《地震勘探原理》共反射点叠加

振动图：从某一确定距离观察该处指点位移随时间变化的图形。

波剖面：某一确定时刻观察质点位移与波传播距离关系的图形。

隐伏层：指初至折射波法中不能探测到的地层。

（两类：一类是层状介质 中的低速夹层，由于V 上>V 下，因而在低速夹层的上界面不能产 生折射波而形成隐伏层。

另一类；虽然波速逐层递增，但其中某 层厚度很小，所形成的折射波不能出现在初至区，而是隐藏在续 至区中难以识别）波前扩散：地震波由震源向周围介质传播，波前面越来越大，就是说越来 越远地离开震源，其振幅也越来越少。

吸收系数：吸收作用使地震波的振幅随传播距离成指数减小，而减小的快慢又与岩石的物理性质和波的振动频率有关，常用吸收系数表示波损失：反射波在离开反射点的振动方向相对于入射波到达入射点的振动 相差半个周期。

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.瑞雷面波：分布在自由界面附近并沿自由界面传播的面波。

勒夫面波：当存在一速度低于下层介质的表面时，在低速带顶、底界面之间产生一种平行于 界面的波动。

散射波：相对于波长较小或可比时则发生散射。

斯奈尔定理：是描述反射波和透射波射线几何关系的一个定律，所以又称为反射透射定律。

其主要内容有以下三个方面：①入射线、反射线、透射线在同一平面内（即射线平面）②入射角=反射角③透射角取决于入射角和界面上、下介质的波速比值PV V V =='=211sin sin sin βαα 式中v1、v2分别为界面上、下介质的波速，p 为射线参量纵向分辨率：地震记录沿垂直方向可分辨的最小地层厚度 横向分辨率：地震记录沿水平方向可分辨最窄的地质体的宽度第一菲涅尔带：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杨氏模量:当弹性体在弹性限度内单向拉伸时，应力与应变的比值。

泊松比：介质的横向应变与纵向应变的比值。

勘查技术与工程专业《地震勘探原理》教学大纲课程名称：地震勘探原理(The Principle of Seismic Exploration)课程编码：121014(长江大学)学分： 5 分总学时：80 学时，理论学时：64 学时；实验学时：16 学时适用专业：勘查技术与工程（物探方向）专业先修课程：普通地质学、构造地质学、沉积岩石学、石油地质、信号分析、弹性力学执笔人：毛宁波审定人：陈传仁一、课程性质、目的与任务地震勘探是国内外应用地球物理领域中发展得最为成熟、应用面也最为广泛的一种地球物理方法。

地震勘探基本原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘测地下的地质情况。

在地面或水面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面或水面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间，振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定界面的深度和形态，判断地层的岩性，勘探含油气构造甚至直接找油，勘探煤田、盐岩矿床、个别的层状金属矿床以及解决水文地质、工程地质等问题。

地震勘探以精度高、分辨率高、探测深度大、信息量丰富等显著优势，在国际及我国油气勘探、工程建设、灾害防治、环境保护等方面中得到广泛的应用和充分重视。

《地震勘探原理》是勘查技术与工程专业地球物理勘探方向的主要专业基础课之一，本课程的任务是使学生掌握作为地球物理勘探方法之一的地震勘探的基本原理和基本方法，其中包括地震波运动学的基本概念与原理、地震勘探野外数据采集基本原理与方法。

了解地震数据处理的基本流程。

掌握地震数据解释中的基本原理，了解地震资料解释方法及其应用，为学生将来从事地震勘探科研与管理工作打下必备的专业理论基础和掌握必要的专业基本知识和技能。

二、教学内容与学时分配第一章绪论2学时◆重点◆地震勘探的基本原理◆地震勘探在石油勘探开发中的地位与作用◆地震勘探三大生产环节、技术发展史◆难点◆石油地震勘探与天然地震的异同◆石油地震勘探与浅层地震的异同第二章地震波的理论14学时◆重点◆地震波的基本概念◆地震波的传播规律◆在几种介质模型下反射波时距曲线方程◆水平界面情况下折射波时距曲线方程◆频谱分析的基本概念◆傅立叶展式的重要性质◆地震波频谱特征及其应用◆影响地震反射振幅的主要因素◆难点◆地震视速度和视波长的概念◆反射波、折射波和直达波时距曲线的关系◆识别野外地震记录上的各种类型的地震波◆不同类型地震波在频谱上的特征与差异◆地震波的吸收与衰减◆地震波的几何扩散◆地震波的散射第三章地震资料采集24学时◆重点◆地震观测系统的概念◆地震干扰波的特征与压制方法◆影响地震采集质量的主要因素◆地震野外采集的基本流程◆地震组合的基本概念◆简单线性组合的方向特性◆简单线性组合的频率特性◆组合对随机干扰的统计效应◆共中心点叠加技术的基本原理◆共反射点时距曲线方程的特点◆动校正量和动校正的基本概念◆共中心点叠加技术压制多次波原理◆难点◆观测系统的图示方法◆地震勘探对地震激发和接收的基本要求◆地震组合中提高信噪比与提高分辨率的关系◆影响地震组合效果的主要因素◆增强叠加效果与地震分辨率的关系◆共反射点时距曲线与共炮点时距曲线的异同第四章地震资料处理19学时◆重点：◆地震波的各种速度的概念◆地震均方根速度◆地震速度谱的原理◆DIX公式◆地震资料处理基本流程◆水平叠加地震剖面的特点◆地震绕射波和回转波的基本概念◆地震勘探的分辨率◆难点：◆各种地震速度的求取方法◆各种地震速度之间的相互关系◆影响地震波速度的主要因素◆地震偏移的基本原理◆各种地震偏移方法的异同第五章地震资料解释18学时◆重点：◆地震资料解释的基本流程◆断层在地震剖面上的主要特点◆地震构造图的绘制原理◆三维地震资料解释的基本方法◆难点：◆地震资料解释的主要陷阱◆地震构造图的偏移原理◆地震水平切片的特点及解释方法第六章其它地震技术3学时◆重点：地震勘探新方法和新技术◆难点：提高英文水平，掌握学习国际上新技术的方法和手段三、教学基本要求《地震勘探原理》是一门既有完整系统的理论体系，又仍在发展之中的学科。

地震勘探原理各章重点复习资料第⼀章：1、地球物理勘探:是根据地质学和物理学的基本原理，利⽤电⼦学和信息论等许多学科领域的新技术建⽴起来的⽅法，简称物探⽅法。

也就是，根据地层和岩⽯之间的物理性质不同来推断岩⽯性质和构造。

2、主要物探⽅法：地震勘探(岩⽯弹性的差别)—勘探地震学⾮地震类：重⼒勘探(岩⽯的密度差别)磁法勘探(岩⽯的磁性差别电法勘探(岩⽯的电性差别)3、重⼒勘探是研究反映地下岩⽯密度横向差异引起的重⼒变化，⽤于提供构造和矿产等地质信息。

重⼒异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物体⼤⼩、形状及深度。

重⼒勘探的任务是通过研究地⾯、⽔⾯、⽔下（或井下）或空间重⼒场的局部或区域不规则变化（即局部重⼒异常或区域重⼒异常）来寻找埋藏在地下的矿体和地质构造4、磁法勘探就是测定和分析各种磁异常，找出磁异常与地下岩⽯、地质构造及有⽤矿产的关系，作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。

磁法勘探主要⽤来研究地质构造；研究深⼤断裂；计算结晶基底的埋深；寻找油⽓、煤⽥的构造圈闭、盐丘等，寻找磁铁矿床、⾦属和⾮⾦属矿床等。

5、电法勘探就是利⽤⼈⼯或天然产⽣的直流电场或电磁场在地下的分布规律来研究地球结构、地质构造及找矿的⼀种物探⽅法。

电法勘探是以岩⽯或矿⽯的电性差异为基础的，主要研究的电性差异参数包括：电阻率（ρ）、激发极化率（η）、介电常数（ε）、导磁率（µ）、电化学活动性等。

电法勘探的内容⼗分丰富，它们⼴泛应⽤于⾦属及⾮⾦属、⽯油、⼯程地质、⽔⽂地质等勘探研究⼯作中。

6、地震勘探⽅法就是利⽤⼈⼯⽅法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，来确定矿藏（包括油⽓，矿⽯，⽔，地热资源等）、考古的位置，以及获得⼯程地质信息。

地震勘探所获得的资料，与其它的地球物理资料、钻井资料及地质资料联合使⽤，并根据相应的物理与地质概念，能够得到有关构造及岩⽯类型分布等信息。

7、地震波的激发和接收，提取有⽤信息。

地震勘探资料整理..地震勘探原理（上）---------陆基孟主编（精华部分）⼀、名词解释1.综合平⾯法：在平⾯图上，表⽰出激发点和接收点的相对位置关系，同时也显⽰观测到的地段。

2.偏移距：为炮点与最近检波点的距离。

3.波剖⾯：在某时刻，以质点所在的位置为横坐标，以质点离开平衡位置的距离为纵坐标，画出某时刻振动情况（波形曲线），称为波剖⾯。

4.道间距：埋置在排列上的各道检波器之间的距离。

5.⼲扰波：指妨碍追踪和识别有效波的波。

如⾯波、多次反射波。

6.（⾮）纵测线：⼀般炮点和接收点都放在同⼀测线上叫作纵测线，炮点与接收点不在同⼀测线上，叫⾮纵测线。

7波前（后）：振动刚开始与静⽌时的分界⾯，即刚要开始扰动的那⼀时刻。

同样，振动刚停⽌时刻的分界⾯为波后。

波前或波后是⽤⾯表⽰的，不是曲线。

⼆、简答题1、共炮点与共中⼼点的区别：1）共反射点时距曲线只反映界⾯上的⼀个点R的情况，⽽共炮点反射波的时距曲线反映的是⼀段反射界⾯的情况。

2）地震勘探上习惯把x=0时的反射波传播时间叫做t0，即t0=2h0/V。

在共炮点反射波时距曲线上，这个t0反映激发点O处反射波的垂直反射时间（也叫做回声时间），在共反射点时距曲线上，t0时间代表共中⼼点M处的垂直反射时间。

2、动静校正的区别：动校正：在⽔平界⾯的情况下，从观测纵到反射波旅⾏时中减去正常时差Δt，得到x/2处的t0时间。

这⼀过程叫做正常时差校正，或称动校正。

不同位置（偏移距x），不同的深度（h),动校正量不同，校正量均为正值。

静校正：为了改善地震剖⾯的质量，需要表层因素的校正，即为静校正。

不同位置（偏移距x），不同的深度（h),动校正量不同，静校正量可为负值。

3、组合与叠加在压制⼲扰波上的区别：在实际效果中，n 次叠加的统计效果要⽐n 个检波器组合的好。

原因在于组合是同⼀次激发，由n 个检波器接收到的信号的叠加，检波器接收到的随机⼲扰是由同⼀震源在同⼀时间产⽣的。

⽽多次叠加中⼀个共反射点道集的各道，是在各次激发时分别接收到的，因⽽记录下的随机⼲扰是由震源在不同时间、不同地点激发，不同时间、不同地点接收的，多次叠加中各道的随机⼲扰更符合“互不相关”的条件。

地震勘探原理综合练习《地震勘探原理》课程综合练习题第2章地震波运动学理论一、填空题（1分/空）1、根据波面的形状可以划分波的类型为：球面波、柱面波、平面波。

（3空）2、密度和速度的乘积称为波阻抗。

（1空）3、反射线反向延长与从震源向分界面所作垂线的交点称为虚震源。

（1空）4、波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件称为费马原理。

（1空）5、波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间t与观测点相对于激发点（坐标原点）距离x之间的关系称为时距关系。

（1空）6、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Δt，得到x/2处的t0时间称为动校正。

（1空）7、正常时差与x2成正比；与v2、t0和h成反比。

（2空）8、由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差称为倾角时差。

（1空）9、所有波中最先到达检波器的第一波峰时间称为初至时间。

（1空）10、各接收点的地震波属于同一相位振动的连线称为同相轴。

（1空）11、形成折射波的基本条件是入射角等于临界角、两介质波速不等（下部大于上部）；形成反射波的基本条件是两介质有波阻抗差。

（3空）12、反射波、直达波和折射波时距曲线的关系分别是（1）直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线。

（2）折射波时距曲线与反射波时距曲线有两个切点（3）直达波与折射波的时距曲线有一个交点Xp，在XXp的区间，折射波为初至波，而直达波为续至波，反射波总是最后接收到。

（3空）13、频谱分析中，研究振幅与频率间的关系称为幅频特性；相位与频率间的关系称为相频特性。

（2空）二、判断题（准确的打?，错误的打?）（1分/题）1、自激自收时间或零炮检距时间，是反射波时距曲线的顶点。

（?）2、共反射点必定是共中心点。

（?）3、形成反射波的基本条件是上下两种介质的速度不相等。

（?）4、波面是静止的、等时的和等相位的。

（?）5、视速度大于等于真速度。

（?）6、在水平层状介质中，地震波沿着直线传播一定用时最短。

§6 共反射点叠加什么是共反射点叠加法?在野外采用多次复盖的观测方法，在室内处理中采用水平叠加技术，最终得到水平叠加剖面，这一整套工作称为共反射点叠加法。

共反射点叠加法现在多次复盖已成为最基本的野外工作方法，这是地震勘探野外工作的一个重大改进。

多次复盖资料不仅可以经过处理得出水平叠加剖面，还可以用于计算速度谱，计算自动静校正和用于进一步实现各种偏移技术，求取各种地震参数等等。

共反射点叠加法水平叠加是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，这种方法能提高信噪比，改善地震记录质量，特别是压制一种规则干扰波(多次波)效果最好。

它所利用的不是频率滤波的频谱差异，也不是组合的方向性差异，而是利用动校正后有效波与干扰波之间剩余时差的差异。

并且，多次叠加在压制随机干扰方面比组合效果更好。

学习内容一、共反射点时距曲线方程二、多次反射波的特点三、多次叠加的特性四、多次叠加的相位特性五、频率特性和统计效应六、多次复盖参数的影响七、影响叠加效果的因素在野外采用多次复盖工作方法时，如图，在O1、O2、0 3、……等点激发，在D1、D2、D3……等点接收(满足O1M=D1M；O2M=D2M；O3M=D3M…)。

如果界面水平，则每次都能接收到来自界面上同一个R点的反射。

M是R在地面的投影，叫共中心点。

水平界面的共反射点道集和共反射点时距曲线水平界面的共反射点道集和共反射点时距曲线R 叫做D 1、D 2、D 3等道的公共反射点。

D 1、D 2、D 3等道组成了一个共反射点道集。

当然，实际的野外生产工作中，并不是一次激发只用一道接收，而是用多道接收。

但我们总可以在许多次激发获得的多张记录上，把地下某个反射点的共反射点找出来。

应当注意，在O 1、O 2、O 3等点激发，在D 1、D 2、D 3等点接收，虽然接收到的都是来自界面上R 点的反射，但是D 1、D 2、D 3各点接收到反射波的传播路程长度不同，因此传播时间t 1、t 2、t 3是不一样的。

（完整版）地震勘探原理题库地震勘探原理测试题一一、名词解释1.调谐厚度2.倾斜因子3.波的吸收4.第一类方向特性5.动校正二、叙述题1.试叙述Kirchhoff绕射积分公式的物理含义。

2.试说明Zoeppritz方程的物理意义。

3.试叙述地震波在实际地层中传播的动力学特点。

4.试述地震组合法与水平多次叠加方法有何异同之处。

三、证明题试证明地层介质的品质因数Q值与地层吸收系数呈反比关系。

四、画图题1.请示意画出SV波倾斜入射到两层固体介质的弹性分界面上时产生的新波动。

2.请示意画出定量表示地震薄层顶底板两个反射波相互干涉的相对振幅与视厚度间的关系曲线。

五、回答问题1.粘滞弹性介质（指V oigt模型）中应力与应变间的关系如何？2.垂直地震界面入射情况下的反射系数公式是什么？其物理意义如何？3.如何定量表示一个反射地震记录道的物理机制？4.利用初至折射波可获得什么资料？5.为什么说地震检波器组合法能压制面波干扰？6.影响水平多次叠加效果的主要因素是什么？7.计算双相介质波速的时间平均方程如何？8.地震波倾斜入射情况下的反射系数与哪些参数有关？六、分析题1.分析下面各图表示的意义。

2.分析各图中曲线的特点。

图1图2地震勘探原理测试题二一、名词解释1.频散现象 4.球面扩散二、说明下列表达式的物理意义1.1111+++++-=i i i i ii i i i V V V V R ρρρρ 2.1,21,02112=???? ??=n r r A A n3.dK dCKC V R += 4.)(0kz wt i z e e --=α??三、填空题1.地震波沿( )方向传播能量最集中，沿( )方向传播为最短时间路径。

2.在)1()(0z V z V β+=介质中地震波的射线是( )特点，等时线是( )特点。

3.在( )情况下，反射波时距曲线与绕射波时距曲线顶点相重合。

4.介质的品质因数Q 值与吸收系数α间的关系为( )。

第一章 地震勘探的理论基础1、各向同性介质：弹性与空间方向无明确关系的介质称各向同性介质，否则是各向异性介质。

2、泊松比σ：弹性体受力纵向伸长(缩短)与横向收缩(膨胀)的比值。

L L d d //∆∆=σ3、对于大多数沉积岩石，σ=0.25，∴V P =1.73V S 。

4、瑞雷面波(R 波)特点：(1) 波的能量分布在地表附近的介质中并随深度迅速衰减。

(2) 质点振动方向分上、下、坐、右，合成的振幅轨迹是椭圆(逆时针方向)，长轴垂直地面，长短轴比值是2/3。

(3) 当σ=0.25时，V R = 0.92V S =0.54V P ，速度低、频率低(10~30Hz)，波形宽。

(4) 有频散(波散)现象，不同频率的成分传播速度(相速度)不同，即群速度不等于相速度。

5、拉夫面波(L 波) 特点：能量沿地震界面分布，振动方向与传播方向垂直，振动平面平行界面，即为SH 波，由于水平振动，检波器接收不到。

6、地震波的特征：运动学特征——研究波在地层中传播的空间位置与传播时间的关系。

动力学特征——研究波在地层中传播的能量(振幅)变化和波形特征(频谱)。

7、惠更斯原理(1690)也叫波前原理，说明波向前传播的规律。

在弹性介质中，任意时刻波前面上的每一点，都可看作是一个新的波源(子波)而产生二次扰动，新波前的位置可认为是该时刻各子波波前的包络。

惠更斯原理只给出了波传播的空间位置，而不能给出波传播的物理状态。

菲涅尔(1814)对惠更斯原理进行了补充：波在传播时，任意点处的振动，相当于上一时刻波前面上全部新震源产生的子波在该点处相互干涉的合成波。

8、视速度定理地震波的传播是沿射线方向进行的，而观测地震波是沿测线方向进行的，其方向和射线方向不一致。

波前沿测线传播的速度不是真速度V ，而是视速度*V 。

αsin //=∆∆=∆∆∆∆=*xs t x t s V V βαcos sin V V V ==* 式中 α——射线与地面法线的夹角，称入射角；β——波前与地面法线的夹角，称出射角。

叠加定理的含义1. 引言叠加定理是地球物理学中的一个重要概念，用于描述地震波在不同介质中传播时的叠加效应。

它是基于弹性介质中的波动方程推导出来的，可以帮助我们理解地震波在地下传播时的复杂行为，对于地震勘探和地震学研究具有重要意义。

2. 叠加定理的基本原理叠加定理是基于弹性波动方程推导出来的。

根据波动方程，在弹性介质中传播的地震波可以分解为纵波和横波两个独立分量。

纵波和横波在传播过程中会发生折射、反射、散射等现象，导致它们在不同位置和时间上具有不同的幅度和相位。

叠加定理指出，当多个地震源同时激发时，各个源产生的地震波会按照线性叠加原则相互叠加。

换句话说，对于任意给定点，在特定时间上观测到的总振幅等于每个单独源产生振幅之和。

3. 叠加定理的应用叠加定理在地震勘探和地震学研究中有广泛的应用。

3.1 地震勘探中的应用地震勘探是一种常用的方法来研究地下结构和寻找矿产资源。

在地震勘探中，我们通常会使用多个地震源来激发地震波，并在不同位置上观测到反射和折射波。

根据叠加定理，我们可以将不同源产生的波按照线性叠加原则相互叠加，从而得到总体观测数据。

通过分析这些数据，我们可以推断出地下结构的特征，比如岩层厚度、速度分布等。

3.2 地震学研究中的应用地震学是研究地球内部结构和动力学过程的学科。

在地震学研究中，我们通常会利用全球范围内的地震事件记录来推断出地球内部结构和物质性质。

根据叠加定理，我们可以将不同事件产生的波按照线性叠加原则相互叠加，从而得到全球范围内的总体观测数据。

通过分析这些数据，我们可以推断出地球内部的地震波传播路径、速度分布等信息，进而了解地球的内部结构和动力学过程。

3.3 叠加定理的局限性叠加定理在一些特殊情况下可能会失效。

例如，在存在非线性效应或者强散射的介质中，叠加定理可能不再适用。

此外，如果源之间的距离过近或者波长较短，也可能导致叠加定理失效。

因此，在实际应用中需要注意这些限制条件。

4. 总结叠加定理是地球物理学中一个重要的概念，描述了地震波在弹性介质中传播时的叠加效应。

第一章地球物理方法(Exploration Methods): 利用各种仪器在地表观测地壳上的各种物理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，寻找可能的储油构造。

它是一种间接找油的方法。

特点：精度和成本均高于地质法，但低于钻探方法。

地震勘探：就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。

第二章地震勘探: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.地震波：在岩层中传播的弹性波。

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。

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. 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.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.倾角时差：当界面倾斜时，炮检距相同，但相邻反射点传播时间不同而产生的角度差由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。

这一时差是由于界面存在倾角引起的。