04 地震勘探野外工作-观测系统

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。

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。

第一章 地震波理论基础1、岩石介质：弹性介质、黏弹性体2、地震波是一种在岩层中传播的弹性波3、地震介质模型：1 均匀介质 层状介质：如果非均匀介质的物理性质呈层状分布，则称这种介质为层状介质。

层状介质中各层的弹性系数是不变的。

2 非均匀介质 岩性分界面常常与岩层的弹性分界面有很好的耦合性，所以，地震勘探所探究的弹性分界面常常就是地质（岩性分界面）。

连续介质3 单相介质和多相介质4：波的几个特征• 波动：振动在介质中的传播。

• 波前：介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组成的面叫波前。

• 波面：介质中同时开始振动的各质点所组成的曲面叫波面。

• 波后：介质中某一时刻刚刚停止振动的各点组成的面叫波后。

• 波线：在一定条件下，可以认为波及其能量是沿一条“路径”从波源传到所考虑的一点P ，然后又沿那条“路径”从P 点向别处传播，这样的理想路径就叫通过P 点的波线，又叫射线。

5、振动曲线：描述某一质点在不同时刻的位移波形曲线：为了反应各点的振动之间的关系，把同一时刻各点的位移画在同一个图上 ，即描述某一时刻各质点偏离平衡位置的曲线6、不同的质点可能有不同的振动曲线；不同的时刻有不同的波形曲线；在地震勘探中，通常把沿着测线画出的波形曲线叫“波剖面”。

7、视速度：如果不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定波速和波长时，所得结果叫做正弦波的视速度和视波长，Va 、λa 来表示。

8、当 时地震波才会发生反射。

9、反射定律：反射线位于入射面内，反射角等于入射角，透射定律：透射线也位于入射面内，而且： 表示：沿着界面，波在两种介质中传播的视速度是相等的。

10、当入射角增大到一定程度，但还未到90。

时，折射角已增大到90。

，这时透射波在第二种介质中沿界面“滑行”，出现“全反射”现象。

11、斯奈尔（Snell ）定律：P ：射线系数θθλλSin V TSin T V a a ===2211v v ρρ≠a v v v v v ==⇒=22112121sin sin sin sin θθθθP V V V ===透反入βααsin sin sin '12、惠更斯（Huyaens)原理：介质中波所传到的各点，都可以看成新的波源叫子波源，可以认为每个子波源都向各方向发出微弱的波，叫子波。

§3.4地震勘探野外观测系统一、地震测线的布置1．地震测线沿地面进行地震勘探的线路，指出炮点、接收点的位置和延伸方向。

2．布置测线的原则①测线一般布置成正交的网状。

②尽量为直线，方便处理和解释。

③主测线多于联络测线，更真实地反映构造形态。

测线3．不同勘探阶段的测线布置要求①区域普查（线路普查）测网稀，线距几十—上百公里。

②面积勘查测网稀，线距几—十几公里，如4╳8， 4╳4， 4╳2（km2）。

③构造细测测网密，线距几百米—几公里，如0.2╳0.2, 0.5╳0.5, 1╳2, 2╳3（km2）。

二、观测系统的图示方法1．观测系统的定义观测系统是指示激发点和接收点的相互空间位置关系的图件。

2．观测系统的图示方法用水平线表示测线，将激发点标在水平线上；过激发点向两侧作450的斜线；将接收点投影到过其激发点的450斜线上。

共炮点线共接收点线共反射点线共炮检距线斜线斜线垂线(覆盖次数) 水平线12345678910三、反射波法观测系统的基本类型1．简单连续观测系统例子：单边激发，单边接收，一次覆盖，偏移距为O。

12345P90图6.3-29b2．间隔连续观测系统例子：单边激发，单边接收，一次覆盖，偏移距不为0。

1234 5P90图6.3-29d3．多次覆盖观测系统（1）定义地下界面被观测的次数多于一次，例如二次覆盖，三次覆盖，……。

（2）多次覆盖原理示意图M（3）抽共反射点道集实现多次覆盖例如:单边激发，仪器有24道，每激发一次，炮点和排列一起向前移动2个道间距，即可形成6次覆盖。

123456789101112131 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 24P91图6.3-23抽共反射点道集——生产中放一炮多道接收，并按一定的规律布置排列，等室内处理时，将能收到同一个点的反射波的道从不同的炮中抽出来，按炮检距大小排列起来，叫做抽共反射点道集。

（4）6次覆盖，24道接收的共反射点道集表P92表6.3—1（5）多次覆盖经验公式nNSx d 2=∆=υ P90、P91的N 与n 互换 。

第二章地震勘探的野外工作方法(10学时)野外工作是整个地震勘探中重要的基础工作，它的基本任务是采集地震数据。

第一节野外工作方法是从地震队的组织形式来完成的，分试验工作和生产工作。

主要内容：激发地震波、接收地震波、以及地震测线，激发点、接收点的测定。

一、试验工作目的：了解本地区的地震地质情况，确定解决任务所需要的最佳野外方法。

1、干扰波的调查，调查干扰波的类型及其特点。

2、地震地质情况的调查。

⑴调查低降速带的厚度及速度V2＞V1在潜水面具有很强的反射，则透射的就少，找油而不是找水，则希望在低降速带的底部爆处，潜水面的深度决定了打井深度。

⑵工区速度的分布规律，一般速度是深度的垂直，这个任务由地震测井来完成。

⑶调查有无标准层：标准层：大面积连续追踪的地下反射界面。

3、选择最佳的激发条件：炸药埋藏深度，药量、炸药组合方式。

4、选择合适的接收条件：确定检波器的组合方式，合适的观测系统。

比如：道间距的为多少最好，第一个检波器与炮点多远，选择合适的仪器因素。

二、生产工作根据试验得出的结论进行野外生产第二节干扰波一、地震波波场的特点：地震震源激发以后，在地质介质中产生的振动的总和就是波场L1（x，y，z，t），震源性质以及地质介质中的弹性参数分布情况决定了波场的特点。

在陆地震勘探时，广泛使用浅井、炸药包和它在井中安置的不对称性也会产生一定强度的横波和面波，当采用非炸药震源的激发的波场更加复杂，有的主要激发纵波，有的主要激发横波，但这些震源也不会是纯的，它们总是激发出两种体波以及面波。

各种震源之中，有些是脉冲型的，激发出很短的（约50ms）不超过3~4个周期的振动，有的产生变频正弦振动，其延续时间达若干秒震源激发的振动形状对波场的总形态有重大影响，它会改变不同类型和不同形式的波所引起的振动之间的关系，当波的震源传播到具有大量界面的地质介质时，产生多次生波（各种类型的一次波和多次波）波场是由数目不多的强一次波和部分二级波加上许多弱的一次波和多次波构成的，当存在折射界面时，则除了反射波外，还有折射波，除了地震震源引起的振动外，波场中还包括外部震源激发的振动→微震。

论地震勘探的野外工作论文提要随着地震勘探的深入和技术发展，地震地质条件复杂地区的地震勘探项目越来越多，由于地表及地下地质条件复杂、激发及接收条件差、表层吸收、新生界强反射界面的屏蔽以及野外施工过程中人为干扰和工业干扰，原始记录存在各种强噪声干扰，有效反射波能量被强能量的各种干扰波湮没，记录信噪比很低。

但勘探目标要求越来越精细，对于构造复杂和埋深较大的低幅度构造要求精确解释。

解决复杂的地质任务需要高精度的地震数据。

所以地震勘探野外数据的采集工作显的尤为重要。

野外工作是整个地震勘探中重要的基础工作。

它的基本任务是采集地震数据。

本文主要介绍地震勘探野外工作中的一些基本概念。

包括野外工作的方法、地震测线的布置、观测系统及其图示方法、地震波的激发、地震波的接收、低速带的测定等。

正文一、野外工作方法野外工作是以地震队的组织形式来完成的。

野外工作分为试验工作和生产工作。

主要内容是激发地震波，接收地震波。

以及地震测线、激发点、接收点的测定和一系列后勤保障等具体工作。

(一) 试验工作1.试验内容具体的试验内容根据地质任务、工区的地质构造特点、干扰波情况、地震地质条件以及以往的勘探程度来拟定。

2试验项目(1) 干扰波调查，包括工区内干扰波类型、特性。

(2) 地震地质条件的了解，如：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（是否存在地震标准层），速度剖面特点等等。

(3) 选择激发地震波的最佳条件。

如激发岩性、激发药量、激发方式等等。

图1-1 野外小队施工(4) 选择接收和记录地震波的最佳条件。

最合适的观测系统，组合形式和仪器因素的选择等。

(二) 生产工作生产工作的基本内容有地震测量、地震波的激发、地震波的接收。

(三) 干扰波调查的方法干扰波调查是试验工作的重要内容，野外工作中采取的许多技术、措施，主要是为了压制干扰波，加强有效波，提高地震记录的质量。

在干扰波严重的地区，应当进行关于干扰波调查的试验工作，其中用来记录干扰波的观测系统有小排列、直角排列、方位观测、用三分量检波器进行观测。