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地震勘探作业

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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地震 第1思考题及作业1. 归纳总结在各向同性理想弹性介质中地震波传播方程共有几类,哪几种方程?矢量弹性波方程:μ▽ 2U+(λ+ μ)F=ρ∂2𝑈∂𝑡2两边取散度,得纵波方程: - ▽ 2θ=θ∂𝑡2λ +2μρ两边取旋度,得横波方程: - ▽ 2ω=ω∂𝑡2μρ2. 简述在均匀各向同性介质中球面纵、横波的达郎贝尔解和波动方程解,并说明其物理含意。纵波的达朗贝尔解:φ 1=rφ=f 1(+ f2(t+ ), f1(是发散波,f 2(t+ )是会聚𝑟‒𝑎𝑉𝑝 𝑟+𝑎𝑉𝑝 𝑟‒𝑎𝑉𝑝 𝑟+𝑎𝑉𝑝波。横波的达朗贝尔解:φ 2=rφ=f 1(+ f2(t+ ), f1(是发散波,f 2(t+ )是会聚𝑟‒𝑎𝑉𝑠 𝑟+𝑎𝑉𝑠 𝑟‒𝑎𝑉𝑠 𝑟+𝑎𝑉𝑠波。力位函数为零时,纵波的波动方程解:φ= f(,f 为任意函数,1𝑟 𝑟‒𝑎𝑉𝑝力位函数为零时,横波的波动方程解:φ= f(,f 为任意函数,1𝑟 𝑟‒𝑎𝑉𝑠力位函数不为零时,纵波的波动方程解:φ(r,t)= Φ 1(, Φ(t)也称为震源强14π 𝑟𝑉2𝑝 𝑟𝑉𝑝度。力位函数不为零时,横波的波动方程解:φ(r,t)= Φ 1(, Φ(t)也称为震源强14π 𝑟𝑉2𝑠 𝑟𝑉𝑠度。3. 为什么要求解球面波的位移解,位移解能说明什么问题?在地震勘探中,接收到的地震波振幅值反映的是质点位移,故需求取位移解;从位移解中,可以知道球面波的速度传播方向,位移函数与震源强度 Φ 1(t)及一阶导数,位移振幅与传播距离 r 及 点位移方向与波的传播方向一致, “是延𝑟𝑉𝑝迟位。4. 什么是振动图和波剖图,它们各有什么含义?振动图是质点随时间的位移图形,表明该质点的随时间变化的振动情况;波剖图是波动带内沿波传播方向各质点的位移状态图形,表明同一时刻,各个质点的位移。5. 惠更斯—菲列涅尔原理说明什么物理含义?克希霍夫积分在哪些方面发展了上述原理?物理含义:由波前面各点所形成的新扰动(二次扰动)都可以传播到空间任一点M,形成相互干涉的叠加扰动,该叠加扰动就是 M 点的总扰动;在计算某一点的波场问题上发展了惠更斯—菲列涅尔原理,即空间任一点的波场就是附近所有绕射子波的积分和。6. 射线和视速度是如何定义的?波沿着垂直波前面的路径传播时间最短,这个路径就是波场的射线;沿测线方向观测到的波的传播速度为视速度。7.在弹性分界面,P 、H 波分别以 α 角入射时,问:(1)各能产生哪些波,哪些是同类波,哪些是转换波,为什么会产生转换波?P 波入射产生反射 ,反射 ,透射 ,透射 ;入射产生反射 ,反射 ,透射 ,透射 ;入射产生反射 ,透射 ;与入射波波型相同的波为同类波,即 ,,;与入射波波型不同的波为转换波,即 ,;转换波产生原因:入射波入射到界面时,在界面上有两个应力分量,正应力和切应力,所以在界面的入射点将产生体应变和切应变,将入射点看作二次新点源,就有两种不同类型的波分别在两种介质中传播,(2)各种波射线之间满足什么关系?各种波射线之间满足斯奈尔(律,即= = = = =p𝑠𝑖𝑛α𝑉𝑃1𝑠𝑖𝑛α 1𝑉𝑃1𝑠𝑖𝑛α 2𝑉𝑠1𝑠𝑖𝑛β 1𝑉𝑝2𝑠𝑖𝑛β 2𝑉𝑠2(3)P 波入射时,各波的振幅系数满足什么关系,如何求取各波的振幅值?各波的振幅系数满足策普里茨(程;8.在弹性分界面,P 、H 波垂直入射时,问:(1)各能产生哪些波?P 波入射时:产生反射 和透射 ;入射时:产生反射 和透射 ;入射时:产生反射 和透射 。(2)垂直入射时,反、透射系数满足什么关系式,产生反射的条件是什么?反射系数:A 2𝑉𝑝2‒ρ 1𝑉𝑝1ρ 2𝑉𝑝2+ρ 1𝑉𝑝1透射系数:B ρ 1𝑉𝑝1ρ 2𝑉𝑝2+ρ 1𝑉𝑝1反射波存在的条件:两界面的波阻抗(Z= ρV)不相等。9.简述产生折射波的机制及条件。折射波产生机制:透射波变成在介质2中沿界面传播的滑行波,且波前脱离入射波和反射波而产生超前波,在入射波和反射波前脱离带要有一新的扰动来填补,新扰动波前一端与反射波波前一端相连,一端与滑行波波前相连,这个新扰动就为折射波;折射波产生条件:V α≥0.瑞雷面波与产生折射的滑行波有什么异同点?相同点:都存在弹性界面处;不同点:滑行波是线性极化波,瑞雷面波是椭圆极化波;滑行波有 P 波、及 雷面波没有 。11.地震波在粘弹性介质中与在理想弹性介质中传播的主要差异是什么?在粘弹性介质中传播时,由于岩石之间的内摩擦力,质点振动能量要转化成热能消耗掉,这种转化损失了弹性波中的高频成分,振幅要按指数规律衰减,而在理想弹性介质中传播时,则不会有这种现象。12.粘弹性介质中,地震波衰减与什么因素有关?降低地震记录分辨率的主要原因是什么?与吸收系数 α 或衰减系数 β 有关;由于大地滤波作用,滤掉了地震波的较高频率成分而保留了低频成分,使得脉冲地震波频谱变窄,地震波延续度增长,降低了地震勘探的分辨率。13.地层较薄时,会使反射波振幅变强,还是变弱?地层较薄时,反射波振幅与频率有关。14.在什么条件下产生绕射波,为什么会产生绕射波?当地质体长度 a 满足: < < 时,能够产生绕射波;110𝑎2λ ℎ12地震波传播到地层间断点(线)时,这些间断点课看成一个新震源,由此新震源产生一种新的扰动向弹性空间四周传播,这种扰动在地震勘探中称为绕射波。15.合成一个地震记录与哪些量有关,地震记录的褶积模型是近似的?还是精确的模型?它忽略了地震记录合成中的哪些因素?地震记录与水平地层数、入射波位移、波前扩散、地层吸收以及透射损失等有关;地震记录的褶积模型是近似的,一般来说它省略了介质吸收、透射损失等因素。16. 地层真深度、视深度、法线深度、真倾角、视倾角是在什么条件下定义的?在什么条件下三个深度相等?在什么条件下二个倾角相等?地层真深度:地面垂直到界面的深度 H;视深度:在射线平面内,地表 O 点垂直到界面的距离 H*;法线深度:反射线 L 上的 A 点到地面 O 点的距离 h;真倾角:平直界面 R 与水平地面 Q 的夹角 φ;视倾角:反射线 L 与地面的夹角 φ x;当测线与界面倾角 α=0时,H *=H;α=90 º 时,h= H *;当测线与界面倾角 α=0时,φ= φ x;17. 水平地层与倾斜地层 射波时距曲线满足什么方程?两者有何异同点?水平地层反射波时距曲线满足: =1;𝑡2𝑡20‒𝑥2(2ℎ)2倾斜地层反射波时距曲线满足: ;𝑡2(2ℎ�𝑉)2‒(𝑥+2ℎ�)2(2ℎ�)2=1相同点:反射波时距曲线均是一个标准双曲线;不同点:地层水平时,双曲线的极小值点在 x=0处取得;地层倾斜时,双曲线的极小值点在 x=取得,并恒位于激发点 O 的地层上倾一侧,偏移距离与 h 和 φ x 成正比。18. 何为正常时差?何为倾角时差?各与什么量有关?正常时差:由观测点 x 接收的反射波时间 法线反射时间 非零炮检距引起的,即:△t=t x- - 20+(𝑥𝑉)2△t 与 速度 V 成反比,与界面深度 h 成反比;倾角时差:激发点 O 两侧的两个对称点所接收到的来自同一界面的反射波旅行时之差,由地层倾斜而引起的,即:△t d=𝑥△t d 与炮检距 x 及地层倾角 φ 成正比,与速度 V 成反比。19. 弯曲界面反射波时距曲线会发生什么变化?凸界面时,若在凸界面顶上 O 点激发,在 O 点两边接收反射波时,反射波反射线要向两边发散,在曲率较大的凸界面顶部某些区域甚至接收不到反射波;凹界面时,设曲率半径为 R,界面埋深为 H:1)R> H 时,产生聚焦现象。反射线向激发点 O 靠拢,形成反射波聚焦现象;2)R=H 时,半径为 R 的半圆形反射界面上的反射波会聚集于一点;3)R< H 时,产生回转波,在回转点处,正常反射波和回转波时距曲线相切,回转波时距曲线的极小值与凹界面的最低点相对应。20. 折射波时距曲线主要特征是什么?与反射波有什么关系?只有当入射角 α≥临界角 ,即在炮检距 x≥(盲区)的地段才能接收到折射波,在盲区内接收不到折射波;折射波与反射波时距曲线相切于 D(x=x ’)点, D 点是折射波的始点,除 D 点以外,折射波总是先于反射波到达同一检测点形成地震记录上的初至波。21. 绕射波时距曲线主要特征是什么?与反射波有什么关系?当地下存在断层、地层歼灭点、不整合面上的突变点等地质现象时,在突变点处将产生绕射波,其时距曲线为双曲线,曲线极小值位于突变点正上方,若移动激发点 O 点,时距曲线形状不变,仅是绕射波时距曲线向上平移一个时差,随着激发点远离突变点在地面投影点,绕射波时距曲线极小点时间逐渐增大;在 M 点(炮检距 x=2d,d 为突变点到激发点的水平距离)处,接收的反射波和绕射波时距曲线的斜率相等,即在 M 点相切,反射波时距曲线在 M 点终止。22. 多次反射波时距曲线主要特征是什么?与一次反射波有什么关系?多次反射波时距曲线仍是双曲线,可等效为一个虚拟界面的一次波,该虚拟界面相对产生一次波的实际界面倾角增大,深度增加,其极小值点相对一次波更偏离激发点。达波、反射波、折射波、绕射波都存在?请试画图说明。1.炸药震源及可控震源激发,接收到的地震记录有什么不同?为什么?2.二维观测系统综合平面图如何绘制,从该图中能得到哪些观测系统参数。1)根据实际距离,选定比例尺。将地表测线以 ΔX 为间隔划分刻度。2)从激发点 O 出发,向接收排列方向倾斜并与测线成 45°角画一直线(实线或粗实线) ,直线的端点与最远接收点 连线成直角关系。该直线称为共炮排列线。3)从各接收点出发有一条与测线成 45°角的直线(虚线或细实线) ,该直线与共炮排列线的交点为该接收点在排列中的序号。4)共炮排列线上第 i 道的序号点垂直投影在界面尺的位置即为第 i 道反射点 )将所有炮的排列线如法画成,就得观测系统综合平面图。它可全面反映所有激发点、接收点及反射点在测线上的投影位置。3.什么叫三维观测系统,观测系统代表什么含义?4.组合检波是利用什么原理压制面波?地震组合检波是将多个检波器串联或并联在一起接收地震波的方法。是利用干扰波与有效波的传播方向不同(第二类方向特性)压制干扰波的一种有效方法。5.线性组合和面积组合的含义是什么,各有什么作用?线性组合是将参与组合的检波器沿测线方向排成一条直线,主要压制沿测线方向的规则干扰波和随机干扰;面积组合是将组合检波器以圆形、菱形或正方形等分布在一定面积内。能压制来自任意方向的干扰波。6.地震资料处理中必须要做的处理方法有哪些,其处理顺序是什么?
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