地球物理勘探(总结).docx

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1、地球物理勘探(总结)第一章地震波传播的基本原理第一节地震波的基本概念一：振动：介质中的质点离开其平衡位置的往返运动。波动：振动在其介质中传播的经过。弹性：物体在外力作用下发生了形变，当外力去掉以后，物体就立即恢复其原状。弹性体:具有弹性的物体叫做弹性体；塑性：物体在外力作用下发生了形变，当外力去掉以后仍然保持其受外力时的形状。塑性体:具有塑性的物体叫做塑性体；弹性波:振动在弹性介质中传播就构成了弹性波；注意:弹性理论已证实,很多固体包括岩石在内,当受力较小、变形较小、作用时间较短时均可看成是弹性体。地震波本质上就是一种在岩层中传播的弹性波。以炸药为震源激发地震波的经过毁坏圈:在炸药包附近,强大

2、压力岩石的弹性极限;塑性带:离开震源一定距离,压力岩石的弹性极限;弹性形变区:远离震源一定距离,压力视速度:地震波沿非射线传播的速度,常用v*表示.出射角:指射线与地平面法线间的夹角,常用表示.表示视速度与真速度之间的关系，叫做视速度定理。v*=v/sin其中:v*为视速度,v为真速度,为出射角。主要特点1)当90o时,波前垂直于测线,v*v;2)当0o时,波前平行于测线,v*;3)当0o2.把由震源发出的波传播到两种介质的分界面，再由分界面的透射产生的波叫做透射波。透射定律1)内容入射线、透射线位于反射界面向的两侧，入射线、透射线和法线同在一个平面内；入射角,透射角及介质两侧的速度存在关系：

3、2)地质意义由透射定律就能确定出透射波的传播方向。透射系数1)一般的定义3)结论A.透射波构成的必要条件：即透射波产生在速度不同的分界面上。B.透射波能量与波阻抗之间的关系：反射强，则透射弱；反射弱，则透射强。折射波勘探特点：利用折射波传播时间中的信息计算浅层低速带的厚度及速度。4.当地震波的入射角大于临界角时，入射波的全部能量都转换为反射波，这种现象叫做波的全反射。在地震勘探中，波的全反射现象就是地层的屏蔽“现象，它给地震勘探带来宏大的困难。地质意义炮检距大于折射波盲区范围就接收不到深层的反射波。5.地震波的种类波前形状:球面波、柱面波、平面波;质点振动方向:纵波、横波;传播空间:体波、面波

4、;传播途径:反射波、透射波、折射波、直达波等;改变类型:同类波、转化波;所起的作用:有效波、干扰波和特殊波。纵波P波：质点的振动方向与波传播方向平行或一致的波。横波S波：质点的振动方向与波传播方向垂直的波。横波分为两种形式：质点的横向振动发生在波传播方向的水平面内。质点的横向振动发生在波传播方向的垂直平面内。体波：指在整个立体空间传播的波。面波：指在自由外表或不同弹性介质的分界面附近观测到的波。沿地面传播的面波叫瑞利面波，也叫地滚波。地滚波质点的运动轨迹是通过传播方向的铅直面内沿椭圆轨迹倒转运动；地滚波的能量随离开界面的距离加大而迅速衰减。同类波：与入射波性质一样的波。转换波：与入射波性质相反

5、的波。有效波：地震勘探中所利用的波干扰波：地震勘探中阻碍我们记录有效波的其它所有的波。第二章地震波运动学基础第一节地震反射波的时距曲线一、一个分界面情况下反射波的时距曲线同相轴:地震记录上,同一个波的一样极值相位的连线。时距曲线:同相轴在相应的直角坐标系中所对应的t(x)曲线。时距方程:描绘时距曲线的数学表达式。时距曲线的应用?有利于区别不同类型的波。?有利于了解地下的构造形态。?有利于进行数据处理中的动校正处理。水平界面的共炮点反射波时距曲线方程虚震源：过震源作界面的垂线并延长，再过反射线的反方向延长，两条延长线的交点O*称为虚震源。倾斜界面的共炮点反射波时距曲线方程极小点的位置：始终位于相

6、对炮点的上倾方向，虚震源在地面的投影位置。共炮点反射波时距曲线的地质意义1根据水平反射界面的时距曲线能够求h:当V已知时，2根据倾斜反射界面的时距曲线能够求界面的倾角、倾向和埋深:A.由极小点坐标求界面的倾角和埋深:当测线垂直于构造走向时，B、由极小点位置求界面的倾向:由于极小点位置始终位于相对炮点的上倾方向；所以知道极小点的位置也就知道界面的上倾和下倾方向。二、多层介质情况下反射波的时距曲线平均速度的定义:Vav就是波在垂直层面的方向旅行的总时间除这组地层的总厚度引入平均速度的意义:它是把层状介质简化成均匀介质的条件。A.多层介质反射波时距曲线近似为双曲线;B.在X=0附近,用平均速度将多层

7、介质简化成均匀介质的精度最高。第二节折射波时距曲线?作出一个等效界面，使这个等效界面的一次反射波相当于原来界面的全程二次屡次波；?用等效界面的法线深度h、倾角写出它的一次反射波时距曲线方程；找出h、倾角与h、之间的关系，再代回到等效界面一次反射波时距方程中；二、绕射波的时距曲线?概念地震波在传播经过中，由岩性的突变点为新的震源而发射出的球面波叫做绕射波。?绕射波构成的条件:存在岩性的突变点、研究特殊波的地质意义?有利于区别有效波和干扰波?有利于研究复杂地质构造第三章地震波的动力学特征第一节地震波的频谱很多谐波能合成一个复杂的脉冲信号；同时一个复杂的脉冲信号也能分解成不同参数的简谐波。分解、合成

8、的经过即为频谱分析，在地震勘探中，我们是利用付氏变换来完成的。地震波频谱:组成地震波所有的谐波分量的各自的A、W、总和。地震波的频谱分析:在地质勘探的数据处理中，利用付氏变换对振动信号进行分解并对它进行研究和处理的一种经过。地震波频谱的特点3.反射波的频谱与反射界面的构造有关界面的数量、界面之间的厚度、反射系数的大小和符号等。4.反射波的频谱与激发和接收条件有关岩性、爆炸深度、炸药量大小；检波器的频率特性、组合检波的频率特性、地震仪器的频带宽度。频谱分析的意义1.通过地震波频谱特征的比拟，能够分辨各种类型的波动，区分有用信号和噪音。2.地震波频谱作为一个重要的地震波动力学信息，能更好地揭示出地

9、下地层的性质及可能的含油气情况。第二节影响反射波振幅的因素影响反射波振幅的种类激发条件：大地滤波：地震波在介质中传播经过中所遭到的影响。接收条件：影响反射波振幅的主要因素一波前扩散指地震波在介质中，由震源向四面八方传播，随着距离的增加分布的波前面面积越来越大的这种现象。波前扩散使反射波振幅随传播距离的增大而逐步变弱。球面扩散均匀介质中的波前扩散。即振幅随传播距离的增加而呈线性衰减，而能量密度随传播距离平方的增大而减小。二吸收衰减波的吸收:指由介质的非完全弹性引起地震波振幅衰减的现象。吸收的一种表达形式是振幅随距离的衰减：吸收系数:用以描绘波的吸收衰减程度的一个物理量,表示单位长度的吸收量。常用

10、(f)表示。吸收的另一种表达形式是振幅随时间的衰减：.吸收系数的主要特点1与岩石的性质有关一般表层疏松的近代沉积的岩石对波的吸收大；而坚硬致密的岩石对波的吸收小。2随反射波的频率而变地震波在地质介质中传播高频成分容易衰减，低频成分变化缓慢。.吸收系数的地质意义1可作为一种振幅的补偿因子。2可作为一个地震波动力学信息，用于判别地下岩石的性质。三透射损失确定某个界面的反射波能量时，波透过上覆界面所造成的能量损失叫做透射损失。2.波的双程透射系数Dn就是地震波经过n个中间界面的透射损失所引起的振幅衰减因子。由Dn计算出中间界面透射损失引起的衰减因子，进而能算出地震振幅衰减的大小。当R0.01时，算出

11、D0=0.9999则振幅衰减为:1-0.9999=0.00001当R0.2时，算出D0=0.96则振幅衰减为:1-0.96=0.04Dn大，表示透射损失小。定性结论1)只要有反射界面，就一定存在波的透射损失。2)一般来讲，反射强，透射就弱；反之亦然。3)透射损失与Ri和反射界面的数目有关。4)一般情况下，透射损失能够忽略不计。5)一般“周期型地层造成较大的透射损失；“过渡型地层透射损失较小。“周期型“地层指地层剖面由很多反射系数较大的明显的分界面组成；“过渡型地层指地层剖面由很多反射系数较小的不明显的分界面组成。四入射角的变化定性结论1)反射系数与入射角有关；2)反射系数曲线的形状与界面两边介质的波阻抗和各种弹性参数有关；3)利用振幅随炮检距也就是入射角的变化能够估算介质的泊松比进而推断介质的岩性。4)当接收长度较大时，不能忽略入射角变化对振幅的影响。五反射界面形态产生的聚焦和发散1)反射界面向下凹时，地震反射波的振幅加强；2)反射界面向上突起时，地震反射波的振幅减弱。第三节地震波的分辨率纵向分辨率:指在纵向上能分辨岩性单元的最小厚度。横向分辨率:指在横向上能确定特殊地质体的大小、位置和边界的准确程度。分辨率的意义1)分辨率越高，研究地下地质构造越仔细；2)对地震解释人员来讲，知道所用地震资料的分辨率，就能做到解释时心中有数。纵向分辨率横向分辨率