城市浅层地震勘探技术进展

地球探测与信息技术读书报告课题名称：地震勘探的发展与应用班级：064091*****学号：***********指导老师：***地震勘探的发展与应用吴浩（地球物理与空间信息学院，地球科学与技术专业）摘要地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术，近年来，高分辨率地震勘探仪器装备、处理软件升级换代速度明显加快，地震资料采集、处理与解释出现了一体化的趋势。

从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，应用于石油、煤炭、采空区调查、地热普查等重要领域，由陆地不断向海洋发展。

本文着重针对地震勘探过程和技术的发展几个重要阶段及应用进行展开。

关键字地震勘探三维地震石油勘探煤矿发展与应用1 引言地震勘探是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质，环境地质问题的一种地球物理方法。

地震勘探应用领域广泛，与其他物探方法相比，具有精度高、分层详细和探测深度大等优点，近年来，随着电子技术、计算机技术的高速发展，地震勘探的仪器装备、处理软件升级换代的速度明显加快，地震资料采集、处理与解释的一体化趋势得到加强。

从常规的地震勘探发展到二维地震、三维地震、高精度地震勘探等先进技术，通常用人工激发地震波，地震波通过不同路径传播后，被布置在井中或地面的地震检波器及专门仪器记录下来，这些地震拨携带有所经过地层的丰富地质信息，计算机对这些地震记录进行处理分析，并用计算机进行解释，便可知道地下不同地层的空间分布，构造形态，岩性特征，直至地层中是否有石油、天然气、煤等，并可解决大坝基础，港口，路，桥的地基，地下潜在的危险区等工程地质问题，以及环境保护，考古等问题。

2 地震勘探过程及发展地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。

1．地震数据采集在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。

常规的观测是沿直线测线进行，所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。

一般地讲，地震野外数据采集成本占勘探成本的80%左右，因此世界各国为了降低勘探成本、提高勘探效果，不断研发、更新地震勘探的仪器装备。

叠加相关技术在小折射仪地震勘探中的应用在地震勘探中，随着大道数、宽范围施工方法的运用，数据采集技术不断更新发展。

相关叠加技术对于小信号采集起到提高信号的信噪比，抑制干扰的目的。

本文介绍了相关叠加技术原理和相关叠加技术在浅层地震仪中的应用。

标签：相关；叠加；折射仪；参数设置随着地震勘探技术的发展，人们环保意识的增强，在地震勘探中，激发源经常使用震源车。

与使用炸药激发方式相比，震源车激发后不会给地表造成大的破坏，不会遗留炸药安全隐患，但是它也有激发能量弱的缺陷。

由于震源车在地面震动激发，能量分散较多，贴近地面干扰信号较多，传递到地层的有用信号较弱。

检波点接收到的信号有地震信号和噪音信号，而且噪音信号幅度很大，在地震勘探中，我们只有通过相关、叠加技术对采集的信号进行处理才能提取到有用信号，降低噪声的干扰。

本文介绍了相关、叠加技术原理和及其在浅层地震小折射仪中的应用。

在浅层勘探中，小折射仪主要用于测量浅层低降速带厚度和地震波在低降速带的速度，给地震勘探数据处理提供参数。

一、地震信号与噪音的特征在地震勘探中，检波点接收到的信号包含了地震反射信号和噪音信号，但是地震信号和噪音的特征是不同的。

地震信号是周期性的重复，可以用确定的时间函数来表示。

而噪声是随机的，不具有规律性，不能用确定的时间函数来描述。

地震信号在时间上是相关联的，而噪音不同时刻是不相关的。

根据信号的特征对数据进行处理，由于每个周期信号受到噪声的干扰不同，只要把这些接收到的信号多次重复，重复的信号得到加强，随机信号互相抵消，从而得到加强有用的地震信号。

二、叠加技术原理：下面以地震道接收信号数学计算来说明叠加原理：假设某一地震道接收点采集震源激发第i次的地震信号电压为Xi（t），它包括两部分，一部分是无噪声信号电压SI（t），另一部分是噪声信号电压Ni（t），故有：Xi（t）=SI（t）+Ni（t），经过采样后，为不连续的采样序列，如果用X （n）表示一个记录长度中第n个采样点的采样值，那么地震道在采集震源第i 次震动的第i次记录的信号为：Xi（n）=SI（n）+Ni（n）。

从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势摘要：地震储层预测就是以地震信息为主要依据，综合利用其他资料作为约束，对油气储层的品质参数，如几何特征、地质特性、油藏物理特性等，进行预测的一门专项技术。

随着非常规油气勘探技术的兴起，储层预测的内涵也得到了迅速扩展，已从储层品质预测扩展到源岩品质和工程品质预测。

前，地震储层预测技术已经成为油气勘探生产中储层预测的主导技术之一，它能较好地根据不同勘探生产阶段的不同需要，提供不同类型、不同精度的储层预测成果，为油气勘探生产服务。

基于此，在接下来的文章中，将对勘探领域变化背景下，地震储层预测技术现状和发展趋势进行详细分析。

关键词：勘探领域；地震储层；预测技术引言：地震储层预测是以高分辨率地震和测井资料为基础，以地质与钻井资料为参考，波阻抗反演和属性分析为主要技术来进行的。

因此，波阻抗反演的效果和属性参数的运用成为储层预测的关键。

为了更好的对其现状以及发展趋势进行了解，在接下来的文章中，将基于勘探领域变化下，对其技术现状以及发展趋势进行详细分析。

一、地震储层预测技术（一）地震裂缝预测技术裂缝预测技术的研究应用成为国内外储层及含油气预测的热门。

裂缝是碳酸盐岩、火山岩中重要的油气储集空间，也是大部分非常规油气的主要存储地方，如页岩气、煤层气、致密砂岩气等主要以吸附和游离态储存在裂缝或孔隙中．岩石性质、不同受力类型等因素决定了裂缝的成因、产状、密度、大小、宽度、方向等呈现复杂多样性，这决定了裂缝预测的超难度和超复杂性。

地震裂缝预测技术的应用起步于计算岩石物理中等效介质理论的提出与应用。

等效介质理论将实验岩石物理模型微观的裂缝参数与地震波场表征的宏观介质性质有机的联系起来，在此基础上发展形成多种各向异性裂缝检测方法和技术，如多波多分量技术预测裂缝、方位各向异性预测裂缝等．中石油将裂缝预测方法和技术的研究列为“十二五”物探技术研究主要方向之一。

（二）岩石物理分析技术岩石物理分析技术的应用主要表现在理论岩石物理模型的实际应用、理论模型与测井岩石物理分析的结合应用及测井岩石物理分析应用等三个方面。

339地震勘探方法简述李 佳 中国有色金属工业西安勘察设计研究院张翠翠 中国有色金属工业西安勘察设计研究院摘 要：地震勘探是近代发展变化最快的地球物理方法之一。

本文通过对地震勘探的两种方法过程的简述对地震反射波勘探和地震折射波勘探方法进行了一定小结。

关键词：地震反射波勘探；地震折射波勘探地震勘探是近代发展变化最快的地球物理方法之一。

它的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探地下的地质情况。

在地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,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,能较准确地测定这些界面的深度和形态,判断地层的岩性,是勘探含油气构造甚至直接找油的主要物探方法,也可以用于勘探煤田、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。

近年来,应用天然震源的各种地震勘探方法也不断得到发展。

1 地震方法1.1 地震反射波勘探浅层地震地质条件，这一部分包括地形、地貌、植被、潜水面变化、基岩以上现代沉积的岩性和厚度的变化等因素。

它们决定了地震波的激发和接收条件及资料处理中表层静校正的难度。

浅层地震反射波勘探是利用介质的弹性差异探测地下目标物的一种物探方法。

反射波法是在离震源较近的若干观测点上，测定地震波从震源到不同弹性的地层界面上反射后回到地面的旅行时间，测线不同位置上的法线反射时间的变化反映了地下地层的构造形态，从而达到划分地质层位或断层、采空区和岩溶等地质情况。

1.2 现场工作方法根据场地的条件及工作的重要性，作业区内应进行震源、检波器、观测系统等的试验工作。

在试验论证的基础上，确定了各类采集参数。

为提高分辨率多采用小药量的激发方法，这是因为从激发频谱上看，小药量能激发出比例较高的高频成份，有利于提高分辨率。

因此，工作的激发震源采用小炸药量爆炸激发，这样就可以确保在达到和超过需要的探测深度的情况下，提高震源的激发频率。

技术简介发展三三维地震勘探维地震勘探技术是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性应用技术，其应用目的是为了使地下目标的图像更加清晰、位置预测更加可靠。

三维地震勘探技术是从二维地震勘探逐步发展起来的，是地球物理勘探中最重要的方法，也是当前全球石油、天然气、煤炭等地下天然矿产的主要勘探技术。

二维相比与二维地震勘探相比，三维地震勘探不仅能获得一张张地震剖面图，还能获得一个三维空间上的数据体。

三维数据体的信息点的密度可达12.5米×12.5米(即在12.5米×12.5米的面积内便采集一个数据)，而二维测线信息点的密度一般最高为1千米×1千米。

由于三维地震勘探获得信息量丰富，地震剖面分辨率高，地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、断层等均可直接或间接反映出来。

地质勘探人员利用高品质的三维地震资料找油找气，中国近期发现的渤海湾南堡大油田、四川普光大气田、塔里木盆地塔中Ⅰ号大气田等，全要归功于高精度的三维地震勘探技术。

基本原理要了解三维地震勘探技术，有必要先了解一下二维地震勘探的基本原理。

二维地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线，沿各条测线进行地震勘探施工，采集地下地层反射回地面的地震波信息，然后经过电子计算机处理得出一张张地震剖面图。

经过地质解释的地震剖面图就像从地面向下切了一刀，在二维空间(长度和深度方向)上显示地下的地质构造情况。

同时几十条相交的二维测线共同使用，即可编制出地下某地质时期沉积前地表的起伏情况。

如果发现哪些地方可能储有油气，则可确定其为油气钻探井位。

勘探的理论与工作流程三维地震勘探的理论与工作流程和二维地震勘探大体相似，但其工作内容及达到的效果却今非昔比了。

三维地震勘探主要由野外地震数据资料采集、室内地震数据处理、地震资料解释3个步骤组成，这是一项系统工程，甚至每个步骤就是一个系统，因为这3个步骤既相互独立，又相互影响，而且每一步骤均需要最先进的计算机硬件和软件的支撑。

浅层地震和高密度电法在汉旺地区勘查中的应用蓝星;张炜;王堃鹏;周武;李洋森【摘要】汉旺地区是“5.12”特大地震受灾情况非常严重的地区,勘查和研究当地的地下地质情况,摸清第四系覆盖层厚度,为当地可持续发展提供必要的基础资料.本文从地震反射波法和高密度电法的原理着手,将这两种常用的地球物理方法联合使用,利用两者各自的特点,相互印证,取长补短,优化了解释结果,提高了勘探的解释精度和可靠性.研究表明,将地震反射波法和高密度电法结合起来对于第四系覆盖物的勘探和地下分层探测是有效可行的.本文还指出了两种方法在实际应用时应注意的一些问题.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2012(009)006【总页数】5页(P654-658)【关键词】地震反射波法;高密度电阻率法;联合勘探【作者】蓝星;张炜;王堃鹏;周武;李洋森【作者单位】成都理工大学地球物理学院,四川成都610059;成都理工大学地球物理学院,四川成都610059;成都理工大学地球物理学院,四川成都610059;成都理工大学地球物理学院,四川成都610059;中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛266100【正文语种】中文【中图分类】P631.41 引言地球物理勘探作为对各种物理场及其变化进行的勘测和研究，具有效率高、周期短、采集信息量丰富，成本相对较低等优点，越来越受到行业内外人士的重视，成为了现代化建设和发展不可或缺的重要手段。

然而由于地质，地球物理条件的复杂多样性，以及地球物理反演存在的多解性，单一地球物理方法在对浅层勘探，尤其是在对具有低速带，含水层，小断裂带等特殊地质情况的勘探存在一定的局限性[1]。

本次物探的主要任务是对汉旺镇约5km处一河口三角洲进行浅层地质勘探，目的是查清当地第四系覆盖层的厚度，并对其下伏基岩进行分层探测。

为了对当地的地质情况做一个比较系统的了解，为当地灾后重建，防震减灾以及将来的科学研究都做好第一手的资料准备。

我国物探技术的进步及展望摘要：随着我国经济技术的发展，物探技术也在不断革新进步。

物探技术拥有广阔的应用前景，在石油勘查、有色金属勘查等领域发挥着重要的作用。

因此，研究我国物探技术具有重要的实践意义。

本文从近年来物探技术进步方面谈起，通过技术应用分析，浅谈物探技术的未来发展。

关键词：物探技术；进步；展望引言物探技术的应用十分广阔，它在辅助人们完成物理勘查的过程中，也满足了人们对经济发展和城市扩展的需求。

在新的形势下，我国应当加大对物探技术的研究力度，从综合应用的角度发挥物探技术的价值，从而促进社会的进步与发展。

1物探方法软件和硬件以及探测方法的介绍物探包括：超浅层、浅层以及中深层和深层等几种类型。

浅层地震技术以及地质雷达技术是超浅层探测主要的探测手段。

高频电磁成像以及高密度电阻率是浅层探测主要的手段。

高精度重力测量以及可控源电磁测深是中深层探测的重要手段。

深层地震以及大地电磁测探与高精度磁力测量是深层的主要探测手段。

2在物探技术中一些新算法以及新理论的应用（1）几何分型理论，主要是揭示自然界物体与现象中存在不同尺度相似性的理论，局部和整体的相似性也能得到充分揭示。

利用点上信息便能将空间上与面上的信息予以有效预测，该方法在研究自然界常见的不稳定与不规则现象中比较常见。

分形维数又有分数维之称，主要对复杂程度进行描述。

（2）小波的理论体系，该理论是基于傅立叶理论分析基础之上，形成的新的分支理论，该理论能够对信号处理过程中，差分方程数值解、数据压缩、成像、子波算法进行处理，还能有效处理信号中的信噪比和分辨率。

（3）混沌的理论体系,描述非线性系统过程中，该理论的应用比较普遍，和分形理论存在密切的联系，基干尺度分层次存在于他们之间，相似度以及标度律，存在于不同尺度之间，并存在差异性假设和非均匀性假设。

（4）神经网络计算理论，该理论模拟了人脑思维，可以在分析和学习样本资料的过程中，对没有经过处理的资料进行判断，在处理和计算这些样本资料同时，获得重要参量。

人工智能在地震勘探中的应用新进展随着信息化时代到来，地震勘探正向着智能化方向发展。

各个企业、科研院在地震勘探研究和应用中，都加大了对人工智能技术（AI）地使用，通过智能化手段提高了勘探的效率和精度，取得了地球物理资源开发利用更大的成就。

01 什么是地震勘探为了更好的研究和开发我们生存的家园——地球，产生了一门用物理测量和数学研究的学科，这就是地球物理学。

地球物理学中通过地质样本进行直接研究的方法，称为地探。

另外一种通过仪器进行地球观测的方法，称为物探。

在物探方法中，包括了重力、磁法、电法、地震、放射性等多种方法。

其中勘探石油天然气资源最有效的方法就是地震勘探。

地震勘探是用地下岩石弹性差异来进行地球物理勘测的方法，通过激发人工地震，研究地震波在地下传播的规律，以查明地下地质的构造。

02 人工智能在地震勘探中的应用新进展在国际国内地震勘探领域，随着AI技术飞速发展，大量AI+地震勘探的研究成果不断涌现。

根据SEG最近几年对AI技术研究成果地统计，深度学习方法已经成为主流。

其中卷积神经网络模型（CNN）的研究最多，占比60%以上，生成对抗网络模型（GAN）占比10%左右，循环神经网络模型（RNN）占比10%左右。

其余的研究方法还包括机器学习的算法，如随机森林、字典学习等等。

很多论文还会结合多种方法联合使用，达到更好的应用效果。

从应用领域来看，热门的研究领域包括了数据预处理、构造解释、储层识别等领域。

1.数据预处理数据预处理主要是实现地震道集的优化，包括了噪声压制、分辨率提高、缺失道恢复等。

有学者提出了深度残差网络、自编码卷积神经网络、深度卷积神经网络等进行了随机噪声压制。

还有学者通过建立多尺度信息相互弥补的网络模型，实现了地震信号的分辨率提高。

2.构造解释在构造解释领域的典型应用包括了断层识别、地层识别、边界圈定等方向。

在断层识别方向，伍新明等教授的团队取得了较好的成果。

主要成果包括了：一是通过机器算法生成大量人工合成的地震断层训练标签。