地震勘探原理及资料解释_第1章_地震勘探的理论基础_动力学简介

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1、地震勘探简介地震勘探：以不同岩（矿）石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波在地下岩层中的传播规律，借以实现地质勘查找矿目的的物探方法。应用领域：主要用于油气田、煤田地质构造的勘探，地壳测深，工程地质勘察等。地震勘探的分支方法：折射波法；反射波法；透射波法；面波法；‥‥等。地震勘探技术的流程：理论研究；野外资料采集；室内数据处理；地震地质解释；‥‥等。地震反射波勘探的基本原理在地表附近激发的地震波向下传播，遇到不同介质（地层）分界面产生向上的反射波，检测、记录地下地层界面反射波引起的地面振动，可以解释推断地下界面的埋藏深度，地层介质的地震波

2、传播速度、地层岩性、孔隙度、含油气性等。最简单的是根据反射波到达地面的时间计算地下界面的深度，基本公式为：反射波法的主要优点是：在一定的条件下，可以查明从地表到地下数千米的整个地层剖面内各个构造层的起伏形态，甚至是地层岩性特征。地震反射波勘探的基本原理地震勘探原理示意图地震反射波勘探的基本原理在地表一点激发地震波，并且接收来自地下界面的反射波，这种工作方式被称为自激自收。12345678910砂岩泥岩灰岩界面1界面2地面检波器地震勘探原理示意图xzxt12345678910r1r2界面上法向入射地震波传播理论地震勘探是以认识地下的地质结构为目

3、的，以研究地震波在介质中的运动形式和传播规律为基本内容的勘探方法。地震波的传播规律就是能量在介质中的传播规律，表现为波函数的振幅、频率、相位等属性在传播过程中的变化，称为地震波的动力学特征，是地震学和地震勘探的理论基础。脉冲地震波到达介质空间各点的旅行时间是空间位置的函数，传播时间与空间位置的关系，称为地震波的运动学特征，是地震波动力学的简化，具有非常重要的实际意义。早期的地震勘探技术基本上可以认为，运动学特征是地震波对地质体的构造响应，而动力学特征则更多的反映地质体的岩性特征，有时也反映地质体的结构特征。地震勘探的方法和技术是在运动学理论的

4、基础上建立和发展起来的，在很长的一段时间内，动力学特征只被定性地利用，起辅助的作用，这与地震勘探技术水平（包括野外资料采集仪器和室内数据处理设备）和石油勘探对地震技术的要求等因素有关。在早期，地震勘探采用光点和模拟磁带地震仪采集数据，在地质构造相对简单的地区寻找构造圈闭，仅用地震波的运动学特征就可以胜任。近期的地震勘探技术20世纪70年代以后，石油勘探面临的任务是复杂地表和/或复杂构造探区，以及各种复杂油气藏（如地层、岩性油藏），运动学理论无法正确解释复杂地质条件下的波场，更无法根据时间场预测地层岩性特征，这就需要利用地震波的动力学特征，与此

5、相适应，野外数字记录和室内数字处理技术的推广也为地震波动力学信息的应用提供了可能。这种必要性和可能性的结合，促使地震波动力学理论的实际应用有了飞速的发展，这些进展中最有代表性的是亮点技术、波动方程偏移、波阻抗反演、地震模拟等。地震勘探因此从单纯的构造研究过渡到研究岩性、岩相甚至直接找油的新阶段。第1章地震波动力学简介完整的地震波传播理论包括介质的弹性性质及波在介质中的传播规律两部分。由于实际介质的复杂性，研究中都是采用简化模型，随着研究的深入，简化模型的复杂程度越来越高，越来越趋近于真实介质。波的运动规律与介质结构和性质之间有着内在的联系。为

6、探测地下介质（地层）的结构和性质，研究地震波在其中传播的基本物理原理是必要的，包括研究地震波的激发、形成、传播、分裂、转换、吸收衰减等一系列的特点，为正确地运用地震资料解释地下的地质结构奠定必要的理论基础。Dynamics/kineticsofseismicwave地震波动力学简介地震波动力学是指研究地震波的振幅、频率、相位等属性参数在传播过程中动态变化规律的科学。是描述地震波传播的完整理论，是地震学和地震勘探等领域的理论基础，也称波动地震学。内容提要§4.1弹性理论概述§4.2地震波的类型§4.3地震波的描述§4.4地震波的传播§4.5岩石

7、介质的地震波速度§4.1弹性理论概述主要内容§4.1.1地震介质的概念§4.1.2应力与应变§4.1.3弹性参数§4.1.4波动方程§4.1.1地震介质的概念地震勘探中将地层叫做介质。由于地震勘探是研究人工激发的地震波在岩层中的传播规律来探测地下地质体的的存在和确定岩土物理力学参数的地球物理方法，它的地球物理前提是岩矿石间的弹性差异，因此需要研究介质的弹性性质。介质:media弹性:elasticity弹性的:elastic1.弹性介质与粘弹性介质固体力学中指出：任何一种物体受外力作用后，其内部质点就会产生相互位置的变化，使固体的体积大小和形

8、状发生变化，统称为形变。外力取消后，由于内力作用，固体恢复原来状态的这种性质称为弹性，保持形变状态的性质称为塑性。地震勘探的实际介质大多是固体，按照在外力作用下的形