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1、浅层折射波法与反射波法：浅层折射波法与反射波法：1、浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法；、浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法；可用来探测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道可用来探测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道;弱点：分辨率较低、弱点：分辨率较低、测线较长测线较长；2、浅层反射波法是近十多年来随着电子技术的发展及微、浅层反射波法是近十多年来随着电子技术的发展及微机数字处理系统的开发和普及才得以迅速发展。机数字处理系统的开发和普及才得以迅速发展。浅层反射波法具有相对较高的分辨率，可以采用较小的浅层反射波法具有相对较高的分辨率，可以采用较小的炮检距进行观测，因而可以采用
2、较短的勘探测线；对资炮检距进行观测，因而可以采用较短的勘探测线；对资料的数字处理技术要求较高。料的数字处理技术要求较高。第1页/共107页反射地反射地震勘探震勘探资料采资料采集现场集现场波动传波动传播和界播和界面关系面关系示意图示意图第2页/共107页第一节第一节 数据采集数据采集一、数据采集的主要仪器设备一、数据采集的主要仪器设备1.1.震源震源（source)震源是用来释放地震能量的震源是用来释放地震能量的装置，常用震源有：装置，常用震源有：（1）锤击震源；）锤击震源；（2）雷管和炸药震源；）雷管和炸药震源；（3）地震枪震源；）地震枪震源；（4）电火花震源。）电火花震源。（5）可控震源）可
3、控震源CFS-2A型可控震源第3页/共107页2.2.检波器检波器（detectordetector，geophone,geophone,seismometer,jug,pickup)seismometer,jug,pickup)检波器又称拾震器，是把地震波到达所引起的地面微弱震动转换成电信号的换能装置。检波器的的输出与地表质点运动的速度成正比的，称为速度检波器，检波器的的输出与地表质点运动的加速度成正比的，称为加速度检波器。固有频率约10Hz的为低频检波器;固有频率约33Hz的为中频检波器;固有频率约100Hz的为高频检波器。在以往的地震勘探中多采用中频和低频检波器，在工程地震勘探中，多采用
4、高频检波器。检波器检波器 （左）实质性元件图解（右）动圈检波器的一半（左）实质性元件图解（右）动圈检波器的一半第4页/共107页第5页/共107页CDJ-Z 4-100赫垂直检波器CDJ-P 4-100赫水平检波器第6页/共107页3.3.浅层地震仪（浅层地震仪（seismographseismograph）地震仪是将检波器输出的信号进行放大、显示并记录下来的专门仪器，一般都具有滤波、放大、信号叠加、高精度计时以及数字记录和微机处理等功能。我国目前常用的浅层地震仪多为12道或24道。浅浅层层地地震震仪仪第7页/共107页 浅震仪及其野外工作布置浅震仪及其野外工作布置第8页/共107页二、野外观
5、测系统二、野外观测系统 在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行追踪，激在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行追踪，激发点和接收点之间的排列及各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发发点和接收点之间的排列及各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统观测系统(field setup,recording geometry)。不同的方法采取不同的观测系统。不同的方法采取不同的观测系统。一些相关术语一些相关术语道数：一般用道数：一般用N表示，每次放炮一般有表示
6、，每次放炮一般有48道，道，96道或更多。道或更多。道间距：一般用道间距：一般用x表示，道距多为表示，道距多为25-100m.放炮方式：一般分为中间放炮和端点放炮放炮方式：一般分为中间放炮和端点放炮(单边或双边单边或双边)。最小偏移距（或偏移距）：紧挨震源的检波器离开震源的距离，偏移距的长度最小偏移距（或偏移距）：紧挨震源的检波器离开震源的距离，偏移距的长度为道间距的整数倍。为道间距的整数倍。最大炮检距：一般用最大炮检距：一般用Xmax表示，它是指炮点到最远检波点的距离。表示，它是指炮点到最远检波点的距离。第9页/共107页测线类型图测线类型图1 1、折射波法观测系统、折射波法观测系统（1）测
7、线类型通常的测线类型如图所示。根据激发点和接收点之间的相对位置关系及排列关系，测线类型可分为纵测线、横测线、侧测线及弧形测线。几种常用的观测系统介绍几种常用的观测系统介绍第10页/共107页采用纵测线观测时，根据激发点与接收点之间的组合关系，采用纵测线观测时，根据激发点与接收点之间的组合关系，可分为可分为单支时距曲线观测系统、相遇时距曲线观测系统、单支时距曲线观测系统、相遇时距曲线观测系统、多重相遇时距曲线观测系统以及追逐时距曲线观测系统等。多重相遇时距曲线观测系统以及追逐时距曲线观测系统等。定义震源到接收点的距离与地震波走时之间的关系曲定义震源到接收点的距离与地震波走时之间的关系曲线为线为时
8、距曲线时距曲线（time-distance curve）。）。时距曲线是研究地震波运动学时距曲线是研究地震波运动学(kinematic)特征的一种特征的一种基本方法。时距曲线观测系统则是根据地震波的时距曲线基本方法。时距曲线观测系统则是根据地震波的时距曲线分布特征所设计的观测系统。分布特征所设计的观测系统。在各种时距曲线观测系统中，以相遇时距曲线观测在各种时距曲线观测系统中，以相遇时距曲线观测系统使用最为广泛。系统使用最为广泛。第11页/共107页相遇时距曲相遇时距曲线观测系统线观测系统多重相遇时距多重相遇时距曲线观测系统曲线观测系统TT第12页/共107页2.2.反射波法观测系统反射波法观测
9、系统 使用最多的是宽角范围观测系统与多次覆盖观测系统。使用最多的是宽角范围观测系统与多次覆盖观测系统。宽角范围观测系统是将接收点布置宽角范围观测系统是将接收点布置在临界点附近的范围进在临界点附近的范围进行观测行观测，因为在此范围内反射波的能量比较强，且可避开，因为在此范围内反射波的能量比较强，且可避开声波和面波的干扰，尤其对弱反射界面其优越性更加明显。声波和面波的干扰，尤其对弱反射界面其优越性更加明显。图图 同一界面的反射波振幅变化特征同一界面的反射波振幅变化特征第13页/共107页 多次覆盖观测系统介绍多次覆盖观测系统介绍水平叠加的概念：水平叠加的概念：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把
10、又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同激发点、不同接收点不同接收点上接收到的上接收到的来自同一反射点的地震记录来自同一反射点的地震记录进行进行叠加，这样可以压制多次波和各种随机干扰波，从而大叠加，这样可以压制多次波和各种随机干扰波，从而大大提高了信噪比和地震剖面的质量，并且可以提取速度大提高了信噪比和地震剖面的质量，并且可以提取速度等重要参数。宽角范围的观测系统与等重要参数。宽角范围的观测系统与多次覆盖观测系统多次覆盖观测系统结合使用是目前地震反射波法中使用最广泛的观测系统。结合使用是目前地震反射波法中使用最广泛的观测系统。共反射点示意图 第14页/共107页DDO64O58O4
11、12O316O220O124第15页/共107页 单边激发单边激发6 6次覆盖观测系统次覆盖观测系统多次覆盖的具体作法介多次覆盖的具体作法介绍在该观测系统中可用绍在该观测系统中可用下式计算炮点的移动道下式计算炮点的移动道数数 N为一个排列的接收道为一个排列的接收道数；数；n 是覆盖次数；是覆盖次数；d 是激发点间距是激发点间距(炮间炮间距距)；S 是一个常数，单边是一个常数，单边激激 发发S=1，双边激发双边激发S=2；x是检波距是检波距(道道间距间距)。（双边激发多次覆盖观（双边激发多次覆盖观测系统，三维观测系统）测系统，三维观测系统）第16页/共107页单边激发6次覆盖观测系统(N=24,
12、=2)第17页/共107页例:观测系统:道间距25米,炮间距50米,每炮96道,共10炮,总道数960道,单边放炮.(1)求覆盖次数.(2)测线长度不变,如何使覆盖次数增加一倍答案(1)24(2)炮间距减小一半,或者双边放炮等.注意:为了保持测线长度,当炮间距减小一半时,要适当增加炮数第18页/共107页 除正确地选用震源、仪器和合理地布置观测除正确地选用震源、仪器和合理地布置观测系统外，其它采集条件和工作参数的选择也很重要。系统外，其它采集条件和工作参数的选择也很重要。如如测线的布置，覆盖次数测线的布置，覆盖次数和和道间距道间距的确定以及的确定以及仪器仪器的增益、通频带的增益、通频带和和扫描
13、时间扫描时间等参数的选定等都会直等参数的选定等都会直接影响野外数据采集工作的质量。因此，一个新工接影响野外数据采集工作的质量。因此，一个新工区在进行正式工作之前，应作一定的试验研究工作，区在进行正式工作之前，应作一定的试验研究工作，对区内各种干扰波和有效波的分布特点进行研究，对区内各种干扰波和有效波的分布特点进行研究，分析各种波在时空域中的相对关系，以及它们在频分析各种波在时空域中的相对关系，以及它们在频率和视速度方面的差异。率和视速度方面的差异。三、影响数据采集的其它因素三、影响数据采集的其它因素第19页/共107页(1)增益输出信号与输入信号的振幅之比(2）道间距选择道间距大小的总原则为：
14、经过处理后能在地震剖面的相邻道上可靠地追踪波的同一相位，并且不出现空间假频（由离散序列所得到的频谱与原始频谱是不相等的,这种由连续信号离散化，导致离散前后频谱发生变化的现象，就为假频现象），根据采样定理有：实际工作中可由上式估算道间距的大小。为提高地震记录的横向分辨率，常采用小道距接收。（3）偏移距偏移距的大小直接影响了有意义的浅层反射波的覆盖次数，若太大，就不能保证有参考作用或主要目的浅层反射波达到最低要求的覆盖次数，甚至拿不到浅层记录，此外还有可能造成波的振幅和相位的较大变化以及波场复杂化等诸多问题，所以偏移距一般要求尽可能小。然而偏移距太小，波场受震源干扰严重（破坏区，塑性带,）实际中，
15、应兼顾各种矛盾，选择合适的偏移距。第20页/共107页两层模型的各种波分布两层模型的各种波分布距离距离(米米)（4）最佳时窗反射波地震勘探中，为了有效地避开面波，声波，直达波和折射波对有效反射波的干扰，可把接收地段选择在尽可能不受或少受各种干扰波影响的地段，这种最佳接收地段又称为“最佳时窗”.在最佳时窗内接收，可避开面波和折射波的干扰，此外，其反射波振幅随炮检距的增大而减小，可见，最佳时窗的选择关键在于选取接收排列的两个端点，即选择偏移距和最大炮检距。一般情况下，可通过展开排列法观测试验确定，或根据经验确定，即最大炮检距不应大于主要目的层埋深的1-1.5倍.第21页/共107页近炮检距30米左
16、右远炮检距V2V1，当入射波在当入射波在R2界面上的界面上的B点点产生折射时，则入射射线在产生折射时，则入射射线在界面处必须满足：界面处必须满足：和可导出水平三层介质的时距可导出水平三层介质的时距曲线方程为：曲线方程为：水平三层介质折射波时距曲线第31页/共107页(3)(3)多层介质多层介质只要各层介质的速度满足：只要各层介质的速度满足：第第 i 层界面上的折层界面上的折射波时距方程为：射波时距方程为：水平多层介质折水平多层介质折射波时距曲线射波时距曲线第32页/共107页2.2.倾斜界面的折射波时距曲线倾斜界面的折射波时距曲线在界面的下倾方向在界面的下倾方向(O1点激发点激发,M1O2段接
17、收段接收,相当于激发点相当于激发点O1为界为界面的下倾方向面的下倾方向,)观测，观测，折射波到达地面接收点折射波到达地面接收点O2的走时为：的走时为：从图中几何关系可知：从图中几何关系可知：倾斜界面折射波时距曲线倾斜界面折射波时距曲线第33页/共107页 将这些关系代入将这些关系代入t下的表达式，可得如下下的表达式，可得如下时距曲线方程式：时距曲线方程式：同理同理,若在若在O2激发激发,波到达测线上倾方向任意点波到达测线上倾方向任意点的时距曲线方程为：的时距曲线方程为：第34页/共107页倾斜界面的折射波时倾斜界面的折射波时距曲线特征讨论距曲线特征讨论倾斜界面折射波时距曲线倾斜界面折射波时距曲
18、线（1）上倾与下倾方向时）上倾与下倾方向时距曲线斜率不同距曲线斜率不同,其视速其视速度不同度不同,上倾方向视速度上倾方向视速度大于下倾方向的视速度大于下倾方向的视速度。（2）上倾与下倾方向观）上倾与下倾方向观测到的初至区距离和盲区测到的初至区距离和盲区大小不同，大小不同，在下倾方向接在下倾方向接收时，初至区距离和盲区收时，初至区距离和盲区较小，截距时间也要小些较小，截距时间也要小些。在上倾方向接收时，初至在上倾方向接收时，初至区距离和盲区要大些，截区距离和盲区要大些，截距时间也要大些。据此可距时间也要大些。据此可以判断界面的倾向。以判断界面的倾向。第35页/共107页（3）当 i+90 时若在
19、下倾方向接收，折射波射线将无法返回地面，这时盲区无限大。而在上倾方向接收，则入射角总是小于临界角，无法形成折射波。临界角临界角I I与界面倾角与界面倾角 的关系的关系第36页/共107页（4）上倾与下倾方向观测的视速度分别为：）上倾与下倾方向观测的视速度分别为：和（）（a）i=V*（b）i VZ的情的情况下），其形态如下图所示。况下），其形态如下图所示。变速层下部变速层下部具有均匀介具有均匀介质时的折射质时的折射波时距曲线波时距曲线 第42页/共107页4.4.隐伏层对折射波时距曲线的影响隐伏层对折射波时距曲线的影响 隐伏层是指初至折射波法不能探测到的地层根据其产生的原因的不同可分为两类.一类
20、是层状介质中的低速夹层,由于折射波形成的条件必须是下部介质的波速大于上覆介质的波速,因此在低速夹层的上界面不可能产生折射波而成为隐伏层。另一类是在层状介质中各层的波速虽然是逐层递增，符合折射波形成的条件，但下部介质中某层的厚度很小，所形成的折射波不可能出现在初至区，而是隐藏在续至区中难以识别，这种薄层也称为隐伏层。此外，还有介绍一下有关“屏蔽层”的概念。现分别讨论如下。第43页/共107页V2V3三层层状介质三层层状介质中含低速夹层中含低速夹层的折射波时距的折射波时距曲线曲线（1）层状介质中的低速夹层：）层状介质中的低速夹层：会把从时距曲线上求得的速度v3误作为v2来求界面深度第44页/共10
21、7页低速层的速度越小,或厚度越大时,影响也越大,产生的相对误差可达50%以上第45页/共107页（2 2）层状介质）层状介质中的隐伏中的隐伏“薄薄层层”所谓“薄层”，就是指各层速度的分布满足V1V2V3 Vn 的关系,但其中某层的厚度不大,使得它所产生的折射波不能在初至区出现.仍以三层介质为例进行讨论。三层介质中各种不同h2 2的时距曲线第46页/共107页5.5.透镜体和尖灭层对折射透镜体和尖灭层对折射波时距曲线的影响波时距曲线的影响存在低速透镜体的时距曲线存在低速透镜体的时距曲线存在间断低速层的时距曲线存在间断低速层的时距曲线第47页/共107页6.6.直立构造对折射波直立构造对折射波时距
22、曲线的影响时距曲线的影响垂直分界面上正、反折射波时距曲线垂直分界面上正、反折射波时距曲线第48页/共107页直立阶梯构造直立阶梯构造的正、反向折的正、反向折射波时距曲线射波时距曲线断层等构造形成一个断层等构造形成一个阶梯式的界面的情形：阶梯式的界面的情形：第49页/共107页三、反射波理论时距曲三、反射波理论时距曲线线1.1.水平界面的反射波时距曲线水平界面的反射波时距曲线反射波的时距曲线方程为：反射波的时距曲线方程为：上式可化为双曲线方程上式可化为双曲线方程:水平二层介质的水平二层介质的反射波时距曲线反射波时距曲线虚震源原理第50页/共107页to:自激自收时间;零炮检距时间;零偏旅行时当x
23、=0时将to代入时距曲线方程得：正常时差:任一接收点的反射波传播时间tx与它的t0时间之差，称为正常时差tn正常时差校正：从各接收点的时间减去相应的正常时差，则各点都变成了t0时间,即称这种时间上的校正，为正常时差校正，即NMO第51页/共107页 根据反射波时距曲线方程可求得其斜率的倒数根据反射波时距曲线方程可求得其斜率的倒数（即视速度）为：（即视速度）为：从该式可以看出，在震源点附近，视速度趋于无穷大.在离震源较远处，视速度趋于真速度V1(即直达波),曲线较陡。反射界面越深，视速度越大，时距曲线越平缓。视速度的变化是由于反射波到达各观测点的入射角不同引起的。浅,陡深,平缓交叉点偏移距太大,
24、第一、二层相互干扰第52页/共107页反射波折射波三类曲线的关系:直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线折射波时距曲线与反射波时距曲线相切直达波时距曲线与折射波时距曲线相交,交点为折射波超前直达波的时间折射波的交叉时(截距时间),永远大于反射波的零偏旅行时三类曲线的关系第53页/共107页2.2.倾斜界面的反倾斜界面的反 射波时距曲线射波时距曲线 倾斜界面反倾斜界面反 射波时距曲线射波时距曲线第54页/共107页由时距曲线方程可得倾斜界面的反射波由时距曲线方程可得倾斜界面的反射波时距曲线的极小点时距曲线的极小点坐标：坐标：式中式中 角可正可负，决定于测线的坐标方向与界面倾斜的相对关角可正可负，
25、决定于测线的坐标方向与界面倾斜的相对关系，系，当当X轴指向反射界面的上升方向轴指向反射界面的上升方向 取正号取正号，反之为负。，反之为负。在在X=0时，可以得到反射波返回震源的旅行时：时，可以得到反射波返回震源的旅行时：上式是反射波法求界面深度的基础。上式是反射波法求界面深度的基础。第55页/共107页利用倾角时差可求得界面的倾角利用倾角时差可求得界面的倾角 求 的方法是根据震源两边等距的两个观测点s1,s2的旅行时间差 td：td 称为倾角时差,如果两个测点之间距2x写成 x，则有：将时距曲线方程（）式作二项式展开，并略去高次项，可得注意，用S1,S2的反射波旅行时相减时，因为两点炮检距相同
26、，有ts1=t0+t,ts2=t0+t，所以相减后，正常时差抵消了，剩下的就是这两点之间的倾角时差。第56页/共107页水平多层介质的反射波时距曲线水平多层介质的反射波时距曲线水平多层介质的反射波时水平多层介质的反射波时距曲线仍为双曲线。其时距曲线仍为双曲线。其时距方程式为距方程式为:式中:3.3.多层介质的反射波时距曲线多层介质的反射波时距曲线均方根速度第57页/共107页速度术语及速度分析速度术语及速度分析第58页/共107页第59页/共107页例:已知模型如下图所示，求平均速度及均方根速度解:第60页/共107页4.4.断层和弯曲界面的反射波时距曲线断层和弯曲界面的反射波时距曲线（1 1
27、）断层附近的反射波时距曲线特征）断层附近的反射波时距曲线特征（2 2）弯曲界面的反射波时距曲线）弯曲界面的反射波时距曲线 断层附近的反断层附近的反射波时距曲线射波时距曲线反射波时距曲线与反反射波时距曲线与反射界面曲率的关系射界面曲率的关系第61页/共107页5.5.绕射波时距曲线绕射波时距曲线地层介质中可能的绕射点：断层的棱角点、地层尖灭点、地层介质中可能的绕射点：断层的棱角点、地层尖灭点、不整合面的突起点或侵入体边缘等岩石物性显著变化的地不整合面的突起点或侵入体边缘等岩石物性显著变化的地方。波的旅行时绕射波的走时由两部分组成：方。波的旅行时绕射波的走时由两部分组成：（1 1）入射波到达）入射
28、波到达A A点所需时间点所需时间（2）绕射波从）绕射波从A点到达点到达D点所需时间点所需时间绕射波传播的总时间t 为：绕射波及其时距曲线曲线的极小点在绕射点到地面的投影点位置，根据这一规律可以确定绕射点的位置第62页/共107页第三节第三节 资料处理及解释资料处理及解释一、折射波的资料处理和解释一、折射波的资料处理和解释（1）地震记录进行波的对比分析，从中识别并提取有效波的）地震记录进行波的对比分析，从中识别并提取有效波的初至时间、绘制相应的时距曲线；初至时间、绘制相应的时距曲线；（2）选取相应的方法进行解释工作。）选取相应的方法进行解释工作。定性解释定性解释(qualitative inte
29、rpretation)：定性解释主要是根据已知的地质情况和时距曲线特征，判别定性解释主要是根据已知的地质情况和时距曲线特征，判别地地下折射界面的数量及其大致产状下折射界面的数量及其大致产状，是否有断层或其它局部地质，是否有断层或其它局部地质体存在等，为选定定量解释方法提供依据。体存在等，为选定定量解释方法提供依据。定量定量(quantitative)解释：解释：定量解释则是根据定性解释的结果选用相应的数学方法或作图定量解释则是根据定性解释的结果选用相应的数学方法或作图方法求取各折射面的方法求取各折射面的埋深和形态参数埋深和形态参数。定性与定量解释是一相互交替和重复的过程。根据最终的解释定性与定
30、量解释是一相互交替和重复的过程。根据最终的解释结果构制推断地质图等成果图件，并编写成果报告。结果构制推断地质图等成果图件，并编写成果报告。1.1.折射波资料处理解释系统折射波资料处理解释系统 介绍介绍 第63页/共107页 折射波法资料处理解释系统流程框图折射波法资料处理解释系统流程框图第64页/共107页均衡道内均衡道内均衡是将记录道内的振幅能量进行动态平衡，以利于显示和后续处理。基本思想是将一道记录的振幅值在不同时间段内乘以不同的权系数，能量强的时间段上权系数小，能量弱的时间段上权系数大。结果，强波与弱波之间的能量相对差异会大为减少最终控制在一定的动态范围内。道间均衡道间均衡是解决道与道之
31、间能量不均衡的问题。其处理的思想与道内均衡一样，也是按不同权系数进行加权，能量强的道加权系数小，能量弱的道加权系数大第65页/共107页t t0 0 法求折射界面示意图法求折射界面示意图2.t2.t0 0差数时距曲线法求折射界面差数时距曲线法求折射界面 方法原理方法原理：剖面上任取一点剖面上任取一点D D，则在两条时距曲线，则在两条时距曲线上可分别得到其对应的走时上可分别得到其对应的走时t1 和和 t2 （）定义定义互换时互换时为为T：ab第66页/共107页若自D点作BC的垂直平分线DM（DM即为该点的深度h）于是有：第67页/共107页将公式中t1 和 t2相加，并减去式，再将式代入后可得
32、：上式便是任意点D的t t0 0 值公式，由此可得出D D点的折射界面法线深度h h为：（第68页/共107页令令则上式可写为：则上式可写为：（）第69页/共107页根据（）式，只要从相遇时距曲线上分别求出各观测点根据（）式，只要从相遇时距曲线上分别求出各观测点的的 t0 和和K值，就能求出各值，就能求出各点的界面深度点的界面深度h （1）、绘制）、绘制 t0曲线曲线 （2）、确定）、确定K值值关于关于K值的求取值的求取：根据斯奈尔定律可将根据斯奈尔定律可将K值表达式写成下列形式值表达式写成下列形式（）第70页/共107页为此引出差数时距曲线方程，并以（x）表示令 （x）=t 1 t 2+T
33、(2.3.8)对上式求导，可得:上式右边的两项时间对距离的导数分别为上倾和下倾方向时距曲线的斜率（即视速度的倒数）。根据视速度表达式（）式可得：（）将（）代入（）式，经变换可得:第71页/共107页于是可求得波速于是可求得波速V2为为:当折射界面倾角小于15时,可写成近似式:因此，只要根据（）式在相遇时距曲线图上构制（x）曲线，并求取其斜率的倒数 x/(x)，则根据（）式得出波速V2 进而从（）式中求得K值。第72页/共107页 t0(x)=t1+t2-T=t1-t（x）=t 1 t 2+T=t1+t如何构制如何构制（x x）曲线？曲线？由由t0(x)及及（x）的）的表达式得表达式得:由此可知
34、由此可知:t0(x)与与（x）曲线关于曲线关于t 1 对称。对称。第73页/共107页知道K值和各观测点的值t0之后，则可根据求出各点的界面深度h。然后，以各观测点为圆心，以其对应的h为半径画弧，可得出上左中所示的一系列圆弧,圆弧的公切线即为折射界面.第74页/共107页实测折射波时距曲线及其解释结果实测折射波时距曲线及其解释结果应用实例介绍：应用实例介绍：第75页/共107页二、浅层反射波资料的处理和解二、浅层反射波资料的处理和解释释1.1.浅层反射波资料的处理系统介绍浅层反射波资料的处理系统介绍（1 1）数据资料的输入和显示；）数据资料的输入和显示；（2 2）切除：顶部切除，底部切除；）切
35、除：顶部切除，底部切除；（3 3）静校正；）静校正；（4 4）频谱分析；）频谱分析；（5 5）抽道集、动校正和水平叠加；）抽道集、动校正和水平叠加；（6 6）速度分析；）速度分析；（7 7）数值滤波；）数值滤波；（8 8）偏移处理；）偏移处理；（9 9）时深转换。）时深转换。第76页/共107页中间放炮双边接收中间放炮双边接收(共激发点共激发点)的地震记录的地震记录第77页/共107页浅浅层层反反射射资资料料处处理理系系统统一一般般流流程程图图将整个剖面的地震记录将整个剖面的地震记录依次逐个输入计算机，依次逐个输入计算机，并将数据的格式和顺序并将数据的格式和顺序转换成和处理系统所要转换成和处理
36、系统所要求的格式相一致，才能求的格式相一致，才能进行其它各项处理。在进行其它各项处理。在输入地震记录以后，还输入地震记录以后，还应在微机屏幕上将其图应在微机屏幕上将其图形显示出来，以检查记形显示出来，以检查记录质量，并给处理方法录质量，并给处理方法提供依据。提供依据。对记录中一些干扰严对记录中一些干扰严重或无意义的记录段，重或无意义的记录段，以及工作不正常的地以及工作不正常的地震道，都应进行切除震道，都应进行切除（数值充零），以减（数值充零），以减小干扰，提高资料处小干扰，提高资料处理质量。理质量。第78页/共107页浅浅层层反反射射资资料料处处理理系系统统一一般般流流程程图图静校正：当地形起
37、伏较大，各接静校正：当地形起伏较大，各接收点和激发点不在同一水平面上收点和激发点不在同一水平面上或者表层介质速度变化较大时，都或者表层介质速度变化较大时，都将引起地震波走时的将引起地震波走时的“超前超前”或或“滞后滞后”，严重地影响地震资料的处，严重地影响地震资料的处理和解释的准确性。因此，必须对理和解释的准确性。因此，必须对地形起伏和表层速度变化引起的时地形起伏和表层速度变化引起的时差进行校正。差进行校正。频谱分析：用快速傅氏变换（FFT）的数学方法将时间域地震记录变换成频率域的函数。其中振幅随频率而变化的函数称之为振幅谱，相位随频率变化变化的函数称为相位谱，这一变换过程则称之为频谱分析抽道
38、集抽道集:由图所示的多次覆盖由图所示的多次覆盖观测系统可知，现场采集的观测系统可知，现场采集的资料是共激发点的地震记录，资料是共激发点的地震记录，而共反射点的记录是分散在而共反射点的记录是分散在各不同的地震记录，不便于各不同的地震记录，不便于进行动校正和水平叠加。为进行动校正和水平叠加。为此，必须先将各共反射点的此，必须先将各共反射点的记录道从共激发点的记录中记录道从共激发点的记录中逐一的抽出来并按一逐一的抽出来并按一定的顺序构成新的共反射定的顺序构成新的共反射点道集（又称点道集（又称CDP道集）。道集）。第79页/共107页浅浅层层反反射射资资料料处处理理系系统统一一般般流流程程图图将各共反
39、射点的记录道从共激发点的地震记录道中逐一抽出来并按一定顺序构成新的共反射点道集（又称CDP道集）。用快速富氏变换（用快速富氏变换（FFT）的数）的数学方法将时间域的的地震记学方法将时间域的的地震记录变换成频率域的函数。其录变换成频率域的函数。其中振幅随频率变化的函数称中振幅随频率变化的函数称之为振幅谱，相位随频率变之为振幅谱，相位随频率变化的函数称为相位谱，该变化的函数称为相位谱，该变换过程称为频谱分析。换过程称为频谱分析。数值滤波：是突出有效数值滤波：是突出有效波，压制干扰波的重要波，压制干扰波的重要手段之一。数值滤波可手段之一。数值滤波可分为频率域滤波、时间分为频率域滤波、时间域滤波、波数
40、域滤波、域滤波、波数域滤波、空间域滤波；一维滤波空间域滤波；一维滤波二维滤波（时空域、或二维滤波（时空域、或频率频率-波数域进行）；高波数域进行）；高通滤波、低通滤波、带通滤波、低通滤波、带通滤波等。通滤波等。视速度滤波它是根据反射波和干扰波速度不同，来去除干扰波突出有效波的。由于视速度所以它又称为(f,k*)滤波，简称(f,k)滤波。第80页/共107页多次覆盖观测系统示意图多次覆盖观测系统示意图第81页/共107页(1)共反射点道集与共激共反射点道集与共激发发点道集及其时距曲线点道集及其时距曲线共反射点的时距曲线方程为：共反射点的时距曲线方程为：共反射点道集及其时距曲线图共反射点道集及其时
41、距曲线图上式与第二节所学的反射波理论时距曲线具有相同的形式，但两者的含意完全不同，第二节所学的可以认为是CSP（共炮点）道集时距曲线，而此处的是CDP（共反射点）道集第82页/共107页(2)动校正与水平叠加动校正与水平叠加 在中心点自激自收的记录道通常也称为零偏移距的地震记录。在中心点自激自收的记录道通常也称为零偏移距的地震记录。将将CDP道集中各不同偏移距的记录变换成零偏移距记录的处理道集中各不同偏移距的记录变换成零偏移距记录的处理称之为动校正（或正常时差校正称之为动校正（或正常时差校正 normal moveoutcorrection），），其叠加处理又称水平叠加。其叠加处理又称水平叠加
42、。动校正和水平叠加示意图动校正和水平叠加示意图第83页/共107页(3)速度分析速度分析双曲线旅行时方程在双曲线旅行时方程在t2-x2平面上的显示平面上的显示速度分析的过程其实就是找最佳动校正速度的过程a.常规速度分析是建立在双曲线假设的基础上的。双曲线旅行时方程在t2-x2平面上是线性的，t为双程旅行时，x为炮检偏移距。在给定的反射面上零偏移距时间和叠加速度，可由平面上最佳拟合旅行时拾取的直线估算得到。第84页/共107页b.第二种估算NMO速度的方法，是对一个CMP道集用某一范围的常速值进行不同的NMO校正，然后把每次得到的图像并排显示，把随偏移距变化的时间同相轴拉平效果最好的速度选择为N
43、MO速度。也可以在直线的一段上用一系列的常速值进行叠加，不同的速度，叠加成不同的叠加图像，称为常速叠加（CVS）图像。从CVS图像中取出获得最理想叠加的速度为叠加速度。（a）NMO速度为速度为2264m/s的的单个同相轴单个同相轴CMP集；（集；（b）用合适的用合适的NMO速度得到的速度得到的动校道集；动校道集；（c）采用的速度过低）采用的速度过低（2000m/s），得到的），得到的校正校正过头过头；（；（d）采用的速度过）采用的速度过高（高（2500m/s），得到的），得到的校校正不足正不足第85页/共107页c.第三种常用的速度分析技术，它是建立在速度谱计算上的（Taner和Koehler
44、，1969）。对某一给定的回声时间t0，按一定的速度步长计算反射波时距曲线（双曲线），据此曲线在共炮点道集或共中心点道集各道上取值并叠加，计算叠加振幅。若某个速度所对应的曲线正好与该t0时刻的反射波同相轴一致，则叠加时会同相叠加，叠加振幅值为极大。因此，通过检索所有计算出的叠加振幅值，找出最大值所对应的速度即为此t0时刻的速度。a-CMP道集；由该道集；由该CMP道集计算的速度谱的两种显示方道集计算的速度谱的两种显示方式：式：b-并列曲线图并列曲线图 C-等值线图等值线图第86页/共107页(4)偏移偏移(migration)与偏移与偏移处理处理水平叠加剖面是进行地质解释使用最大量、最广泛的基
45、础资料。一般来说，它可以大致反映地下构造形态，但是水平叠加剖面也存在许多问题。a.在界面倾斜情况下，我们按共中心点关系进行抽道集，动校正，水平叠加。实际上是共中心点叠加而不是真正的共反射点叠加。这会降低横向分辨能力。同时，水平叠加剖面上也有在绕射波没有收敛，干涉带没有分解，回转波没有归位等问题。b.叠加剖面总是把界面上反射点的位置显示在地面共中心点下方的铅垂线上，当地层水平时这种显示方式是与实际情况符合的，但当地层倾斜时，反射点位置就偏离了共中心点下方的铅垂线，对单次覆盖剖面也存在这样的问题，即界面倾斜时，反射点并不位于炮-检中点的正下方.因此，在水平叠加时间剖面上显示出来的反射点位置是沿地层
46、下倾方向偏离了反射点的真实位置的，这种现象称为偏移。地震剖面的偏移归位，就是把水平叠加剖面上偏移了的反射层，进行反偏移，使地层的真实位置形态得到恢复，现在常常把这一工作也称为偏移。目前大量偏移方法是针对第二个问题进行的，即利用已经得到的水平叠加剖面资料作为原始资料进行各种偏移处理。因为所用资料已进行了共中心点叠加，所以第1个问题已经存在，而且不能解决，这种办法称为叠后偏移。另一种办法是从最原始的野外资料开始，进行真正的偏移叠加，它有可能解决1,2两种问题，这种做法称为叠前偏移，但工作量比叠后偏移大得多。第87页/共107页 偏移处理的效果偏移处理的效果 （1）偏移前的水平叠加剖面）偏移前的水平
47、叠加剖面，（，（2）偏移剖面）偏移剖面偏移处理效果示意图偏移处理效果示意图倾斜界面的倾斜界面的偏移失真偏移失真第88页/共107页(5)时深转换时深转换 水平叠加剖面，以及偏移等都是以时间为纵轴绘制的，只能起到一些参考作用，实际应用的时候必须用到深度剖面，这个问题在下面再详述，对于不同的测线与地面，以及界面的关系，有多种计算方法。第89页/共107页2.2.浅层反射波法资料的解浅层反射波法资料的解释释（1 1）时间剖面的表示形式）时间剖面的表示形式地震时间剖面实例地震时间剖面实例第90页/共107页（2）反射波的对比和识别 在时间剖面上一般反射层位表现为同相轴的形式。同相轴:地震记录上各道振动
48、相位相同的极值（俗称波峰或波谷）的连线称为同相轴。在解释地震勘探资料时，常常根据地震记录上有规律地出现的形状相似的振动画出不同的同相轴，它们表示不同层次的地震波。一、波的对比a.强振幅特性由于野外采集和室内处理已采取了许多增强信噪比的措施，所以有效波的能量一般都大于干扰波的能量，反射波以较强的振幅出现。b.波形相似性和同相性由于震源所激发的振动子波是基本相同的，同一界面反射波传播的路径基本相近，传播过程中所经受的地层吸收特征也是相近的，所以同一反射界面的反射波在相邻地震道上的波形相似，包括周期，振幅包络形状等。地地震震时时间间剖剖面面实实例例第91页/共107页二、多次波和特殊波的识别特殊波是
49、指断面波，绕射波和回转波。这们在特定的地质条件下产生，识别这些波，有助于对剖面进行地质解释。a.a.多次波多次波与绕射波，断面波不一样，不能用于研究复杂的地质现象，还有可能造成地质假象.b.b.断面波断面波断断面面波波当断层的断距较大，断层面两侧的岩层波阻抗有明显差别时，而且断面又比较光滑时（不光滑散射），断层面本身就形成一个反射界面，在这种断层面上产生的波就称为断面波。断面波也是一种反射波，断面波的同相轴也较陡。如果有断层，有的情况会出现，反射绕射断面波绕射的波动图象。第92页/共107页直立断层模型直立断层模型的绕射波同相轴的绕射波同相轴实际地震剖面上实际地震剖面上断点的绕射波断点的绕射波
50、c.c.绕射波绕射波水平叠加时间剖面上的几何形态为双曲线，（反射波没处理时也是双曲线，但是处理后，呈水平或其它界面相关的形态）.绕射波在绕射点能量最强，然后向两侧变弱，振幅的强弱还决定于绕射点两侧岩性的差异，差异大振幅强，反之则弱，另外决定于接收点与绕射点的相对位置，接收点在绕射点的正上方，能量强，接收点远离绕射点，能量则弱。断点产生的绕射波，内半支部分因为有反射存在，所以被强的反射波淹没，记录上不明显，而外半支表现明显。第93页/共107页回转波在凹界面产生.回转波的特点：1.只在水平叠加剖面上，或共炮点记录上可以看到，偏移叠加剖面上看不到回转波.2.在剖面上主要表现为蝴蝶结状同相轴交叉。3