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地震勘探原理知识点总结

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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第三章 地震资料采集方法与技术一.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(6。(3)地震波的接收实现方式:检波器、)小排列(最常用)3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Δ Δ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/)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 0频散(: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。浅层折射波:当表层存在高速层或第四系下面的老地层埋藏浅,可能观测到同相轴为直线的浅层折射波。工业电干扰:当地震测线通过高压输电线路时产生,整张记录或部分记录道上出现50正弦干扰波。侧面波:在地表条件比较复杂的地区进行地震勘探时,常出现侧面波干扰。虚反射(是指从震源先到达地面或潜水面发生反射后,再向下传播到地下界面形成的反射波。多次反射波(当地下存在强波阻抗界面时,可能产生多种形式的多次反射波。其特点与正常反射波相似,时距曲线斜率较一次波大。(2)无规则干扰(随机干扰)主要指没有一定频率,也没有一定传播方向的波,它们在记录上形成杂乱无章的干扰背景微震:与激发震源无关的地面扰动统称为微震,外界随机产生;低频和高频背景干扰:低频和高频背景的特点是整张记录上出现,而且显得杂乱无章。干扰波类型小结:干扰波分为规则干扰和随机干扰。规则干扰包括:沿水平方向传播的(面波和车辆引起的干扰)和沿垂直方向传播的(多次波)具有重复性的(面波)和不具有重复性的(人为因素产生的干扰)随机干扰也分为:1) 激发岩性:疏松地层容易产生较强的面波(2) 激发深度:越深面波越弱(3) 采用组合法压制面波(4) 选择适当的观测系统避开面波(5) 频率滤波,利用面波与有效波的频谱差异群速度:一个波列能量(包络)的传播速度相速度:特定相位(波峰或波谷)广泛使用非炸药②比陆上更早实现了野外记录数字化;③使用等浮组合电缆;④单船作业,不需采用松放电缆的措施就能保证连续工作⑤全部采用多次覆盖技术,且覆盖次数较高,等浮电缆的道数不断增加。特殊性:①观测船的前进速度为常数,使用多普勒声纳及时调节船速以保持船速恒定。但船速受风浪、涌流等多种因素的影响。②海流和激发点间距不均匀是影响多次覆盖的因素。海流导致电缆与测线往往具有一定的夹角,称为电缆偏角。③需要导航定位,目前广泛使用卫星定位技术。混回响或鸣震、侧反射、底波等。鸣震和交混回响:海面和海底是两个反射系数较大的界面,会形成多次反射;当海底起伏不平时,由于地震波的散射和水层内多次波相互干涉造成的干扰称为交混回响。如果海底是比较平坦、反射系数比较稳定的界面,则进入水层内的能量产生多次反射造成水层共振现象,称为鸣震。前海上地震勘探主要使用非炸药震源,包括电火花震源、空气枪震源、蒸汽枪震源等。9. 分析比较陆地与海上地震勘探的异同点地震勘探利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应,推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段,在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面,也得到广泛应用。 在地表以人工方法激发地震波,在向地下传播时,遇有介质性质不同的岩层分界面,地震波将发生反射与折射,在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释,可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上,都优于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般从数十米到数十千米。 爆炸震源是地震勘探中广泛采用的。如重锤、连续震动源、气动震源等,但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘探除采用炸药震源之外,还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。海上没有面波。不受复杂地表起伏影响,风化壳影响也小,相对质量要好些。采集时候用船托缆,方便。但海上的多次波相当强,去多次是处理必须仔细进行的。二.震波的激发点和接收点的相互位置关系排列:震源与检波器组中点位置(中心道)之间的关系排列的类型(二维):纵排列:端点激发排列和中间激发排列非纵排列交叉排列(二维)观测系统的图示方式:时距曲线综合平面图:非纵侧线:T 型,L 型纵侧线:中点激发,单边激发,线应为直线,保证所反映的构造形态比较真实;②测线应该垂直构造走向,其目的是更加真实的反映构造形态,为绘制构造图提供方便。课本 75 页及课件)次覆盖或多次覆盖(指对被追踪的界面所观测的次数。多次覆盖的优点:提高信噪比;处理中得到多种信息的记录(O)共激发点记录 从激发点出发的 45°斜线代表一个排列,在此线上所有的接收点有共同的激发点,属于同一激发点的各道记录称为共激发点记录。共接收点记录 接收点出发的- 45°斜线代表地面同一接收点位置,此线上不同激发点的所有道都是同一地面点接收,由此组成的记录称为共接收点记录。共偏移距记录 激发点线平行的水平线表示等炮检距情况,各接收点的炮检距都相等,由此形成的记录称为共炮检距记录。共反射点记录 垂直于共炮检距线的垂线表示共中心点(界面水平时为共反射点或共深度点)的位置,此线上各点接收到来自地下同一反射点的反射, 种记录的差异及其在地震勘探中的应用① 共激发点和共接收点记录用于求取激发点和检波点的静校正量;② 在野外作业中,通过显示共激发点记录实行记录质量的监控;③ 在资料处理中,需要对共激发点记录进行抽道集,得到大量的共中心点道集记录,然后进行速度分析、动校正、水平叠加或偏移归位等处理,最终得到用于资料解释的成果数据;④在速度分析或某些偏移处理时,为了增加数据量或提高处理质量,需要抽取共炮检距记录,用于特殊分析和处理。理中常用记录叠前反演:I(弹性阻抗反演)叠前偏移输入记录:聚焦点),成像点),入射角道集)三.激发的地震波要有足够的能量,以利于反射波法查明地下数千米深度范围内的一整套地层的构造形态②激发产生的有效波与干扰波之间在能量,频谱特性等方面要有明显的差异,有利于记录有效波③ 激发的地震波要有较高的分辨能力,适用于精细地震勘探和开发地震的要求④ 在同一工区内使用的震源类型、激发参数(激发岩性、激发井深、药量等) 、记录特征等应该保持基本一致,即记录面貌的一致性和稳定性。2. 影响激发波形特征的主要因素、A ~Q 和 f~Q 的关系@药量的大小、爆炸介质的岩性、药包形状及其与爆炸介质的耦合等因素,对地震波的形状,振幅,频率等特点有重要影响。具体见课本 79 或课件@A~Q 和 f~Q 的关系(课本 79)@增大有效波能量的两个途径:增大振幅,如适当加大药量,但受到一定的限制增大信号的延续时间 Δt,但信号的延续时间过长又降低了地震勘探的分辨能力。@非炸药震源使用最广泛的是可控震源@可控震源的工作原理与记录过程:课本 80震源相对炸药震源的优越性:① 不产生地不传播的振动频率,从而节约能量②不破坏岩石,不消耗能量与岩石的破碎上③ 抗干扰能力强④ 引起地面的损失小,特别适宜于人员稠密的工区工作,但结构庞大复杂,具备强大的信号放大功能:微米数量级的地面位移进行可变倍数放大。② 记录的原始地震资料要有良好的信噪比:震仪器必须有频率选择功能。③ 具备足够大的动态范围:震波在地层内传播过程中,由于波前的扩散、界面的透过损失、介质的吸收等原因,其能量浅层很强,深层很弱。在地震勘探中,把地震波振幅强弱差别的变化范围称为地震波的动态范围。④ 记录的原始地震信息具有良好的分辨能力:指在地震记录上区分某地层顶底反射波的能力。在仪器设计方面应该合理选取仪器参数,使仪器的固有振动延续时间不要太长,具有较好的分辨能力。⑤ 对记录仪器的一些技术要求:求仪器是多道的,且各道间应是高度一致的;原始记录长度应是任意的,但必须大于 5 秒长度;把记录数据准确地传输到计算机处理中心,便于各种分析与处理;具有精确的计时装置,便于地震资料的地质解释;地震勘探野外作业的自然环境千变万化,要求地震仪器在结构上具备轻便、稳定、耗电少、操作简单、维修方便等特点,还能经得起颠簸和恶劣的气候变化等。波器是安置在地面,水中或井下以拾取大地振动的地震探测器或接收器,实质是将机械振动转换为电信号的传感仪器*动圈式电磁地震检波器*涡流地震检波器*压电式水听器*数字检波器*检波器:速敏检波器:动圈式电磁地震检波器、流地震检波器(陆地)压敏检波器:压电式水听器(海上)*检波器的安置条件(课件)拟转换,数据传输或存储三大功能7. *动态范围:在地震勘探中,把地震波振幅强弱差别的变化范围称为地震波的动态范围。*可控震源:*偏移距:激发点到最近的检波器组中心的距离*遥测:是利用电缆、光缆、无线电或其他传输技术对远距离的物理点进行测量。*电子机械系统*采集站:*矢量保真度:矢量保真度是指每个分量互相耦合的信号量度8. 地震仪的 4 个发展阶段模拟光点记录地震仪模拟磁带记录地震仪数字磁带记录地震仪遥测地震仪9 地震仪的记录过程(课本 91)大偏移距 点与排列中最远一道的距离,应大致等于最深目的层的埋深②最小移距 点与排列中最近一道的距离,应不小于最浅目的层的埋深,它大一些可以消除地震产生的噪声,但可能损失有用的浅层信号③ 道间距 Δx,定义为相邻两个中心道之间的距离,通常不应该超过设计的水平分辨率的2 倍目的是使地下空间采样间隔满足空间采样定理:δx≤λ/2④ 最小药量或最小震源强度3四.低(降)速带测定与静校正1. *低速带:在地表附近一定深度范围内,地震波的传播速度往往要比其下面地层的波速低得多,该深度范围的地层称为低速带*降速带:某些地区,在低速带与相对高速地层之间,还有一层速度偏低的过渡区,称之为降速带。*低速带参数:低速带层数、厚度、速度等。确测定低速带参数有利于地震资料的静校正处理,测井法,近几年又发展了小反射法和面波法,以及大折射、深井微测井、小折射结合大炮初至的方法以及基于初至的回折波法和层析反演等方法;非地震勘探方法常见的有地面地质调查、地质雷达、大地电磁测深等方法。(1)浅层折射法(时距曲线法)浅层折射法或时距曲线法求取低速带参数的步骤(2 层,3 层介质)课本 95长时距曲线法;相遇法;追逐法;复合时距曲线法;求界面速度的方法:差异时距曲线等。(2)微地震测井的工作方法及微地震测井资料的解释步骤 课本 97(3)层析成像法其方法原理是建立在对地层进行网格化的基础上的,且利用最小走时射线路径的全局算法,即利用费马原理与网络理论构建网络中的最小走时树,时间:从井底到井口的直达波传播时间 t 校正分为野外(一次)静校正和剩余静校正*静校正:人为选定一个海拔高程作为基准面,利用野外实测得到的各点高程、低速带厚度、速度或井口时间 资料,将所有的激发点和检波点都校正到此基准面上,用基岩速度替代低速带速度,从而去掉表层因素的影响*静校正的目的是满足基本假设条件(1)井深校正(2)地形校正(3)低速带校正 具体见课本 101 或课件6. 分析说明地震勘探原理的基本假设条件以及低速带测定的目的意义*基本假设条件:地下界面为水平,介质均匀且界面水平,界面以上速度为速度为一常数*低速带测定的目的意义:准确测定低速带参数有助于地震资料的静校正处理;满足地震勘探原理的基本假设条件。五.) 有效波和干扰波在传播方向上可能不同。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。实质上就视速度的差别。针对这一类型的干扰波,在野外施工时,往往采用检波器组合的方法来压制;在进行资料处理时,还可以采用视速度滤波(波)进行去除。(2)3)余时差仍不为 0,广泛使用的野外多次覆盖、室内水平叠加技术能较好压制多次波;另外,预测反褶积方法对多次波也有良好的压制效果(4)有效波和干扰波在它们出现的规律上可能有差异。3. 组合方法的基本原理 课本 102*有 n 个检波器沿直线等距排列,等灵敏度的检波器间距为△x。*组合就是 n 个检波器的输出叠加起来作为一道的信号。*组合的振幅特性:*组合的相位特性:(组合后的相位特性相当于第(2 个检波器的相位特性)*从组合法基本原理的讨论可以看到,组合确实可以视为一个滤波过程,单个检波器信号为该滤波器的输入,多个检波器组合后的信号是该滤波器的输出,滤波器的系统特性就是上述的两个的表达式4. 讨论组合的方向-频率特性的基本思路(课本 105)*当固定 w=只研究某一频率的简谐波的组合效果时,此时的 就是 就是 就是方向特性,反映了组合对来自不同方向的频率为 简谐波的组合效果;当固定,即只研究来自某一方向的不同频率的组合效果时,此时的就是频率特性。*通常用组合后总振动的振幅与组合前单个检波器接收到的振动的振幅的 n 倍之比值来表示组合对来自不同方向的波的相对加强或压制效果,组合特性曲线的主要特点简谐波压制在压制带,最好是压制在 1/组合对信噪比的改善程度) 课本 106在最有利条件下,组合的方向性效应与组内检波器个数相等,检波器个数 n 越多,信噪比的改善越大7. 脉冲波的组合特性 课本 106*讨论脉冲波组合的方向特性的 2 种方法*脉冲波的组合就不能用组合前后的振幅比来说明组合的方向特性,只能用别的参数如振幅极值比、能量比或包络面积比等*对脉冲波的组合特性的讨论所得到的主要结论:*脉冲波与简谐波组合特性曲线的通放带宽度基本一致,脉冲波的压制带不是周期性曲线,无零值,但其数值基本上与简谐波的压制带极值相同,为 1/n(压制带的基本度量值)稳的随机过程: 程是指其基本条件在时间变化过程中保持不变,故其统计规律也不随时间而变化的随机函数的集合。*各态历经性质: 一个随机过程的统计规律在一次实现中已能反映该随机过程的全部特点*描述随机过程的主要参量:平均值、方差、相关函数*随机干扰的相关半径: 随机干扰的相关半径就是自相关函数第一个零值点所对应的 (在 随即干扰互不相似)9. 组合的统计效应的结论*当组内各检波器之间的距离大于该地区随机干扰的相关半径时,用 m 个检波器组合后,其信噪比增大√m 倍*G=√ m(统计效应) G=m 方向效应)10. 组合的频率效应与平均效应(1)频率效应(防止非利用)*对于平面简谐波而言,组合后的信号频率与组合前单个信号频率是一样的,因此没有频率畸变而组合后信号的相位相当于组内中心位置检波器接收到的信号的相位。*组合相当于一个低通滤波器,组合后信号的频谱与组合前单个检波器的信号频谱有差异,即组合前后的波形发生了畸变。需要说明的是,组合是为了利用地震波在传播方向上的差异来压制干扰波,突出有效波。虽然组合本身具有一定的频率选择作用,但我们不是利用这种频率选择作用进行频率滤波。因此,组合的这种低通频率特性只能起着使有效波波形畸变的不良作用,不是利用它,而是要尽量避免这种低通滤波特性。为此,对于有效反射波应尽可能通过野外工作方法增大视速度,即减小△t,以获得最佳组合效果。(2)组合的平均效应(不适合高分辨勘探)组合的平均效应包两方面内容:①是对地面的平均效应,组合对地表的平均效应是有利的。②是对地下界面的平均效应。这对细致研究断块特点不利,所以高分率或高精度地震勘探要求小组合基距就是为了避免组合对地下界面的平 面的平 面的平 面的平均效应。 课本 112(1)干扰波调查(2)理论分析与计算(3)组合效果检验确定组合参数的基本原则:(1)尽可能使有效波落入通放带,使干扰波落入压制带,要求组内距 Δx 为:(2)适当增加检波器的组合数目,但不宜过多过多。(3)既要考虑方向特性又要兼顾统计效应,组内距 Δx 应大于随机干扰波的相关半径(4)从压制干扰波的角度出发,组合基距应为:实际上(5)理论计算结果与实际生产条件相结合的原则12. 了解其他组合形式的相关结论 课本 114(1)不等灵敏度组合*不等灵敏度组合就是采用某些办法使同一组内各检波器接收到的信号幅度不一样。*其曲线具有两个特点:①通放带宽度与组合点数为 n 的简单线性组合特性的通放带度基本上相同②压制带极值基本上为组合数为 n 的简单线性组合压制带极值的平方,所以它的压制带极值比简单线性组合特性小的多,对干扰波压制效果更佳,这是等腰三角形分布组合的显著优点(2)面积组合*简单线性组合只能压制沿测线方向传播的规则干扰波,而不能压制垂直或斜交测线方向到达的规则干扰波。如果工区存在来自不同方向的规则干扰波时 则干扰波时 则干扰波时,采用面积组合较为合适。采用矩形面积积组合时,通常沿测线方向检波器多一些,垂直测少一(3)震源组合(可控震源)简单线性组合 外检波器组合•野外震源组合•检波器-震源联合组合•室内数字组合:若干个地震道信号按比例相加,形成新的地震道(课件图)13. *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,得到的结果就不是波速的真实值。这样的结果叫做简谐波的视速度*剩余时差: 把某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射时间与共中心点处的 时延定理: 设 τ 为实值常量,而 u (t ) S ),则有(u(t ) S)(ej六.多次覆盖技术(一反射点重复观测的次数水平叠加:在野外采用多次覆盖的观测方法,在室内将野外观测的多次覆盖原始记录,经过抽取共中心点(共深度点(共反射点( )道集记录、速度分析、动静校正、水平叠加等一系列处理的工作过程,最终得到能基本反映地下地质形态的水平叠加剖面或数据体,这一整套工作称为共反射点叠加法,简称为水平叠加技术(利用动校正后有效波和干扰波的剩余时差的差异)到的是后续资料处理反演的基础资料 即按一定观测系统激发并接收记录下来的原始共激发点(录;而水平叠加技术则涉及到室内资料处理的一系列工作过程多次覆盖和组合都是用来提高信噪比的3. 多次覆盖的方法原理和具体实现以及主要目的*多次覆盖的方法原理(具体实现):按照一定的观测系统对地下某点的地质信息进行多次观测;*基本假设条件:地下界面为水平,介质均匀*具体做法:分别在炮点 2,激发,在 2,接收,保证炮检距相对于中心点 M 是对称的 课本 118*主要目的:提高观测资料的信噪比。*多次覆盖方法得到的原始资料经过动校正、水平叠加等处理后,射波时距曲线(1)水平界面以各接收点与对应的激发点的距离(称为炮检距)x 为横坐标,以波到达各共反射点(的传播时间 t 为纵坐标。式中,x 为各道的炮检距;共中心点M 处界面的法线深度;v 是界面上部均匀介质的波速(2)倾斜界面时距曲线方程中的 作 表示共中心点 M 处的自激自收时时间 0 共激发点和共中心点反射波时距曲线的主要异同点(1)反射波时距曲线都是一条双曲线(2)极小点位置不同;共激发点:共中心点:(3)物理意义上的差别:共中心点反射波时距曲线只反映界面上一个点 R(界面水平时)或 R 点附近的一个小区间(界面倾斜时时)的情况 ,而共激发点反射波时距曲线反映的是一段反射反射界界面的情况。在共激发点反射波时距曲线上这个 映激发点处反射波的垂直反射时间,在共反射点时距曲线上,这个 间代表共中心点 M 处垂直反射时间反射时间 6. 多次波的类型及其特点(1)全程多次反射波(在某一深层界面发生反射的波在地面又发生反射,向下在同一界面发生反射,来回多次,又称简单多次波。(2)短程多次反射波(地震波从某一深部界面反射回来后,再在地面向下反射,然后又在某一个较浅的界面发生反射,又称局部多次波。(3)微屈多次反射波(在几个界面上发生多次反射,多次反射的路径是不对称的,或在一个薄层内受到多次反射,它与短程多次波并没有严格的差别。(4)虚反射(进行井中激发时,地震波能量一部分向上传播,遇到地面再向下反射,这个波称为虚反射,它与直接由激发点向下传播的地震波相差一个时间延迟τ,τ 等于波从井底到地面的双程旅行时7. 全程多次波时距关系的思路及其方程特点*推导思路为 :①做出一个等效界面,使这个等效界面的一次反射波相当于原来界面的全程多次反射波②用等效界面的法线深度 h’、倾角 φ’写出它的一次反射波的时距曲线方程③求等效界的参数 h’ 、φ’与原来的界面参数 h、φ 的关系,再代回到等效界面一次方程,就可得到原界面的全程多次反射波的时距曲线方程*全程二次反射波与一次反射波之间的两个重要关系:(1)在激发点 O 处( x=0)观测到的全程二次反射波的 间是 : '当界面倾角较小时, ,此时近似有 ,这是一个常用的识别近于水平界面的多次波的重要标志-志(2)等效界面的倾角 表明全程二次反射波的等效界面的倾角 φ’等于一次反射界面倾角 φ 的二倍,某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射时间与共中心点处的 差称为剩余时差*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,经过动校正后叠加起来,能够提高信噪比,改善地震记录质量,压制一种规则干扰波(多次波) ,效果好。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*课本 125 页 1、2 段*拉东变换去除多次波,水平叠加技术压制多次波,突出一次波,而非去除多次波*剩余时差式中 分别为多次波和一次波的正常时差, 分别为多次波和一次波的速度*在速度随深度增加的情况下, ,所以 大多为正,动校正后表现为校正不足,影响叠加效果。通常一次剖面上剩余时差随 x 的加大而增大*把 表达式中与炮检距 x 无关的项用 q 代替 ,即 :q 称为多次波剩余时差系数,表达式变为: *在 录上,来自水平界面的一次反射波同相轴经过动校正后变为一条直线;它反映了一段界面,倾斜界面的反射波同相轴经过动校正后变为一条倾斜的直线,反映一段界面。在 道集上,来自水平界面的一次反射波同相轴经过动校正后变为一条直线,经叠加后变为一条直线,只反映界面上一个反射点的情况;倾斜界面的反射波同相轴经过动校正后很接近一条直线,叠加后变为一道,反映一小段界面(不是一个点)的情况9. 多次波剩余时差的特点:多次波的剩余时差是按抛物线规律变化的,并与下列两个参数有关:一是与炮检距 是与界面的埋藏深度或 间有关,因为 q 随 变,而 V、变, q 总的来说是 函数可见,各种波的剩余时差曲线都各具特点和规律,研究各种波的剩余时差曲线的特点既有利于了解突出一次反射波、压制多次干扰波的基本原理,也有助于鉴别波的类型10. 识别多次波的标志11. 讨论多次叠加特性的思路以及多次波的叠加特性(课本 126 止,不是利用)多次叠加的统计效应::提高的倍数,多次叠加的统计效应要优于组合的统计效应13. 影响叠加效果的主要因素——速度、地层倾角(课本 135倾角的影响:合基本假设条件 地下界面为水平,介质均匀; 方法原理(课本 135)分别在炮点 2, 2,证炮检距相组合确实可以视为一个滤波过程,单个检波器信号为该滤波器的输入,多个检波器组合后对于中心点 M 是对称的的信号是该滤波器的输出,滤波器的系统特性就是 K( 压制干扰波 靠动校正后剩余时差不同,对多次波有很好的压制作用。对随机干扰,多次叠加比组合的压制效果要好。根据反射波和干扰波的视速度不同,它能压制视速度较低的面波干扰等,但不能压制与反射波视速度相近的多次波(1)时差规律不同(2)反映的反射点不同(3)压制干扰波的效果不同第四章 地震波速度一.石弹性常量、岩性、密度、构造历史和地质年代、埋藏深度、孔隙率和含水性、频率和温度孔隙流体性质影响纵波的速度和反射系数,不影响横波,纵横波速度比是研究孔隙流体性质的有利参数,威利方程是亮点技术的理论基础2. *泊松比:*纵横波速度比:*式: 式中速度 V 的单位是 m/s,密度 ρ 的单位是 g / 程:*频散:传播速度是频率的函数*与密度的关系: 式中速度 V 的单位是 km/s,密度 ρ 的单位是 g / 埋深的关系:速度随深度变化的垂直梯度可能相差很大,一般地说,在浅处速度梯度较大;深度增加时垂直梯度减小(往外鼓出)3. 沉积岩中速度的一般分布规律:(1)在沉积岩中速度的空间分布规律决定于地层的沉积顺序及岩性特点。沉积岩的基本特点之一是成层分布。根据形成沉积的各种条件,可将整个地质剖面划分为许多地层,在各层中波传播的速度是不同的。因此,速度在剖面上的成层分布就成为沉积岩的基本特点,而这一特点恰恰是地震勘探的有利前提。(2)速度与深度和地质年代有关,这个关系基本上是平滑变化。所有影响因素的共同作用表现出速度变化具有方向性,其方向接近于垂线方向。速度随着深度(或反射波 增加而增大。速度垂直梯度的存在也是速度剖面的又一重要特点,速度垂直梯度是随深度的增加而减小的。(3)由于工区地质构造与沉积岩相的变化,也会引起速度的水平方向变化。一般来说,速度的水平梯度不会很大,但要细致地处理和解释地震资料,考虑速度的水平梯度还是必要的,这个问题正在引起人们的注意。构造破坏(如断层)可以引起速度的突变。个别地层中的不整合及地层尖灭都会对速度的水平梯度有显著的影响。二.各种地震波速度的概念理解各种速度的引入、基本计算公式、适用条件、主要用途1. 平均速度(最小路径非最小时间)组水平层状介质中某一界面以上介质的平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上所有地层的总厚度与总传播时间之比*n 层水平层状介质的平均素的计算公式: 式中,hi,vi,别为每一层的厚度、速度和传播时间*用途:时深转换*条件:x=0(垂直入射垂直反射)r*定义 1:把非双曲线的时距曲线方程简化为双曲线关系时引入定义 2:把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近视地看成双曲线,求出的速度就是这一水平层状介质的均方根速度*计算公式:式中 波在第 i 层介质中沿着垂直界面的方向双程传播的时间*适用条件:水平层状介质*意义:把各层的速度的“平方”按时间取其加权“平均”值,而后取“平方根”值,要注意其中速度较高的层所占比重要大,式:*适用条件:倾斜的一个层*意义:倾斜界面情况下共中心点道集的叠加效果存在 2 个问题,即反射点分散和动校正不准确。引入等效速度后,利用按水平界面动校正公式对倾斜界面的共中心点道集进行动校正,可以取得很好的叠加效果,没有剩余时差。但不应忘记,从地质效果来说,反射点分散的问题,并没有解决,这个问题只有用偏移叠加才能妥善解决。4.叠加速度 入:在一般情况下(包括水平界面均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖层为层状介质或连续介质等) ,都可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线,用共同的式子来表示 式中 叠加速 *对于不同的介质结构, 有具体的意义,例如对倾斜界面均匀介质 是等效速度,对水平层状介质 是 课本 地震资料数字处理过程中的动校正、水平叠加需要叠加速度,偏移归位需要偏移速度,深度偏移需要速度模型或速度场;在地震资料的解释过程中,平均速度主要用于时深转换,以便于制作合成地震记录和绘制深度构造图;层速度信息主要用于地层、岩性解释,也可用于储层参数、含油性预测。)实验室测定方法*岩石物理学*震测井(外观测方法:*波测井*震测井或零偏移距垂直地震剖面*移地震*弹性参数:①纵波传播速度:定义为在固体、流体、气体中由于拉-压形变而产生的弹性波传播速度;②横波传播速度:定义为在固体中由于切变而产生的弹性波传播速度;③杨氏模量(纵向弹性模量)E:指法向应力与沿应力作用方向引起的伸长之比;④泊松比(横向压缩系数):指当单轴方向延展时,物体横向压缩与纵向伸长之比值;⑤剪 切模量 μ:指表征物体反抗形状变化能力的剪切力与剪切角的比值*确定岩石超声波范围的弹性振动传播速度通常采用三种方法:共振法、脉冲法和超波的干涉测量法(2)时距曲线分析法此类方法通常把覆盖层视为均匀介质,并利用实际观测到的直达波或折射波资料获取平均速度。直达波或折射波的时距曲线是一直线,该直线斜率的倒数就是介质或折射层界面平均速度。对于均匀介质的反射波时距曲线方程采用 角坐标系,反射波时距曲线方程可展现为一条直线,该直线斜率的倒数就是介质的速度,利用这种方法求取的速度称之有效速度(3)井孔测定方法*井中观测资料包括地震测井资料或零偏移距垂直地震剖面(资料和声波测井资料,两种资料都可求取相应的平均速度和层速度*井孔地震:偏移距的 位标定(第五章)非零偏移距的 平叠加剖面 震源在#中):随钻地震:钻头作为震源)3动激发点)斜井 济效率低钻地质导向*S(课本 151)*就求取平均速度和层速度而言,地震测井或零偏移距 法在原理上是基本是基本一致的*当地层倾角较大时,激发点应布置在地层的下倾方向,以防止折射波的干扰*具体过程见课本 153*地震测井资料的整理结果①利用相应的公式计算 t,先把 t0(t),再把数据绘制在 坐标系中,就得到平均速度随 变化曲线②把{H,}数据点绘制在 H~ 坐标系中,得到地震波沿沿垂直向下方向传播的距离与传播时间的关系, 称之为垂直时距曲线③利用垂直时距曲线上折线段斜率不同进行分层,折线段斜率的倒数就是该 地层的层速度 H/Δt ,绘制 曲线,它反映层速度随深度变化的情况 2*声波测井方法 本 154)声波测井从其原理上讲,主要利用沿井壁滑行的初至折射波时差来求取速度参数,具有简便灵活又能连续观测的特点,将声波探头下到井底,然后边向上提升,边测量声波时差,其倒数就是层速度 慢度:速度的倒数声波测井资料的整理和解释是从连续曲线着手,任意深度 H 的旅行时可由下 下式求取:而由地至深度 H 的平均速度为:用声波测井曲线直接求取的层速,即 ,这样求出的层速度分层细致、准确,但分层时应参考岩性柱状图和井径曲线3* 异同点共同点:均为获取层速度和平均速度的有效方法不同点:获取速度资料的方法不同工作条件不同所得资料不同(4)速度谱分析方法(求取叠加速度) (课本 156)*速度谱:把地震波的能量相对于波速的变化关系的曲线称为速度谱*求取叠加速度的方法原理:对道集内某个反射波同相轴用不同的速度进行动校正并分析校正后的叠加效果 ,其中叠加效最好的那个速度就是该反射波的叠加速度,具体实现时有叠加速度谱和相关速度谱。主要用途:可用于求取记录的最佳叠加速度资;检查多次叠加剖面的质量;发现多次波以便消除它
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本文标题:地震勘探原理知识点总结
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