于提高地震记录的分辨率，压制低频干扰。此外， 在陆地勘探中，选用速度检波器，而在水中接收时， 采用压力检波器。 (2)埋臵条件的选择：根据仪器的响应与波的振 动方向之间的关系，采用垂直检波器接收地面位移 的垂直分量，可得到最大的灵敏度。因此检波器要 埋直。此外为使得检波器与大地耦合好，应埋臵在 潮湿、致密的土壤或岩石中。
SN v x 2n
3、地震波的激发与接收
1、P波的激发与接收 2、SH波的激发与接收
1、P波的激发与接收
激发 接收
（1）激发
激发震源分为两类：一为炸药震源，另一为非炸 药震源。对于激发纵波而言，两类方式均可选择，一 般以实现地质目的为准。相比而言，炸药震源激发的 勘探深度的选择范围要大得多。在激发时，对震源一 般有两个要求：①激发力要竖直向下；①激发装臵或 药包与大地耦合要好。 若采用炸药震源激发，一般在浅井或浅坑中埋臵 药包，且药包的体积要小、成点或球状，以保证激发 效果。此外，在潮湿的土层或浅水面以下激发比在松 散的干土层中激发效果要好。 为提高勘探的分辨率，希望激发信号的频带宽、 主频高。实践表明，在浅层地震勘探中，小药量高爆 速的炸药震源和枪击震源等都能获得比较好的效果。
在反射波法勘探中，我们根据 各种环境、激发以及传播因素产生 的干扰的动力学和运动学特点，将 干扰波分为两类： 其一是规则干扰波 其二是不规则干扰波
下面分述其主要特点。
规则干扰波主要有：声波、面 波、工业电干扰、多次反射波、侧 面波以及绕射波等。
其主要特点为在时间或空间上表现 出一定的规律性，能量一般较强。与有 效波的差异主要表现在频率、视速度和 到达时间三个方面，并且大部分干扰主 要表现出视速度和到达时间两个方面与 有效波存在差异。如面波、声波和多次 反射波等。

地震勘探理论基本知识课件(最终)

地震勘探理论基本知识课件(最终)
单炮激发的射线出露情况
炮点
三维基本概念—面元
面元大小：对于三维地 震，地下反射点形成长 方形网格，用D1×D2 表示面元大小。
D1 D2 如D1=25m，D2=50m 面元表示为25 ×50 如D1=25m，D2=25m 面元表示为25 ×25 如D1=12.5m，D2=25m 面元表示为12.5 ×25
三维地震采集方法是指炮点与接收点在一 个平面上呈面积分布，接收来自于地下空间地 质体的信息。 三维地震勘探主要应用于油田地震详查、 地震精查或油田开发阶段的勘探。
特点是野外采集数据来源于地下空间地质 体，数据采集量大且密集，能够准确地实现偏 移归位，有利于提高反射波信噪比和空间分辨 率。是目前勘探精度最高的一种采集方法。
地震波在地层中的传播
地表
波源
界面1
简化
界面2 地下地层实际情况 简化为均匀水平层状介质
地下地层实际是多种 多样的，起伏不平、有 一定倾角等。
经过简化以后，将地 层近似为均匀水平层状 介质。
内容
●
地震勘探方法简介
二维地震方法
●
三维地震方法
二维测线布置示意图
测线1 测线2 测线3
立体图
测线7 测线4 测线5 测线6
概念2（D2）：最大炮检距：炮点与最远接收点的距离。
概念3（D3）：道间距：相邻两个接收点之间的距离。
二维地震采集方法是指炮点和检波点在一平面上沿直线分布，接收沿测线 地下地质体的信息。主要用于盆地调查、新区区域普查和简单构造的勘探，特 点是投入少，勘探周期快。缺点是地下构造不能完全偏移归位，空间分辨率低。
地震勘探 野外采集工作方法
胜利石油管理局物探公司
内容
地震勘探方法简介

地震折射波法课件

地震折射波法课件

折射波的解析方法
波动方程建立
波速结构反演
基于波动理论，建立折射波的波动方 程，描述波在地下介质中的传播规律 。
利用折射波的传播特征，反演地下介 质的波速结构，为地质解释提供依据 。
波场分离
将复杂的地震波场分离为折射波分量 和其他分量，以便单独研究折射波的 传播特征。
折射波的解释技术
波形分析
对折射波的波形进行详细分析， 提取关键参数，如初至时间、振
地震折射波法可用于研究 地球内部结构和地球动力 学过程。
资源勘探
地震折射波法可用于石油 、天然气和矿产资源勘探 ，确定地下资源的分布和 储量。
工程地质勘查
地震折射波法可用于工程 地质勘查，评估地质灾害 风险和地下工程稳定性。
02
折射波的形成与传播
折射波的形成
折射波的形成
当地震波在地下介质中传播时， 如果遇到不同介质的分界面，波 的传播方向会发生改变，形成折
折射波法的缺点
对地表条件要求高
折射波法需要地表平坦、无障碍物，限制了其应用范围。
对地下介质变化敏感
折射波法对地下介质的均匀性要求较高，介质变化可能导致结果 失真。
数据处理复杂
折射波法的数据处理较为复杂，需要专业的技术人员进行解释和 分析。
折射波法的发展趋势与展望
技术改进
01
随着科技的发展，折射波法将不断改进，提高分辨率和穿透能
力。
数据处理自动化
02
未来将发展更高效的数据处理方法，实现折射波法的自动化解
释。
多方法综合应用
03
将折射波法与其他地球物理方法结合使用，提பைடு நூலகம்探测精度和可
靠性。
THANKS
感谢观看

地震折射波法反射波法

地震折射波法反射波法

二、地震测线的布置 布置测线的原则： 测线为直线，尽量垂直地层或构造线走向； 测线均匀分布于全测区，最好与钻探线重合； 测线间距和疏密程度应根据地质任务、测区勘探程度 及探测对象等因素确定。 三、反射波法观测系统 1、简单连续观测系统 2、间隔连续观测系统 3、多次叠加观测系统
折射法：多用时距平面图表示。 反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示 炮点和排列之间的关系。 1. 如图所示，O1、O2…O5是激发点，A、B、C、D表示互 换点，实线段O1A、AO2、O2B…等在水平直线上的投影正好 连续单次地覆盖了整条测线。
检波器又叫检震器，是把地震波到达引起地面微弱振动 转换成电讯号的换能装置。目前常用的检波器主要由线 圈、弹簧片和永久磁钢架及外壳组成。
检波器输出的信号电压和其振动时的位移初速度有关， 因此又叫速度检波器。
用晶体压电效应特性制成的晶体检波器，固有频率高的 特点，可以测量物体震动加速度，又叫加速度检波器。
如下图示：在O1、O2、O3…激发，在与M点为对称的S1、 S2、S3…接收R界面上同一点A的反射波。
A点：共反射点或共深度点。 M点：A的投影点，共中心点或共地面点。
S1、S2、S3…地震道：共反射点或共深度点）叠加道。 集合称CDP(共深度点)道集。
以炮检距X为横坐标，以反射波到达各叠加道的时间t为 纵坐标，可绘出对应A点的半支时距曲线。将炮点和接收点 互换，得到另半支时距曲线。
观测系统适用条件
单支时距曲线观测系统 适用于地质情况简单，折射界面规则且近水平情况。 特点：施工简单，效率高，界面起伏较大误差大，不适用。
相遇时距曲线观测系统 折射界面起伏明显，不规则。 特点：解释精度高，中间部分重复观测。
追逐时距曲线观测系统 对折射界面连续追踪，曲线形态和折射界面形态相关。 特点：时距曲线平行相似；界面上凸，则不平行

地震折射波法

地震折射波法
5 地震折射波法
在工程地震勘探中， 在工程地震勘探中 ，地震折射波法是一种 简便经济的勘探方法， 简便经济的勘探方法，在精度要求不高的情况 它可为工程地质提供浅层地层起伏变化和 下，它可 为工程地质提供浅层地层起伏变化和 速度横向变化资料以及潜水面的变化资料等 速度横向变化资料以及潜水面的变化资料等， 还可为反射波法勘探提供用于静校正的表层速 还可为反射波法勘探提供用于静校正的表层速 度和低速带起伏变化资料。 度和低速带起伏变化资料。 有关折射波的形成 及正演时距曲线的特征等问题已在本篇的第一 和第二章中讨论过了，在此， 和第二章中讨论过了，在此 ，仅就资料的采集 和处理解释问题进行论述。 和处理解释问题进行论述。
1 L′ = VP t ′ 2
（1.8.2）
（1.8.5）
对于一完整摩擦桩， 对于一完整摩擦桩 ， 其桩底反射的相位与入射 波或激振信号的相位是相反的。 波或激振信号的相位是相反的。 1）摩擦桩 ） 在计算承载力时， 采用较大的力锤击桩边土 自 （ 在计算承载力时， 由落锤） ，迫使桩土体系共同振动 由落锤） 迫使桩土体系共同振动 ，
8.2.1 方法原理
1．桩体缺陷检测 ． 在桩顶部竖直向下施加一瞬间力F， 在桩顶部竖直向下施加一瞬间力 ，并在震 源点附近接收时， 源点附近接收时，其断裂面和桩底面上将产生 反射和透射的P波 由于为近法线入射， 反射和透射的 波。由于为近法线入射，转换 横波可不考虑。 横波可不考虑。
VP = 2L / t
8.2 锤击法
锤击法是一种瞬态动测法。 锤击法是一种瞬态动测法。嵌入土中的桩 瞬态动测法 基相当于一根在阻尼介质中上端自由而下端弹 性连结的弹性杆。 性连结的弹性杆。当在桩顶或桩侧施加瞬间外 力F时，桩体内相邻质点间的应力发生变化， 时 桩体内相邻质点间的应力发生变化， 引起应变的传递，产生弹性波。 引起应变的传递，产生弹性波。 可定量确定出桩体的质量以及估算出承载力 的大小。 的大小。

地震勘探技术野外工作方法反射波法折射波法

地震勘探技术野外工作方法反射波法折射波法
(2) 有效波层次分明，波间关系清 楚，尤其是目的层反射应明显；
(3) 干扰波少，强度弱，并易于分辨。图5.9 大地衰减和检波器特性曲线
2.检波器的频率特性 高频检波器：高频响应好， 低频响应差。如图5.9所示。
① 大地滤波衰减曲线； ② 检波器频率响应曲线； ③ 检波器＋大地特性。高、低频信号的输出基本均一。
1.单边观测系统 定义：在炮点一方接收的观测系统。适应折射界面较浅的情况。 折射波法规测系统
2.相遇观测系统
定义：两个单边时距曲线组成的 观测系统。时距曲线存在互换关系。 在讨论倾斜界面折射波时距曲线时已 提及过。
3.追逐观测系统 主要作用：界面弯曲，判断波有无 穿透；断层，判断是否绕射。在前面已地震波的激发
1.地震勘探对激发条件的基本要求
激发条件：影响地震记录好坏的第一因素，得到好的有效波的 基础条件。
(1) 有一定能量，保证获得勘探目的层的反射； (2) 有效波能量强，干扰波相对微弱，有较高的信噪比； (3) 频带较宽，尽可能接近δ脉冲（尖脉冲），以利提高分辩率； (4) 同点激发，地震记录重复性好。 2.震源类型
把激发点和排列向一个方向移动，重复以上工作，得一连续长反射 界面。图中，T=Tˊ（互换时间）。
观测系统图示
2. 如图(b)示。 O1激发，O1O2接收，用O1A表示，O1A在测线上投影O1A1对应 反射界面R1R2；
O2激发，O1O2接收，用O2A表示，相应反射界面为R2R3。 两次激发，得连续反射界面段R1R3。 折射法：多用时距平面图表示。
(2)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。
相干干扰产生：在 大型厂矿附近，机器有 规律地连续振动，江、 河波浪冲击岸坡等。如 图5.13所示。

1、2.地震勘探基础及浅层折射、反射波法


二、地震勘探的基本原理
将这些具有不同传播速度、路径、频率和 强度的波记录并分析，就可以间接推断出 有关岩层的性质、结构和几何位置等参数， 从而达到解决地质问题的目的。
人工震源激 发的地震波
不同岩层具有不同的 波通过这些岩层的分界面时 弹性特征（速度,密度） 产生透射、反射和折射现象 以及纵波、横波和面波之分
•绕射波振幅随波前传播距离的增加而衰减； •绕射波振幅与入射波的频率成反比；
3、散射
地震波遇到起伏不平界面 产生的波的漫射现象。
即断点将入射波的低频成分 绕射，高频成分相对少些。
影响地震勘探效果的因素 地质基础
一、影响地震波速度的因素及岩土的波速特征
1、影响地震波速度的主要因素
①岩土介质的密度ρ
VP∝ρ a,n为统计参数
②岩土介质的孔隙度φ
③压力和温度P、T ④埋深和地质年代 对岩土的压实作用 ⑤其它因素
P↑→φ ↓(ρ↑)→V↑
△T→岩石弹性性质变化→△V
同类岩土年代越久、埋深越大 则孔隙度越小、密度越大；波 速也越大。
•地质构造（褶皱区）～由于对岩土的挤、压作用； 往往使波速增大。 •风化侵蚀作用～使岩土的结构疏松、孔隙度增加； 往往使波速减小。
预处理、频分析„等等
一、震源
能够激发地震波的高频脉冲
二、检波器（拾震器）
将地震波引起的质点微弱机械 振动转换成电信号的换能装置；
地震波信号频率高于固 有频率才能够通过；但 也不能一味选择低频检 波器，这会使低频干扰 信号混入；要根据具体 情况选定。
三、地震仪
1、作用
将电信号放大、显示、记录； •高放大能力～几十万倍； •自动增益控制～自动调整放大倍数； •较宽的通频带～3-250HZ； •高保真度～输入、输出的信号不失真； •各记录道具有良好的一致性。

(6)地震波的反射、透射和折射

(6)地震波的反射、透射和折射 入射波、反射波、透射波和界面法线的关系
反射波的形成 反射定律：反射角等于入射角，反射线、入射线位于反射界面
法线的两侧，反射线、入射线和法线位于同一个平 面内。
波阻抗Z：密度和波速的乘积射角称为波阻抗。上、下两层介质
的波阻抗差别越大，反射波越强。 Z V
反射系数R：反射波振幅和入射波振幅之比称为反射系数。
R AR Zn Zn1 Ai Zn Zn1
反射波形成条件：地下岩层存在波阻抗分界面，即
Zn Zn1;
R0
反射系数R的取值范围及其极性：
1 R 1
R有正负值，当R>0，Zn>Zn-1，反射波和入射波相位相同，都 为正极性，地震记录初至波上跳；当R<0，Zn<Zn-1，反射波和入射 波相位相差1800，入射波与反射波反相，反射波为负极性，地震记 录初至波下跳。
透射波的形成 透射定律：反射线、透射线位于法线的两侧，入射线、透射线、
法线在同一个射线平面内，反射角和入射角满足斯 奈尔定律。
sin sin ' sin
V1
V1V2Leabharlann V1 sin V2 sin
斯奈尔定理：入射角的正弦和透射角的正弦之比等于入射波
和透射波速度之比。当V1>V2，则>，透射波射线靠近法线偏折， 当V1<V2，则<，透射波射线远离法线，向界面靠拢。实际地层 中，波的透射多属此类。
波的强度条件：速度界面是透射界面，波阻抗界面是反射界
面。当入射波振幅Ai一定时，T越大，则R越 小，即透射波强，反射波弱；反之，T越小， 则R越大，即透射波弱，反射波强。
折射波的形成
折射波：对于V2>V1的水平速度界面，由斯奈尔定律可知，当入

(6)地震波的反射、透射和折射



2h[(V2 )2 V1
1
1] 2
一般情况下，折射波只有在炮检距大于两倍折射界面深度
时才能观测到，即
X M 2h
பைடு நூலகம்
折射波形成条件：下伏介质波速必须大于上覆介质波速
波的强度条件：速度界面是透射界面，波阻抗界面是反射界
面。当入射波振幅Ai一定时，T越大，则R越 小，即透射波强，反射波弱；反之，T越小， 则R越大，即透射波弱，反射波强。
折射波的形成
折射波：对于V2>V1的水平速度界面，由斯奈尔定律可知，当入
射角大于某临界角i时，可使透射角等于900，此时透
射波以V2速度沿界面滑行。根据斯奈尔定律，可求得
R AR Zn Zn1 Ai Zn Zn1
反射波形成条件：地下岩层存在波阻抗分界面，即
Zn Zn1;
R0
反射系数R的取值范围及其极性：
1 R 1
R有正负值，当R>0，Zn>Zn-1，反射波和入射波相位相同，都 为正极性，地震记录初至波上跳；当R<0，Zn<Zn-1，反射波和入射 波相位相差1800，入射波与反射波反相，反射波为负极性，地震记 录初至波下跳。
(6)地震波的反射、透射和折射 入射波、反射波、透射波和界面法线的关系
反射波的形成 反射定律：反射角等于入射角，反射线、入射线位于反射界面
法线的两侧，反射线、入射线和法线位于同一个平 面内。
波阻抗Z：密度和波速的乘积射角称为波阻抗。上、下两层介质
的波阻抗差别越大，反射波越强。 Z V
反射系数R：反射波振幅和入射波振幅之比称为反射系数。
临界角i为
折射波的形成与传播
sin i V1 V2

地震波的反射投射和折射

§地震波的反射、透射和折射序：在§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V 1 V 2>>V 1 汽车速度V 2 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 V V 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 V V αα= （2） （3） 斯奈尔定律综合（1）和(2)式，有P V V V ===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：P V V V nn ====αααsin ......sin sin 2211 （） 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）。

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图 1.6.7
井源距校正示意图
图 1.6.8
综合速度柱状剖面图
2．速度计算及成图 1）层速度计算 先根据垂直时距曲线上，观测点的分布规律按折线段分层，折点与分界面位置相对应， 各段直线的斜率倒数就是对应层的层速度 Vi ，即 H i H i H i 1 Vi t i t i t i 1 速度分层。 2）平均速度计算 由垂直时距曲线上的 t 和对应的 H ，根据公式 H hc Vm t 3）成图
N 建立新的速度模型 建立初始速度模型
网格划分
射线追踪(建立旅行时方程) CT 成像(迭代算法)
是否达到收敛要求？ Y 输出速度剖面
T630 、 T628 为三孔的孔位，孔间距均为
图 1.6.11 透射 CT 技术路线
82m。激发排列和接收排列分别交换于三个孔，点距均为 5m。震源为 2—4 万焦耳的电火花 震源。 共获得 277 张有效记录，含 3324 条射线。 其激发和接收点位以及射线路径如图 1.6.12 所示。CT 成像结果如图 1.6.13 所示。由图可见，孔间的低速异常和高速异常区展布清晰。 为孔间地层的岩性划分，岩土分类，以及构造和地层的解释提供了可靠的资料。
6.4
速度的应用
常见岩土介质的弹性参数见表 1.1.7。 需要注意的是，在实际评价一个岩体或基础时，有时除了测定其动弹模数据之外，还会
6.4.1 动弹性参数的计算
测定一部分静弹模的数据。 由于两者测量条件和方法不同 （前者是在高速率加载和低应变水 平的基础上测量，其应变与应力可近似服从线性条件；而后者的工作条件却和上者相反，因 此，不可避免地会出现非线性现象，特别是对土和软弱层这种非线性现象就更严重） ，所得 到的结果亦有一定的差别。 如果把动弹模测量数据推广到静弹模上去是不可靠的， 甚至会产 生错误的结果。 下面以我国南方某坝基的动、静弹模资料为例（见表 1.6.1） ，介绍两者之间关系式的建
CA ( H hc ) 2 d 2
其中， hc 为炮井深度， d 为炮井到深井之间的距离，H 为检波器的沉放深度。 要把透射波沿 CA 传播的时间 t c 换算为沿井壁 BA 传播的垂直时间 t 0 由图 1.6.7 可知 t c ( H hc ) （1.6.3） t t c cos ( H hc ) 2 d 2 根据上式，把每个观测点的初至时间 t c ，都换算为沿井壁传播的垂直时间 t，然后将 t （或 t 0 2t ）和对应的深度 H，绘在 t H 坐标图上，就得到透射波垂直时距曲线图，如图 1.6.8 所示。
本章主要讨论透射波在地震测井、 地面凸起介质和井间地层异常 地面凸起介质和井间地层异常 体的勘查中所涉及到的方法技术（包括透射 CT 技术）以及在工程地 质中的应用问题。
第六章
地震透射波法
在工程地震勘探中，透射波法主要用于地震测井（地面与井之间的透射） 、地面与地面 之间凸起介质体的勘查和井与井之间地层介质体的勘查。地质目的不同，所采用的方法手 段也不同。但从原理上讲，均是采用透射波理论，利用波传播的初至时间，反演表征岩土介 质的岩性、 物性等特性以及差异的速度场， 为工程地质以及地震工程等提供基础资料或直接 解决其问题。 本章主要讨论透射波在地震测井、 地面凸起介质和井间地层异常体的勘查中所涉及到的 方法技术（包括透射 CT 技术）以及在工程地质中的应用问题，对于各方法技术的原理，限 于篇幅，仅作简要介绍。
6.1
地面与井的透射
井口附近激发， 井中不同深度上接收透射波或反之的地震工作称为地震测井。在工程勘 探中，地震测井按采集方式的不同，可分为单分量的常规测井、两个分量或三分量的 PS 波 测井以及用于测量地层吸收衰减参数的 Q 测井等。尽管采集方式不同，但方法原理基本一 致。限于篇幅，在此主要讨论 P 波和 SH 横波测井。 6.1.1 透射波垂直时距曲线 地震测井是测量透射波的传播时间与观测深度之间关系， 这种关系曲线叫做透射波的垂 直时距曲线。 假设地下为水平层状介质， 各层的速度分别为 V1 ,V 2 …… V n ，厚度为 h1 , h2 ……
138
一定间距激发至井口； 另一井的接收用检波器也往往不是一个， 而是按一定间距设置的检波 器组，每激发一次，不同接收点位的多个检波器同时接收。为满足 CT 成像的技术要求，激 发井和接收井采集一次后，激发和接收排列要互换井位再采集一次。以保证信息场的完备。 2．透射 CT 成像技术 透射层折成像原理可表示为：
1．仪器设备 在工程地震测井中，主要采用的仪器设备有地面记录仪器，常用 6~24 道的工程数字地 震仪以及转换面板（器） ；井下带推靠装置的检波器，一般为单分量、两分量或三分量。多 分量检波器主要用于纵、横波测量；激发装置 以及信号传输用电缆和简易绞车等。测量系统 参见图 1.6.4。 2．激发 3．接收 1）井下检波器 对于单分量而言，其方位可以是垂直或水 平放置（与地面相对而言） ；对于两分量而言， 换能器方位互为 90°角放置，即一个垂直一个 图 1.6.2 钻孔横波锤结构图 水平；对于三分量而言，三个换能器方位互为 90°角，即按 x y z 方向放置，井中两个水 平分量 ( x, y ) ，一个垂直分量（z） 。 为了使井下检波器与井壁耦合效果好，常 在检波器上设计一推靠装置。常见的推靠装置 有气囊式，固定的弓形弹簧式，可收缩的液压 或电动式（单臂或双臂） 。图 1.6.3 给出的是一 个采用简单气囊式推靠装置的三分量检波器的 PS 波测井系统。 2）接收方式 对于地面激发，井中接收而言，测量顺序 一般为从井底测到井口。 并要求有重复观测点， 以校 正深度误差。接收点间距一般为 1m 至 10m，可根据 精度要求选择，也可采用不等距测量。 4．干扰波 1）电缆波
140
立（表中完整性系数 K 是该处风化破碎岩体波速 V′和完整新鲜岩体波速 V 的比值，即
K V / V ，是用来衡量岩体破碎程度的参数） 。
从资料可看出， 动弹模 E m 和静弹模 E s 两者之间呈非线性关系， 但若将其绘制在双对数 坐标系中，则近似地呈一条倾斜直线，如图 1.6.16 所示。 这表明 E m 与 E s 间在对数坐标系中存在如下线性函数关系 lg Y b lg x lg C 这样就可以利用一元线性回归建立关系式。假定我们所求的经验公式是
135 图 1.6.1 地震测井
t
z1 z 2 z1 z 3 z 2 z z n 1 V1 V2 V3 Vn z1 V1
n


i 3
z i 1 z i 2 z z n 1 Vi 1 Vn
（1.6.1）
图 1.6.1 为多层介质的透射波垂直时距曲线图。由图可知，利用垂直时距曲线的折点， h 可以确定相应地层的厚度，根据折线各段的斜率，能求出各层的层速度 Vi ，进一步就 t 得到地震波在不同深度 H 以上的地层平均速度 Vm ，即
如图 1.6.1 所示， 它是一条折线， 折点 位置与分界面位置相对应。因此，根据透 射波垂直时距曲线的折点，可以确定界面 的位置，而且，时距曲线各段直线的斜率 倒数，就是地震波在各层介质中的传播速 度，也就是该层的层速度。 从两层介质很容易推广到 n 层 介 质 ， 对应的透射波垂直时距曲线方程为
hn ，各层底界面的深度为 z1 , z 2 …… z n 。 在地面激发，井中接收，透射波就相当于 直达波。但是，由于波经过速度分界面时 有透射作用，透射波垂直时距曲线比均匀 介质中的直达波复杂。下面我们先讨论两 层介质的情况。地层分界面的深度为 z1 ， 这时透射波时距曲线方程为 z z z1 t 1 V1 V2
ti

Si
dS , V ( x, z )
(i 1, 2, 3, , N )
初至拾取
其中 t 为透射波旅行时，V ( x, z ) 为透射波 在地层中的传播速度， S i 为射线路径。 求解上式可得到 Vi ( x, z ) ，由此建立的地 层速度结构， 即为成像。 这种以透射波旅 行时求地层剖面的速度结构是比较标准 的地震层析问题。 透射 CT 成像的技术路线如图 1.6.11 所示。 由于初至波可能既包含了直达波又 包含了折射波， 因此需采用直射线和弯曲 射线相结合的 CT 方法。 图 1.6.12 和图 1.6.13 给出的是某地厂 区跨孔 CT 成像的实例成果。其中 T622 、
（1时差， 计算出间隔层速度， 并按间隔层速度的变化进行
（1.6.5）
计算平均速度 V m ，然后把 V m 和对应的 t 0 (t 0 2t ) 绘在 V m ~ t 0 坐标图上，得到 V m (t 0 ) 曲 线 ，
P 波和 SH 波地震测井资料主要用于解决两个方面的问题：
137
① 解决反射波法资料解释中的层位标定、岩性划分和时深转换等问题。 ② 解决工程地质或地震工程等中的应用性问题。 有关第②个问题我们将在本章的第四部分介绍。
6.2
井间的透射
一般分为两种，一为跨孔法，一为井间 CT（或称为跨孔 CT）法。
图 1.6.9 北京地铁 XX 孔 P—S 波测井成果图
6.2.1 跨孔法 跨孔法可以用来测量钻孔之间岩体纵、横波的传播速度、弹性模量及衰减系数等，这些 参数可用于岩体质量的评价。图 1.6.10 是跨孔法测量的示意图，它在一个钻孔中激发，在另 外两个钻孔中接收弹性波。 由于钻孔之间的距离为已知， 可利用同一地震波的不同到达时求 取其传播速度。检波器采用井中三分量固定式检波器，可分别接收 P 波和 S 波。为避免干 扰和保证接收的波有足够的能量，通常钻孔之间距离较小（一般为几米~十几米） 。若钻孔 倾 斜，在计算时必须进行校正，以确保计算速度的精度。 速度计算公式为
n
H h h2 hn Vm 1 t t1 t 2 t n

i 1 n
hi
（1.6.2）

i 1
hi / V i