地球物理勘探第五章-地震勘探.ppt

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1、第五章地震勘探勘探地震学是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质、环境地质问题的一门学科。勘探地震学是为寻找石油、天然气而发展起来的，世界上绝大多数油气田都是先由地震工作找到构造，再由钻井发现的。目前世界上还没有一种探测方法能像勘探地震学那样对地下介质作出整体的精确而详细的三维描述。人们最早研究的是天然地震，公元132年，东汉张衡发明了世界上第一台地震仪。地震勘探方法分类：在地震勘探中，根据地震波的类型不同可以分为纵波、横波和面波勘探根据地震波传播特点不同又可以分为反射波法、折射波法和透射波法等几种不同的勘探方法根据探测对象和应用目的的不同，分为浅层地震勘探和

2、中深层地震勘探。一、地震波的类型地震勘探中由人工激发产生的地震波有两种类型：体波和面波。§5.1理论基础【体波】体波是在弹性介质内部向四周传播的波。纵波：是质点振动方向与波的传播方向相同的波(P波）；横波：是质点振动方向与波传播方向垂直的波（S波）。纵、横波的传播（Vp>Vs）(a)纵波的传播(b)SH波的传播(c)SV波的传播【面波】面波只在两种介质的界面传播。瑞雷波：沿自由表面(介质与大气层的界面)传播的波；二、描述地震波的常用术语弹性介质、塑性介质、弹性模量、波前、波后、波面、振动图、波剖面图、振幅、视速度勒夫波：在低速岩层覆盖于高速岩层的情况下，沿两岩层界面

3、传播的波。弹性介质：在外力作用下，物体的体积或形状会发生相应的变化，当外力去掉后，物体又恢复到原来的状态，这种特性称为弹性。塑性介质：若外力去掉后，物体不能恢复原状，而是保持受外力作用时的状态，这种特性称为塑性。弹性模量：描述应力和应变关系的参数。波前：介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组成的面叫波前。波后：把某一时刻介质中所有刚刚停止振动的点连成的曲面。波面：介质中同时开始振动的各质点所组成的曲面。振动图：在某一确定的距离观察该处质点位移随时间变化的图形，称之为振动图。它表示的是地震波随时间的变化规律。波剖面：在某一确定的时刻观察质点位移随波传播距离变化的图形，称之

4、为波剖面。它表示振动与空间的关系。视速度定理视速度真速度所以为平面波波前与地面的夹角视速度示意图三、地震波的反射和折射假设存在着两种岩层，上部岩层密度为ρ1，波传播速度为V1；下部岩层密度为ρ2，波播速度为V2。这种具有波阻抗差异的界面称为反射界面。当入射角增大至某一角度时，会使透射角=90°，透射波在下层介质中以速度V2沿界面滑行，这种沿界面滑行的透射波又称为滑行波。此时的入射角称为临界角。折射波射线是以临界角出射的一簇平行线，其中第一条射线AS1又是以临界角出射的“临界”反射波射线。S1是折射波出现的始点，在区间OS1内不存在折射波，该区间称为盲区。折射波形成的

5、基本物理条件是：界面下介质的波速大于上覆介质的波速；波以球面波入射；入射角等于临界角。四、有效波和干扰波用于解决所提出地质问题的波称为有效波，而所有妨碍分辨有效波的其它波都属于干扰波。无论何时，爆炸引起的声波，风吹草动、机械、车辆等形成的微震都属于干扰波。地震波遇到良好的弹性界面时，不仅能形成一次反射，而且能再次反射，形成多次反射波。分辨和压制多次波是地震资料处理和解释中的重大课题。O为震源，在测线上用检波器接收地震波。每道记录都有一些振幅增大的地方，反映了传播路径不同的波到达。找出各道记录振幅最大的点，将这些点连接起来，就构成了该种波的同相轴。这些同相轴反映了炮点

6、至检波点的距离x与波到达各检波点的旅行时t之间的函数关系，即称为时距曲线。§5.2地震波时距曲线一、直达波时距曲线二、反射波时距曲线若反射界面为倾斜的平界面，则其反射波时距方程为三、折射波时距曲线水平多层介质的折射波时距曲线，界面埋藏愈深，该界面的时距曲线愈平缓。§5.3地震仪器和地震勘探工作方法地震仪器是获得地震记录必不可少的工具。它包括震源、地震仪和地震车，其中地震仪包括检波器、放大器和记录器。一台地震仪大多有很多道(如6、12、24、48道甚至更多)。浅层地震仪有48道，主要用于解决水文地质、工程地质和浅层勘探等问题。一、地震勘探工作方法地震勘探可分为路线普查

7、、面积普查、面积详查和构造细测四个阶段。各阶段的地质任务不同，测网密度或测线上炮点的距离也不同。主测线应尽可能垂直于预测构造的走向，测线间距以不漏掉次级构造为原则。1、反射波法观测系统：炮点和检波点之间的相互位置关系。炮点炮检距炮间距排列长度反射波法常用的是多次覆盖观测系统。2、折射波法常用的是相遇时距曲线观测系统。时距曲线S1和S2是分别在O1和O2激发时得到的，反映界面的BD和CA段，其中BC段是被重复覆盖的地段。利用互换时间相等，可对这两条时距曲线进行解释，将提高解释的可靠性。§5.4地震资料的处理常规水平叠加资料处理流程图对野外取得的地震资料必须进行加工