地震映像法及其应用
第32卷第6期物探与化探Vo.l32,N o.6 2008年12月GEOPHY SI CA L&GEOCHE M ICAL EX PLORAT I ON D ec.,2008
地震映像法及其应用
王治华1,仇恒永2,杨振涛1,夏学礼2
(1.上海市地质调查研究院,上海200072;2.安徽省地质矿产勘查局第一水文地质工程队,安徽
蚌埠233000)
摘要:简述了地震映像法的特点,并列举了在各种浅部不均体探测中的应用实例,指出了提高其应用效果,拓宽其应用领域应研究的问题。
关键词:地震映象;浅部不均匀体;散射波
中图分类号:P631.4文献标识码:A文章编号:1000-8918(2008)06-0696-05
地震映像法是近10年来用于探测浅部介质中纵、横向不均匀体(构造、洞穴、障碍物、非金属管道、岩溶、土坝中白蚁巢及空洞、地裂缝与疏松带、滑坡体等)的有效方法。它不同于常规地震勘探中的折射波法及反射波法有明确的勘查目的层(速度界面、波阻抗界面)。实质上,它采集的是近震源处的弹性波场,在采集的炮记录上能识别的地震波形有直达波、瑞雷面波、绕(散)射波、转换波,在特殊情况下也能采集到反射波;但它和共偏移距反射波法虽在采集方法上是相同的,却有着本质的区别。共偏移距反射波法在进行正式数据采集前要进行干扰波调查,确定浅层反射波的最佳接收窗口,然后确定偏移距,以共偏移的采集方式采集某一目的层的反射波。共偏移反射波法有明确的勘查目的层及它必须严格遵循浅层反射波的最佳接收窗口技术,是它和地震映像法的根本区别。由于在地震映像图上直达波、面波、绕(散)射波、转换波的干涉现象十分常见,这给波的识别带来困难,目前对复杂波场中各种波的识别尚主要应用波的动力学特征(振幅、相位、频率),并应用这些特征解释勘探剖面下纵、横向的不均匀体。概括起来该方法有以下特点:数据采集方法简单,共偏移距单道(或2~3道)采集,施工人员需要2~3人即可,具有很高的工作效率;采用小偏移距、小道距采集,地形的影响很小,适用于各种复杂的工作环境;在近震源的面波区采集,锤击震源即可采集到能量较强的弹性波;和常规地震勘探中的反射波法和折射波不同,地震映像法对地下三度体也可探测,可解决常规地震勘查方法解决不了的问题;它主要应用弹性波的动力学特征对波场进行解释,没有繁杂的资料处理流程,是一种能适应各种工作环境、简便、快速的工程物探勘查手段。
1应用实例
1.1构造勘查
在地形复杂、松散沉积层覆盖较薄(小于30m)的山区进行地质构造勘查的常用方法是折射波法勘探,但地震映像法也能取得较好的效果。图1是在浙江隧道勘查中的地震映像,图中在桩号100处其波动场特征和两侧明显不同,表现为面波相位发育,后经钻孔验证,该处为一断层破碎带。应当指出,在地震映像图上可以解释断层破碎带的平面位置,至于其埋深、性质等无法提供确切的解释。仅是一种定性、快速的普查方法。它和折射波法相结合在山
区进行构造和破碎带勘查应是行之有效的。
图1断层破碎带处的地震映像
1.2洞穴调查
安徽黄山的花山、烟山一带有数十处洞窟,已开发的花山迷窟成为千古之谜、具有很高的研究和旅游价值,为了调查其他尚未开发洞窟的规模,开发旅游资源,笔者曾采用地震映像法进行过调查。图2a
收稿日期:2007-01-30
6期王治华等:
地震映像法及其应用
a )无洞窟山体地震映像;
b )有洞窟山体地震映像;
c )已知洞窟边界处的共炮点记录
图2 安徽黄山谜窟地震映像
是山体下没有洞窟的地震映像,图2b 是有洞窟存在的地震映像。对比可见,在无洞窟山体处的地震映像图上直达波、面波相位没有畸变,也无特殊波出现,表明被勘查山体的介质是相对均匀的。而在有洞窟存在的山体下地震映像图上散射波十分发育,为了确定洞窟的边界,还在已知洞窟处采集了共炮点记录(图2c)。从图2c 可见,在第8道处,面波突然中止,而该处也正是洞窟的边界,选译地震映像法和共炮点采集相结合,成功地圈定了山体下洞窟的边界,并计算出其大致的面积,为旅游开发提供了充足的依据。
1.3 隐伏岩溶勘查
隐伏岩溶勘查长期以来是工程物探研究的主要课题。实践已表明,地震映像法是快速普查勘查区内隐伏岩溶的较好方法:一是因为它的方法特点,可快速进行普查,确定详细勘探的靶区;二是它解释地下是否赋存岩溶发育带的结果是可靠的。虽然目前该法尚无法解释出隐伏岩溶的埋深、规模等亟待解决的问题。但它的潜在效果值得我们去研究、开发。由于赋存碳酸岩中的岩溶发育带无论是充水、充土或充气,其密度和完整的碳酸岩都有很大的差异,弹性波在这样不均匀介质中传播会形成散射波,且十分发育,如果我们能对散射波进行归位,则可解释出岩溶发育带的埋深和规模。
图3是淮南土坝孜岩溶勘查中的地震映像,可见在右侧的溶洞发育区散射波发育,左侧由于岩溶塌陷形成的地裂缝呈多相位的图像特征。
图4是浙江江山岩溶勘查某线地震映像,同样在岩溶发育带,散射波十分发育。由于地下隐伏岩溶发育,在地下水的作用下,上伏土层中形成的土洞的散射波也清晰可见。
图5是浙江江山岩溶勘查已知塌陷坑处的地震映像。从图可见,在塌陷坑下方隐伏溶洞的散射波
呈双曲线状,且面波的相位也发生了畸变。
图3 淮南土坝孜岩溶调查地震映像
图4 浙江江山岩溶勘查地震映像图5 浙江江山已知塌陷坑旁地震映像1.4 堤坝隐患探测
自20世纪中期以来,国内累计修建、加固堤防26万多k m,建成大、中、小型水库8.6万座,如何快速、准确地探测堤坝隐患,及时对堤防的病患区进行加固处理,一直是防洪工程管理工作的重要课题之
#
697#
物 探 与 化 探32卷
一,也是工程物探应重点研究的领域。从地震映像法的快速探测这一特点及其取得的效果来看,该法可以快速圈出存在有隐患的堤防区段,给采用其他勘查手段进行详细探测提供了靶区。
图6a 是安徽定远青春水库白蚁巢穴上的地震映像,在20~30号点处有一似双曲线状的散射波,显然这是由于该处存在有较两侧疏松的土体或洞穴所致。结合白蚁巢发育的规律,解释该处的散射波是由白蚁巢穴所引起。为了进一步确定白蚁巢穴的发育深度,又在该处进行了瞬态面波勘查。图6b 是面波频散曲线,在对应于白蚁巢发育处频散曲线存
在有明显的拐点,埋深在3~4m,这一解释结果已被证实。图7是安徽定远黄桥水库堤坝的地震映像。该水库堤坝的背水坡脚严重渗水,在渗水处对应的地震映像图上有一组清晰的散射波,说明该处土坝已十分疏松,并局部形成空洞。图8是淮河临淮岗黄岗)张集段隐伏涵管处的地震映像,从图可见,不但隐伏涵管反映清晰,左侧由于涵管渗漏而导致的疏松带也有明显的图像特征。图9是上海南汇围海造地海堤地震映像,该段地下7m 深处埋有数根排水管道,由管道渗水,导致土坝受损,从图可见,散射波十分发育,在直达波、
面波相位畸变处的路面
图6 安徽定远青春水库白蚁巢穴地震映像(a)及面波频散曲线(
b)
图7 安徽定远黄桥水库土坝地震映像图8 淮河临淮岗黄岗)张集段隐蔽涵管的地震映
像
图9 上海南汇海堤沉降区地震映像图10 上海奉贤海堤脱空区地震映像
#
698#
6期王治华等:地震映像法及其应用
已发生沉陷。图10是上海奉贤海堤地震映像,该海堤兼作公路,临水一侧由于水流作用,形成脱空,图中脱空区的波组特征与两侧差异明显。
1.5 管道及障碍物探测
在城市建设中管道(非金属)及障碍物的探测已是工程物探的一项主要任务。由于城建区的空间狭小,常用的共偏距单道采集很难实施,我们采用了多道单排列采集的方式。图11是寻找一组15m 长的板桩记录,从图可见在记录上有一组和基阶面波呈/V 0字形的波,这就是当激发点和接收排列位于钢板桩同一侧时接收到的基阶面波遇钢板桩后的反射波。据此可以确定板桩的存在,并确定其位置对应第17道。图12是在上海地区寻找地下管道的单炮记录,可见管道形成的绕射波反映十分清晰,第12道对应绕射波的最小走时,利用公式
h =[(tv)2-d 2
]/2tv ,
计算出绕射点(即管道顶面)的埋深,式中,t 为旅行时,d 为偏移距,h 为绕射点深度,v
为速度。
图11 上海地区
探测地下板桩的单炮记录
图12 上海地区探下地下管道的单炮记录
在上海金山石化海堤上探测排水箱涵(顶埋深
4m )的地震三分量记录,使用的震源为20c m @30c m @50c m 铁盒装置,铁盒底部焊接一些短钉可插
入地面形成耦合,水平锤击径向长边可激发SV 波,
水平锤击短边可激发S H 波,垂向锤击激发瑞利波,从记录上可见(图13),对地下箱涵反映最清晰的是SV 波记录。
图13 金山石化海堤探测排水箱涵的地震三分量记录对比
1.6 滑坡体探测
图14是浙江富阳一已知滑坡上的地震映像,从图像上可见,滑坡体的上沿边界位于图中左侧对应已知裂缝带的左侧,凡在地面观察到有裂缝带处,在地震映像上都显示为能量较强的多相位特征。
图14 浙江富阳一已知滑坡体上的地震映像
从上述几个应用实例可见,地震映像法在探测浅部纵、横向不均体的应用都取得了很好的效果,相信它的应用领域还会扩展,随着研究的深入,其应用
效果还会更好。
2 结论
纵观上述各应用实例,在应用地震映像法探测浅部地层中纵,横向不均体中,主要是利用波动场的动力学特征,也仅能进行定性的解释,尚不能确定地层中纵、横向不均体的埋深、形态等要素。另外,在波动场的动力学特征中,也主要利用了绕(散)射波的特征形态及各种波的相位特征,其他如频率特征、振幅特征等也没有充分利用。
众所周知,地震散射波法对寻找局部不均匀体
是有效的,而具有明确勘查目的层的折射波法和反射波对解决这类问题却很困难。地震映像法所采集的实质上是近震源处的散射波场,因此,从散射波场的角度去理解地震映像法,会对该法的数据采集、观察系统的选择、资料处理软件的开发及应用解释的
#
699#
物 探 与 化 探32卷
提高,更有帮助。
目前,地震映像法数据采集和解释仅利用了垂直分量。三分量测量是今后的研究和发展方向。在计算地下管道的埋深时,若速度选择体波中的纵波传播速度,计算的深度和实际结果相差相当大,若选用横波传播速度,则算出的深度和实际情况较吻合,可以初步认为在地震映像图上得到的散(绕)射波是面波的散射,并不是体波的散射,是否如此敬请同行们讨论。
据散射波的传播特征,在炮记录上散射波走时极小值的位置总是位于散射(点)体的正上方,而与激发炮点位置无关。但在实际应用中,应用该特征进行解释,而验证的结果总是出现偏差,一般偏移1~2m,最大可偏移4m,这是什么因素造成的,也是一个值得讨论的问题。参考文献:
[1] 杨文霞,袁明德.锤击横波研究[J].勘察科学技术,1990(2):
61.
[2] 刘云桢,王振东.瞬态面波法的数据采集处理系统及其应用实
例[J].物探与化探,1996,20(1).
[3] 黄嘉正,周鸿秋,关小平.工程地质中瑞利波勘探的理论初探
[J].物探与化探,1991,15(4).
[4] 肖柏勋,凡有华,刘家奇.瑞雷波勘探方法研究现状方析[J ].
工程物探,2002Q (2):138.
[5] 张碧星,鲁来玉,鲍光淑.瑞雷波勘探中/之0型频散曲线研究
[J].地球物理学报,2002,45(2):3.
[6] 黄嘉正,周鸿秋,关小平,等.工程地质中瑞利波法勘探的理论
初探[J].物探与化探,1991,15(4):268.
[7] 杨天春,何继善,吕绍林,等.三层层状介质中瑞利波的频散曲
线特征[J].物探与化探,2004,28(1):41.
[8] 黄真萍,刘振干.瞬态振动法瑞雷面波采集质量的探讨与分析
[J].物探与化探,2005,29(2):179.
[9] 杨天春,易伟建,何继善,等.求取道路结构型地层瑞利波频散
曲线的方法[J].物探与化探,2005,29(5):459.
[10]尹军杰,刘学伟,李文慧.地震波散射理论及应用研究综述
[J].地球物理学进展,2005,20(1).
[11]王振东.面波勘探技术要点与最新进展[J].物探与化探,2006,
30(1):1.
[12]杨天春,杨立新,郑京杰.地层中存在裂缝情况下的瑞利导波频
散特征[J].物探与化探,2007,31(4):361.
[13]夏学礼,仇恒永,孙秀容,等.多道瞬态面波勘探频散曲线唯一
性问题[J].物探与化探,2008,32(2):168.
[14]仇恒永,王治华,王书增,等.浅层SH 反射波法和多道瞬态面
波法进行联合工程勘察的讨论[J].物探与化探,2008,32(4):451.
S E I SM IC PHOTOGRAPHY AND ITS APPLICATION
WANG Zh-i hua 1
,Q IU H eng -yong 2
,YANG Zhen -tao 1
,,X IA Xue -li
2
(1.Shangha i In stit u te of Geological Surve y,S hangha i 200072,Ch i na;2.N o .1H yd rog e olog i cal Part y,Bure au of Geology and M inera lRe sourcesExplora -
tion of Anhu iP rovince ,B eng bu 233000,Ch ina )
Abstrac t :In t h is paper ,t he authors su mma rized charac teristics o f h i gh dens it y se i s m i c photography and gave so m e exa m ples concern -i ng t he survey o f shall ow underg round obstac l es .Seve ra l prob l em s re l a ted to t he appli cation effect and appli cation fie l d o f se is m ic pho -tog raphy are po i n ted out i n th i s pape r ,w hich deserve further stud i es .
K ey word s :seis m i c photography ;sha ll ow underground obstac l e ;scattered wave
作者简介:王治华(1978-),男,湖北人,2001年毕业于中国地质大学(武汉)物探系,就职于上海市地质调查研究院,工程师,一直从事工程物探的研究与实践,公开发表学术论文数篇。
上接704页
Abstrac t :Th is paper has dealt w it h t he appli ca tion o f the ultrason i c trans m iss i on m ethod to the test of f oundati on p ile in t he trans m is -si on li ne pro ject ,w ith so m e prac tica l exa m ples g i ven conce rning t he test of founda ti on p il e i n the trans m i ssi on li ne pro j ect .The advan -tag es and ex i sti ng prob l em s of u ltrasonic trans m i ssi on are ana l yzed for qua lity evalua ti on ,wh ich incl ude the critica l va l ue o f acoustic ve -locity ,the cr itica l va l ue of a mp litude ,the va l ue o f PSD and the m easured w ave .
K ey word s :ultrason ic trans m i ssi on m ethod ;critical va l ue of acoustic veloc i ty ;cr iti ca l va l ue o f a m pli tude ;PSD;w ave
作者简介:邢庆祝(1978-),女,硕士,2005年毕业于福州大学(福州)环境工程专业,现从事物探勘查和物探检测工作,公开发表学术论文数篇。
#
700#
地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理
地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:
本科生课外研学任务书及成绩评定表 题目＿_地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理学生姓名＿___ 黄邦毅_________＿＿__＿__ 指导教师＿＿＿_ 严家斌___＿_＿＿＿__＿_ 学院_＿＿_ 地信院_＿＿_____________ 专业班级_＿＿地科0９0１__________＿____
地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理 一、引言 国内外的勘探实践表明,没有物探技术的进步，就没有更多圈闭的发现,就没有钻探成功率的提高,也就更不会有油田和储产量的快速增长。宏观看，物探的作用在勘探阶段是客观的目标评价,在开发阶段是精细的油藏描述。因此，油气勘探开发离不开地震技术和地震技术的进步与发展。如果说勘探技术是石油工业的第一生产力，那么物探技术就是获得油气储量的第一直接生产力。 纵观近些年的勘探技术的具体运用，最常见的莫过于地震勘探，所谓地震勘探就是通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情形,以查明地下的地质构造,为寻找油气田或其它勘探目的服务的一种物探方法! 21世纪是海洋的世纪,海洋蕴藏着很多宝贵的资源，随着生产技术的日趋进步，世界各国(包括中国在内)目前都在积极寻求开发海洋资源，在海洋的勘探开发中离不开物探，而且运用最广泛也最有效的是地震勘探。 二、海洋地震勘探 在茫茫大海里寻找石油最有效的技术方法是地球物理方法,其中主要是地震勘探方法。近几十年来,随着电子计算机的广泛应用,海洋地震勘探的数据采集和装备得到了极大的改进，数据处理技术和解释方法也得到迅速的发展。在油气勘探中,利用地震资料不仅能确定地下的构造形态、断裂分布，而且能了解地层岩性、储层厚度、储层参数甚至能直接指示地下油气的存在。在油气开发中，地震资料同测井、岩芯资料以及其它地下地质资料相结合能对油藏进行描述和监测。地震技术远远超出了石油勘探领域，已向石油开发和生产领域渗透。 用于寻找海上石油的地震反射法，和陆地的地震反射法相比,在方法基本原理、资料处理和解释方法等方面基本上是一样的。其中， 测量原理 在这类方法中，地震波在介质中传播的物理模型如图1所示。从震源O激发出的弹性波投射到反射界面上产生反射波,其条件是:入射角α等于反射角β。能
多炮检距地震映像法在采空区探测中的应用
多炮检距地震映像法在采空区探测中的应用 C H IN ESE J O U RN AL O F EN GIN E ER IN G GEO P H YSICS J un1 , 2009 2009 年 6 月 () doi :10 . 3969/ j . i ssn . 1672 - 7940 . 2009 . 03 . 003 文章编 号 :1672 —7940 200903 —0273 —04 多偏移距地震映像法应用技术研究 徐涛 , 许顺芳 ()中国地质大学地球物理与空间信息学院 , 武汉 430074 摘要 : 在地震映像方法勘探中 ,不同偏移距获得的地震波所包含的信息是不一样的 ,同时 ,偏移距也是影响地震分辨率的一个主要因素 ,合理选取偏移距能取得更好的勘探效果。本文结合对向家坝至上海高压输电线路湖北咸宁段塔基岩溶地带采用浅层地震多偏移距映像勘探技术勘察的实例 ,应用共偏移距处理技术 ,抽取映像法勘探结果中不同偏移距下的多条地震剖面作对比研究 ,分析不同偏移距下地震波对于地质异常体的反映 ,探讨适合多波联合勘探的最佳接收窗口内的最佳偏移距 ,以提高勘探效率和精度。 关键词 : 地震映像法 ; 多偏移距 ; 面波 ; 岩溶 中图分类号 : P631 . 4文献标识码 : A收稿日期 : 2009 - 02 - 18 A Study of Multi - off set Seismic Imaging Method Xu Tao , Xu Shunf a ng ( )I ns t i t ute o f Geo p h y s ics & Geom at ics , Chi n a U ni ve rs i t y o f Geoscie nces , W u h an 430074 , Chi n a Abstract : In e xp lo ratio n of mutil2wave sei smic i ma gi ng t ech nique , t he i nfo r matio n gai ne d f ro m diff e re nt sei smic wa ve i s no t t he sa
地球物理勘探方法及应用范围
M D 模型空间数据空间地球物理探测空间变换示意图 球物理探测方法简介及应用范围 地球物理学是用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要依据。 地球物理学的研究内容总体上可分为应用地球物理和理论地球物理两大类。应用地球物理(又称勘探地球物理)主要包括能源勘探、金属与非金属勘探、环境与项目探测等。勘探地球物理学利用地球物理学发展起来的方法进行找矿、找油、项目和环境监测以及构造研究等，方法手段包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等，通过先进的地球物理测量仪器，测量来自地下的地球物理场信息，对测得的信息进行分析、处理、反演、解释，进而推测地下的结构构造和矿产分布。勘探地球物理学是石油、金属与非金属矿床、地下水资源及大型项目基址等的勘察及探测的主要学科。 从数学角度讲，地球物理勘 探的过程可以抽象成从模型空 间通过某种映射关系，映射成可 以感知的数据空间，再通过逆映 射变换到模型空间，其映射关系 见右图。这种映射关系遵循地球 物理学的两大模型原理：滤波器 模型原理和场效应模型原理。因 此地球物理数据处理：一是基于 信号分析理论的信号处理技术， 主要目的是去杂、增益、提取有效信号；二是基于物理场效应理论的反演技术。 地球物理反演，就是在模型空间寻找一组参数向量，这组向量通过某种映射关系，能再现数据空间的观测数据，因此在一定的假设条件下，反演问题可以表示为某种误差泛函的极小化问题 min ‖G cal (M)-D obs ‖2 也就是地球物理反演是利用模型参数和模型正演来获取合成数据，再通过合成数据与观测数据的匹配估算出最佳M 参数。由此可见，地球物理反演实质上是正
地震勘探原理知识点总结
第三章地震资料采集方法与技术 一．野外工作概述 1.陆地石工基本情况介绍 试验工作内容：①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。 ②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在 与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。 ③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。 ④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适的观测系统、组合形式和 仪器因素的选择等。 生产工作过程：地震队的组成 （1）地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置 （2）地震波的激发 陆上地震勘探的震源类型：炸药震源和可控震源。激发方式：炸药震源 的井中激发、土坑等。激发井深：潜水面以下1-3m，（6-7m）。 （3）地震波的接收 实现方式：检波器、排列和地震仪器 2.调查干扰波的方法 （1）小排列（最常用） 3-5m道距、连续观测 目的：连续记录、追踪各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。 从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数 （2）直角排列 适用于不知道干扰波传播方向的情况 Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向 （3）三分量检波器观测法 （4）环境噪声调查 信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅（规则） 信号的能量/噪声的能量 3.各种干扰波的类型和特点 （1）规则干扰 指具有一定主频和一定视速度的干扰波，如面波、声波、浅层折射波、侧面波等。 面波（地滚波）：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。其主要特点：①低频：几Hz～20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变化；③低速：100m/s ～1000m/s，通常为200m/s～500m/s；④质点的振动轨迹为逆时针方向的椭圆。面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。（能量较强） 声波：速度为340m/s左右，比较稳定，频率较高，延续时间较短，呈窄带出现。 浅层折射波：当表层存在高速层或第四系下面的老地层埋藏浅，可能观测到同相轴为直线的浅层折射波。 工业电干扰：当地震测线通过高压输电线路时产生，整张记录或部分记录道上出现50Hz的正弦干扰波。 侧面波：在地表条件比较复杂的地区进行地震勘探时，常出现侧面波干扰。
《地震勘探》课程教学大纲
《地震勘探》教学大纲 课程编号： 课程名称：地震勘探 课程类别：专业技术必修课 总学时：60 学分：3 开课单位：地质矿产勘查系 授课对象：地球物理勘查技术专业 前置课程：高等应用数学、普通物理学、线性代数、地质学基础、电子电工技术、构造地质学、地质勘查技术 一、课程的性质、目的和任务 本课程是地球物理勘查技术专业的主要专业课，是理论和实践性较强的一门应用地球物理学科。学生在学习本课程之前，应具有本专业所必须的数理基础和一定的工程、水文地质基础知识，测量学基础知识，以及一定的数学基础知识。 通过本课程理论学习和实践，应使学生掌握工程地震勘探的理论知识、基本野外工作技术和地震资料解释方法，初步具备使用计算机解决工程地震勘探的正、反演问题的能力。二、教学要求 掌握地震勘探的基本理论，及主要的方法技术。 三、教学方法和形式 以课堂教学为主，安排必要的实验课程。 四、理论教学内容和基本要求 绪论 工程地震勘探的主要任务、应用范围以及方法原理，工程地震勘探的发展简介、现状及前景，本课程的教学安排和学习要求。 第一章：地震波的理论基础
教学内容：弹性理论，弹性介质的概念，应力和应变，弹性参数，全空间波动方程，纵波和横波的形成。 基本要求：掌握纵波和横波的形成机制，纵、横波的性质，弹性参数的概念。理解波传播机理。 重点难点：重点讲解全空间波动方程，纵波和横波的形成。 第二章：地震波的传播 教学内容：地震波传播的基本原理，地震波的描述，地震波的反射，透射波和折射波的形成，地震子波的概念及动力学参数，反射波记录道形成的机理。 基本要求：掌握反射波、折射波和透射波形成原理及形成条件。子波的概念，反射系数和透射系数。地震记录的表示方法和形成机理。 重点难点：地震波的反射，透射波和折射波的形成。 第三章：工程地震勘探地质基础 教学内容：影响地震波速度的主要因素，岩石的一般速度特征及介质对地震波的吸收；低速带的特征及工程地质条件。 基本要求：掌握影响地震波速度的因素，一些岩石的速度变化范围，介质吸收对地震波能量的影响，低速带特征。理解岩石特征与波速的关系。 重点难点：影响地震波速度的主要因素。 第四章：折射方法 教学内容：折射波的正演问题，几种简单地质模型上的时距方程和理论时距曲线；隐蔽层问题；折射波法的野外工作方法，观测系统，折射波资料的整理和解释。 基本要求：掌握利用射线追踪法推导简单地质模型上的理论时距曲线，观测系统的特点及能够解决的地质问题。折射波资料反演解释的TO法和广义互换时法。理解折射波法方法实质。 重点难点：折射波法的野外工作方法，观测系统，折射波资料的整理和解释。 第五章：反射波法 教学内容：反射波的正演问题。水平、倾斜界面，断层附近的反射波时距方程和理论时距曲线，反射波的野外工作方法，观测系统，水平叠加技术及获得浅层反射波的一些技术方法，反射波资料整理和初步解释,地震勘探资料数字处理。频谱分析，数字滤波、相关分析和速度分析等基本数字处理技术，速度参数的提取，各种速度的概念，动、静校正和叠加的实
地震映像在工程勘察中应用
地震映像在水域勘察中的运用 作者：王兆景，刘轩雄，费建东 （浙江有色应用地球物理研究院312000） 摘要：地震映像法是以固定偏移距激宽频带弹性波，以共偏移距观测方法，近炮点、宽频带、快速、高密度采集多波列弹性波映像，其中含有直达波和来自不同地质体的绕射波、反射波等信息。通过对所接受的多波列地震波的振幅、频率、相位的对比分析，可查明地层的分层情况。它既可以用于陆上，也适用于水域勘察。本文着重介绍地震映像在水域勘察中的实施，并对实际操作中遇到问题进行讨论。 关键词：地震映像宽频纵波 引言： 水域工程物探主要是由陆地工程物探发展而来，它和陆地工程物探的多种方法一样，为了探查水下的第四系土层、基岩分布及地质构造，也可以采用电磁法（瞬态电磁法、地质雷达等）、磁法、重力法、地震手段。但由于水域工程物探较陆地物探有其独特的地方，一是水是低阻体，尤其是海水电阻更低；二是需探测水底地形以下深度，而水的深浅不同，浅的3-5米，深的可达到百米；三是水底是很强的反射界面。这需要选择物探手段，陆地物探中的电法，电磁法就不易在水中采用，尤其在海水中采用。有资料显示，100MHz天线的探地雷达在淡水中的探测不超过10米，而在海水就更浅了。因此，地震物探就作为水域物探的首选的方法。文章主要讨论了地震映像在水域勘察中遇到的问题及实际采用技术方法，并对地震映像的特性及适用范围进行延伸。 1.1方法及原理介绍： 地震映像（又称高密度地震勘探和地震多波勘探），是基与反射波法中最佳偏移距发展起来的。这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行勘探，也可以根据探测目的的要求仅采用某一种特定的地震波作为有效波。地震映像法由于每个记录道都采用了相同的偏移距，则地震记录上的时间变化主要为地下地质体的反映，这给资料解释带来极大的方便，可直接对资料进行数字解释，如频谱分析、相关分析等。 1.2 测区的地质情况与判断的基本原则 地震记录仪之所以能反映各地质体的区别，其原理是地层与地层之间存在着波阻抗差异。如以下工程实例一，根据该工程的钻孔资料可知，测区浅部地层为淤泥、砂砾石混粘土、淤泥与砂砾石混粘的土界面在高密度地震映像图上，均会出现较为连续一致的地震波同相轴，追踪界面的同相轴，即可推断界面的起伏状况。 1.3方法技术选择 根据工作任务及测区地形、地质特征工作条件和工区介质地球物理特征，以及考虑工作开展效率，本次勘探选用走航式地震映像法，以查明弱风化基岩埋深和起伏形态，以及是否存在不良地质作用。 在地震映像测量过程中，激发后在接收点用单个检波器接收，仪器记录后，激发点和接
地震勘探原理及方法 复习答案
《地震勘探原理及方法》复习提纲 一、名词解释 1.反射波在不同密度的媒质分界面发生反射的波 2.透射波地球物理学透射波即透过波 3.滑行波由透射定律可知，如果V2>V1 ，即sinθ2 > sinθ1 ，θ2 > θ1。当θ1还没到90o时，θ2 到达90o，此时透射波在第二种介质中沿界面滑行，产生的波为滑行波。 4.折射波当入射波大于临界角时，出现滑行波和全反射。在分界面上的滑行波有另一种特性，即会影响第一界面，并激发新的波。在地震勘探中，由滑行波引起的波叫折射波，也叫做首波。入射波以临界角或大于临界角入射高速介质所产生的波. 5.波前振动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始振动的那一时刻 6.射波前 7.均匀介质反射界面以上的介质是均匀的，即地震波传播速度是一个常数。 8.层状介质指地质剖面是层状结构的，在每一层内速度是均匀的，但层与层之间速度是 不相同 9.振动图形和波剖面某点振动随时间的变化的曲线称为振动曲线，也称振动图。地震勘探中，沿测线画出的波形曲线，也称波剖面。 10.同相轴和等相位面同向轴是一组地震道上整齐排列的相位，表示一个新的地震波的到达，由地震记录上系统的相位或振幅变化表示。 11.时间场和等时面 12.视速度当波的传播方向与观测方向不一致(夹角θ)时，观测到的速度并不是 波前的真速度V，而是视速度Va。即波沿测线方向传播速度。 13. 离散付氏变换 14. 时间域把信号表示为振幅随时间变化的函数，称为信号在时间域的表现形 式。 15. 频率域把信号表示为振幅和相位随频率变化的函数，称为信号在频率域上 的表现形式。 16. 褶积由地震子波和反射系数得到地震记录（输出相应） 17. 离散褶积由离散的地震子波和反射系数得到地震记录 18. 互相关用来表示两个信号之间相似性的一个度量，通常通过与已知信号比 较用于寻找未知信号中的特性。 19. 自相关随机误差项的各期望值之间存在着相关关系，称随机误差项之间存 在自相关性 20. 离散互相关 21. 离散自相关 22. 采样间隔地震勘探中检波器接受的模拟信号转换为数字信号储存，需要采 样离散化，这个采样间隔就称为地震采样间隔。 23. 频率单位时间内完成周期性变化的次数 24. 炮检距激发点（炮）点到接收点（检）点的距离。 25.偏移距指炮点离第一个检波器的距离，等于最小炮检距，μΔx 。 26.观测系统观测系统是指地震波的激发点和接收点的相互位置关系。或激发点与接收排列的相对空间位置关系。观测系统分单边和双边放炮两大类，以上两观测系统又可根据有无偏移距分为端点观测系统和有偏移距观测系统。
高密度地震映像技术应用实例
高密度地震映像技术应用实例 摘要：在地质勘察工作中，常常采用物探及钻探结合验证的方式，高密度地震映像法是一种采集速度快、数据解释直观的物探方法。高密度地震映像法又称地震共偏移距法，利用多种地震波作为有效波来进行探测。通过对试验剖面进行验证分析，结合大量的工程经验，能得到较好的地质体判断效果。 关键词：地质勘察；高密度地震映像法；地震波；地质体 Abstract: In the geological survey work, the geophysical prospecting and the misering combining with validation are offen used. And the high-density seismic imaging is one kind of an geophysical prospecting method with fast acquisition speed and intuitive data interpretation. It is also known as seismic co-offset method, using a variety of seismic waves as significant wave to detect. Through verifying and analyzing the test profile, and combining with a large number of engineering experience, you can get a better judgment effect of geologic body.Key words: geological survey; high-density seismic imaging method; seismic waves; geologic body 引言 高密度地震映像法又称地震共偏移距法，这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行探测。在多种地震勘探方法中，仅采集一种地震波的难度和处理工作量相当大，而且在分离各种波的同时，也造成了有效波的拉伸、畸变。相比其他地震勘探方法，地震映像法数据采集速度较快，资料处理过程中不需要进行校正处理，节省了资料处理时间，可以使各种波的动力学特征全部被保留，地震记录的分辨率不会受影响，这给资料解释带来极大的方便，可直接对资料进行数字解释。 本文所举工程实例是利用多种地震波的信息，综合判断地下地质体，由于每个记录道都采用了相同的偏移距，地震记录上的波的振幅、频率、同相轴变化即为地下地质体的反映。 1方法原理 最佳偏移距选择 在地震映像数据采集中，激发和接收之间的距离一般称为最佳偏移距，最佳偏移距的确定是关系测试成果成功与否的关键因素，为了获得具有高信噪比和分辨率的地震映像记录，需要使用多道地震仪在一定的接收长度上获得试验剖面，分析试验剖面上各种地震波的传播规律，确定能够最好地反映探测目标的有效波的偏移距，即为最佳偏移距。因为要利用尽可能多的信息，不同的条件下最佳偏
地震勘探原理及方法
、地震勘探基本原理 1. 地震地质模型基本分类 2?均匀、理想弹性介质中的三维波动方程 3.无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征 4.地震波的反射、透射和折射 5.多层黏弹性介质中的弹性波场及特征 6.几何地震学原理 7.地震波速度及地震地质条件 1.1地震地质模型基本分类 1.地震地质模型 2.固体成为弹性介质的条件 3.人工激发震源与岩层的弹性 4.常用的弹性介质模型 1.3无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征 1.3.1无限大均匀各向同性介质中的平面波 1.3.2无限大均匀各向同性介质中的球面波 1.3.3地震波的动力学特征 1.3.4地震波的运动学特征 小结： 1、动力学特征（动力学参数） 2、运动学特征（运动学参数） 3、动力学特征的体现：远近震源处的位移波形变化 球面扩散、振动图和波剖面谱分析 4、运动学的原理和定理：Huygens、Fermat、Snell 5、时间场和射线的关系
6、基本概念：射线、视速度、频波关系、波数、波长动力学信息（反映动力学特征的信息）振幅、频率、波形、吸收衰减、极化特点、连续性等特征。 运动学信息（反映运动学特征的信息） 传播时间（旅行时间）、传播时间-空间距离的关系、波的传播路径、地震速度等特征 1.4地震波的反射、透射和折射 1.平面波的反射和透射 2.弹性分界面上的波型转换和能量分配 3?球面波的反射、透射和折射 4.地震面波 小结 1、斯奈尔定理（包括反射定理、透射定理） 2、波的转换（同类波、转换波） 3、能量分配Zoeppritz方程 （法线入射、入射自由表面、反射产生条件） 4、倾斜入射及折射波的产生（产生条件、原因） 5、折射波的特点 （波前为圆锥台、射线为直线、能量扩散比反射波慢、折射盲区、屏蔽现象） 6、AVA曲线 （临界入射前、临界入射、过临界入射） 7、面波的特点 （传播速度、质点位移、频散现象） 1.5多层黏弹性介质中的弹性波场及特征 1.黏弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用 2.多层介质中弹性波的传播特性 3.地震波的簿层效应 4.地震绕射波 5.地震波的波导效应 6.反射波地震记录道形成的物理机制 黏弹性介质中弹性波的传播基本概念
物探方法在上海地区道路塌陷隐患区域探查中的应用
物探方法在上海地区道路塌陷隐患区域探查中的应用 发表时间：2016-06-13T15:42:14.037Z 来源：《工程建设标准化》2016年3月总第208期作者：王江杰 [导读] 随着城市现代化进程的快速发展，国家在城市道路建设方面的投入力度逐渐加大。 王江杰 （上海市岩土工程检测中心，上海，200436） 【摘要】文章通过上海某段道路塌陷隐患区域探查工程实例，介绍了地质雷达和地震映像两种物探方法在城市道路塌陷隐患区域探测中的运用。并结合区域内的工程地质勘查资料，对塌陷隐患区域的成因进行了分析，为后期的塌陷区域处置工作提供依据。 【关键词】道路塌陷；地质雷达；地震映像；工程地质 引言 随着城市现代化进程的快速发展，国家在城市道路建设方面的投入力度逐渐加大，每天都有道路在翻建或新的道路开工建设，四通八达的道路交通在我们的经济发展中的重要作用日渐显现。但与此同时，由于地下工程建设施工或管线施工等诸多原因，引发道路出现的问题也逐渐增多，如地面起鼓或凹陷、边坡失稳等，其中危害较大是地面塌陷，此类灾害性事故近几年来时有发生。 在道路塌陷发生前，采取合理的手段探明道路塌陷隐患区域，并查明道路塌陷区域的形成原因，及时采取有效的处置措施，才能真正达到防患于未然的目的。 1．探测方法原理 1.1 地质雷达法 地质雷达探测技术是近年来为适应快速、准确无损探测地下障碍物或对地下工程质量评价而迅速发展的方法技术。地质雷达（Ground Penetrating Radar 简称GPR）方法是一种广谱电磁技术，是利用特制的天线向下发射高频电磁波，频率一般为几十～几千兆赫兹。这些电磁波在地下传播过程中，其传播速度受地下介质的介电常数的影响比较大，当遇到介电常数不同的物体或地层时，比如空洞，将产生反射绕射波并返回地面，其旅行时为，当地下介质的介电常数为已知时，便可知道电磁波在介质中的传播速度，根据测到的电磁波的准确旅行时，求出反射体的深度。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器，且介质一般横向和纵向的不均匀性比较大，故在地面接受到的信号也有所不同，反映在接受到的信号上，有振幅、频率及相位等的变化。根据这些特征在剖面上的变化情况，就可以得到地下地层及地质体的分布情况。 1.2 地震映像法 地震映象勘探是通过在地面人工激发地震波，地震波在地下介质传播过程中，遇到不同介质的分界面时(即存在波阻抗差异界面)，产生一定能量的反射波并返回地面，经布置在地面的检波器接收后输入地震仪，通过地震仪进行信号放大和采样后将波形数据记录储存。通过计算机和人工对接收到的地震波的时间，相位和振幅等信息进行处理和分析，计算地下介质波的速度和埋深，以确定地下异常段的形态和位置。 2．道路塌陷探测 文章以上海某段道路塌陷探测为例，根据现场条件，为了能够有效反应附近区域地下情况，测线布设尽量利用有限工作空间，避开路面障碍物及周围铁磁性物体干扰，探测前进行了相应设备调试、增益调整、滤波等参数设置。探测共布设地质雷达测线14条，地震映像测线4条。部分探测成果如下： （1）图2-1所示地质雷达图像25.0m～41.0m范围内，深度0.5m～1.2m左右，电磁反射波同相轴向下弯曲，且部分区域同相轴错断，表明地下土体存在不均匀沉降。 3．道路塌陷成因分析 结合区域内的地质勘探资料，对道路塌陷的成因分析如下： （1）、浅部路基主要由回填土组成，层厚1.30～2.70m，厚度相对较大，回填土含碎石、砖块、垃圾、植物根茎等，探测显示土质不均匀、不密实、孔隙度大、含水率较高，由于土体自重、地下水长期升降运动，土体产生不同程度的缓慢固结沉降。 （2）、地质雷达和地震映像反映①回填土、②3-1层灰黄色粘质粉土及②3-2 层灰色砂质粉土的横向(水平方向)及纵向(深度方向)土质不均匀形成的软硬不同，在固结沉降和地面荷载长期作用下，软弱层沉降要明显大于硬土层，形成软硬之间的差异沉降。道路表层为20cm 厚的混凝土，具有一定的刚度，差异沉降初期表现为回填土层与混凝土层之间的脱空，随着日积月累，差异沉降逐渐增大，脱空也越来越大；当脱空层达到一定规模时，土层支撑减弱，表层混凝土也逐渐形成差异沉降。 （3）、经现场查勘，该区域地下管线种类较多，主要有给水、雨水、污水、燃气等管线。该道路使用时间已久，雨水、污水等管线使
地震映像法及其应用
第32卷第6期物探与化探Vo.l32,N o.6 2008年12月GEOPHY SI CA L&GEOCHE M ICAL EX PLORAT I ON D ec.,2008 地震映像法及其应用 王治华1,仇恒永2,杨振涛1,夏学礼2 (1.上海市地质调查研究院,上海200072;2.安徽省地质矿产勘查局第一水文地质工程队,安徽 蚌埠233000) 摘要:简述了地震映像法的特点,并列举了在各种浅部不均体探测中的应用实例,指出了提高其应用效果,拓宽其应用领域应研究的问题。 关键词:地震映象;浅部不均匀体;散射波 中图分类号:P631.4文献标识码:A文章编号:1000-8918(2008)06-0696-05 地震映像法是近10年来用于探测浅部介质中纵、横向不均匀体(构造、洞穴、障碍物、非金属管道、岩溶、土坝中白蚁巢及空洞、地裂缝与疏松带、滑坡体等)的有效方法。它不同于常规地震勘探中的折射波法及反射波法有明确的勘查目的层(速度界面、波阻抗界面)。实质上,它采集的是近震源处的弹性波场,在采集的炮记录上能识别的地震波形有直达波、瑞雷面波、绕(散)射波、转换波,在特殊情况下也能采集到反射波;但它和共偏移距反射波法虽在采集方法上是相同的,却有着本质的区别。共偏移距反射波法在进行正式数据采集前要进行干扰波调查,确定浅层反射波的最佳接收窗口,然后确定偏移距,以共偏移的采集方式采集某一目的层的反射波。共偏移反射波法有明确的勘查目的层及它必须严格遵循浅层反射波的最佳接收窗口技术,是它和地震映像法的根本区别。由于在地震映像图上直达波、面波、绕(散)射波、转换波的干涉现象十分常见,这给波的识别带来困难,目前对复杂波场中各种波的识别尚主要应用波的动力学特征(振幅、相位、频率),并应用这些特征解释勘探剖面下纵、横向的不均匀体。概括起来该方法有以下特点:数据采集方法简单,共偏移距单道(或2~3道)采集,施工人员需要2~3人即可,具有很高的工作效率;采用小偏移距、小道距采集,地形的影响很小,适用于各种复杂的工作环境;在近震源的面波区采集,锤击震源即可采集到能量较强的弹性波;和常规地震勘探中的反射波法和折射波不同,地震映像法对地下三度体也可探测,可解决常规地震勘查方法解决不了的问题;它主要应用弹性波的动力学特征对波场进行解释,没有繁杂的资料处理流程,是一种能适应各种工作环境、简便、快速的工程物探勘查手段。 1应用实例 1.1构造勘查 在地形复杂、松散沉积层覆盖较薄(小于30m)的山区进行地质构造勘查的常用方法是折射波法勘探,但地震映像法也能取得较好的效果。图1是在浙江隧道勘查中的地震映像,图中在桩号100处其波动场特征和两侧明显不同,表现为面波相位发育,后经钻孔验证,该处为一断层破碎带。应当指出,在地震映像图上可以解释断层破碎带的平面位置,至于其埋深、性质等无法提供确切的解释。仅是一种定性、快速的普查方法。它和折射波法相结合在山 区进行构造和破碎带勘查应是行之有效的。 图1断层破碎带处的地震映像 1.2洞穴调查 安徽黄山的花山、烟山一带有数十处洞窟,已开发的花山迷窟成为千古之谜、具有很高的研究和旅游价值,为了调查其他尚未开发洞窟的规模,开发旅游资源,笔者曾采用地震映像法进行过调查。图2a 收稿日期:2007-01-30
地震映像法在采空区勘探中的应用
地震映像法在采空区勘探中的应用 1 2，王东方玉满 ( 1, ，114005; 2, ，114005)辽宁省冶金地质勘查局四?一队鞍山辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院鞍山 、、，、，摘要地震映像法俗称单道地震法因其配置灵活操作简单资料成果异常简单明了易于辨认的特点以及高 ，。，效经济的优势在工程物探领域中具有广阔的应用前景特别是在浅部空区探测方面具有独到的勘探 。，、，效果文章从空区勘探角度出发阐述了地震映像法的工作原理特点和技术方法通过列举不同类型地 ，，质条件下空区勘探的成功与不成功的实例探讨与分析了在空区勘探中的实际效果和适用场地环境说 。明了地震映像法对空区勘探的可行性与有效性 关键词地震映像采空区勘探应用效果 : P631, 4 : A 中图分类号文献标识码: 1674 ) 7801( 2012) 02 ) 0244 ) 03文章编号 。出地质体沿垂直方向和水平方向的变化 0前言 1, 2地震映像法的特点地震映像法是基于反射波法中最佳偏移距技术 ，，。( 1) 数据采集速度快但抗干扰能力差勘探深发展起来的一种常用浅层地震方法由于其数据采 。，，，度有限集速度快资料处理流程简单浅层勘探效果好工
，( 2)，作效率高等特点而备受专业人员的青睐目前已成资料解释中可以利用多种波的信息即有 ，、、。，、效波不但是反射波还可以是折射波面波绕射波为适应各种工作环境简洁快速的工程物探勘查手 。，( 3) ，段但由于方法本身的特点其使用范围也受到一在探测目的单一只需研究横向的地质情。，，，，定限制所以在不同工作区此方法是否适用必须况下效果较好而探测目的层较多时不易确定最 ，。通过试验来进行选择本文通过不同地区的工作效佳偏移距 ( 4) ，。由于每个记录都采用了相同的偏移距地果来说明其适用性 震记录上的时间变化主要为地下地质异常体的反 1地震映像法的基本原理及特点，。映给资料解释带来极大的方便 1, 1地震映像法的基本原理 2工作方法及技术要求 ( 地震映像又称高密度地震勘探和地震多波勘 2, 1工作方法 ) ，，探是通过采用最佳偏移距利用多种波作为有效 ，，，波来进行勘探也可以根据探测目的的要求仅采用 ( 1) 在测量过程中每次激发在接收点采用单 。、。，一种特定的波作为有效波除常见的折射波反射个检波器接收仪器记录后激发点和接受点同时 ，、，、向前移动一定距离重复上述过程可获得测线上的波绕射波外还可以利用有一定规律的面波横波 。，。和转换波在这种方法中每一测点的波形记录都地震映像时间剖面 。采用相同的偏移距激发和接收在该偏移距处接收 ( 2) 记录点的位置位于激发和接收距离的中
利用高密度地震映像法探测覆盖层厚度、基岩面的起伏情况
利用高密度地震映像法探测覆盖层厚度、基岩面的起伏情况 发表时间：2018-08-14T14:53:22.053Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第8期作者：黄朋1 宋金利2 [导读] 结合工程实例，介绍高密度地震映像的原理、工作方法及数据分析。 河北中核岩土工程有限责任公司河北石家庄 摘要：选用高密度地震映像法探测第四系滨海相沉积层厚度、基岩面的起伏情况等；结合工程实例，介绍高密度地震映像的原理、工作方法及数据分析。 关键词：地震映像；测线；地质构造；偏移距 前言 高密度地震映像是浅层反射法地震勘探的一种，是基于反射波法中的最佳偏移距及时发展起来的，这种方法可以利用多种地震波作为有效波来进行探测。 高密度地震映像法的主要特点：首先，数据采集速度较快，但抗干扰能力弱，探测深度有限；其次，高密度地震映像法在资料处理过程中不需要进行校正处理，节约了资料整理时间，避开了动校正对浅层反射波的拉伸、畸变影响，可以是反射波的动力学特征全部被保留[1]。 1工作方法及原理 经过现场试验排列，选择一个最佳公共偏移距，保持所选定的偏移距，移动震源，每激发一次，使用地震仪单道接收，最终得到一张沿设定测线的多道记录，利用高密度地震映像处理软件对所采集的数据进行数据编辑、去噪、频率滤波、道均衡、τ-p变换等分析处理，输出地震映像时间剖面。结合地质资料，对地震映像时间剖面进行分析，将时间剖面转化为深度剖面，得出地质解释。由于海水介质相对均匀，水中没有横波和面波干扰，水底界面和基岩界面均有显著的波阻抗差异，存在较强的反射界面，符合应用高密度地震映像法进行勘察的地球物理条件[2]。 2野外方法试验 在进行高密度地震映像数据采集工作开始前，进行了现场试验。试验内容包括震源能量、激发间隔时间、滤波通带、采样间隔、记录长度、偏移距、炮间隔、航速等。 野外工作方法技术：采用拖拉式连续匀速航行和人工激发方式施工，接收电缆牵挂在船尾部向后延伸。地震采集时，物探测线采用GPS导航定位，探测船只沿布设测线呈匀速航行。为保证完全覆盖设计测线，提前上线，推迟下线。 3高密度地震映像数据分析 地震映像资料分析主要根据反射波波形图，在海底及淤泥与基岩面位置存在明显的波阻抗差异，地震波会在界面位置产生反射波组，反射波组同向轴位置显示海底位置及淤泥与基岩界线位置，如遇反射波同向轴发生错断这说明覆盖层缺失或者存在其它地质构造。 高密度地震映像勘探共完成测线3条，测线编号为DZ1-DZ1’、DZ2-DZ2’及DZ3~DZ3’。测试区域有大量的钻孔资料，许多钻孔在测线上，这为地震勘探的地质解释提供了很好的便利条件。根据地震深度剖面成果图，结合地质资料，对各测线进行地质解释。 图1 DZ1-DZ1’地震映像波形图 DZ1-DZ1’测线位于温排水外供区海域隧洞轴线北侧陆地，由北向南施测，该测线炮检距3m，炮间距1.5m，测线长120m，地震映像波形图显示，在约50ms位置存在明显连续同向轴，与钻孔资料对照该位置即为覆盖层与基岩界面（图1中红色虚线所示位置）。DZ1-DZ1’测线覆盖层分布较为均匀，厚度约为10m，该测线位置未见重大地质构造通过的迹象。
地震勘探原理复习题及答案
地震勘探原理总复习 一、名词解释 1.地球物理方法(Exploration Methods): 利用各种仪器在地表观测地壳上的各种物 理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，寻找可能的储油构造。它是一种间接找油的方法。 特点：精度和成本均高于地质法，但低于钻探方法。 2、地震勘探：就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。 二、简答题 1、了解地下资源信息有那些主要手段。 （1）、地质法（2）、地球物理方法（3）、钻探法（4）、综合方法：地质、物探(物化探)、钻 探结合起来，进行综合勘探。其中，地质法贯穿始终，物探是关键，钻探是归宿。 2有几种主要地球物理勘探方法，它们的基本原理。 地球物理勘探方法是以岩矿石(或地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器 设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造寻找矿产资源 和解决工程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探，叫地球物理勘探，简称物探。相应 的各种勘探方法，叫地球物理勘探方法，简称为物探方法，有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、 电法勘探、地球物理测井。 （1）重力勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的密度差异，引起重力场变化，产生重力异常，用重力仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （2）磁法勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的磁性差异，引起磁场变化，产生磁力异常，用 磁力仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （3）电法勘探：利用岩石、矿物(地层)之间的电性差异，引起电(磁)场变化，产生电性异常， 用电法(磁)仪测量其异常，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。
(完整版)地震勘探原理复习题答案.doc
绪论 一、名词解释 1. 地球物理方法 (Exploration Methods):利用各种仪器在地表观测地壳上的各种物 理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，寻找可能的储油构造。它是一种间接找油的方法。特点：精度和成本均高于地质法，但低于钻探方法。 2、地震勘探：就是利用人工方法激发的地震波( 弹性波 ) ，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。 二、简答题 1、了解地下资源信息有那些主要手段。 （1）、地质法（ 2）、地球物理方法（ 3）、钻探法（ 4）、综合方法：地质、物探 ( 物化 探 ) 、钻探结合起来，进行综合勘探。其中，地质法贯穿始终，物探是关键，钻探是归宿。 2有几种主要地球物理勘探方法，它们的基本原理。 地球物理勘探方法是以岩矿石 ( 或地层 ) 与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器 设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造寻找矿产资源和 解决工程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探，叫地球物理勘探，简称物探。相应的各 种勘探方法，叫地球物理勘探方法，简称为物探方法，有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地球物理测井。 （1）重力勘探：利用岩石、矿物 ( 地层 ) 之间的密度差异，引起重力场变化，产生重力异常，用重力仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （2）磁法勘探：利用岩石、矿物 ( 地层 ) 之间的磁性差异，引起磁场变化，产生磁力异常，用 磁力仪测量其异常值，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （3）电法勘探：利用岩石、矿物 ( 地层 ) 之间的电性差异，引起电 ( 磁 ) 场变化，产生电性异常，用电法 ( 磁 ) 仪测量其异常，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （4）地震勘探：利用岩石、矿物 ( 地层 ) 之间的弹性差异，引起弹性波场变化，产生弹性异常( 速度不同 ) ，用地震仪测量其异常值( 时间变化 ) ，根据异常变化情况反演地下地质构造情况。 （ 5）地球物理测井：电测井；电磁测井；放射性测井；声波测井；地温测井；密度测井。 3、地震勘探的主要工作环节。 （ 1）野外数据采集（ 2）室内资料处理（ 3）地震资料解释 4、依据岩石物理性质的差异，可以分为很多的勘探方法，请说出几种物探方法， 各是依据什么样的物理性质差异？（同第二题各种勘探方法的原理）
地震勘探原理
《地震勘探》课程考试大 纲 适用专业：勘查技术与工程 学制：四年本科 学时：80 石家庄经济学院教务处审定 二零零二年一月
目录 1．课程教学目标 2．课程教学内容及学时配表 3.编写考试大纲的必要性和求要 4 地震勘探考试大纲内容 第一章弹性波的基本理论 1．弹性理论概述 2．弹性波的形成 3．弹性波的描述 4．弹性波的传播 5．地震波的衰减 6．地震反射波记录道的形成 7．地震波速度及影响因素分析 第二章地震波的时距曲线 1．反射波的时距曲线 2．折射波的时距曲线 第三章地震勘探的野外数据采集技术 1．有效波和干扰波 2．测线设计和观测系统 3．地震波的激发 4．高分辨率地震数据采集系统 5．地震勘探的分辨率 6．地震勘探工作参数选择 7．浅层地震勘探野外抗干扰技术 8．地震波速度的测定 第四章地震数据处理 1．预处理
2．参数提取与分析 3．数字滤波处理 4．反滤波处理 5．校正和叠加处理 6．偏移归位处理 第五章地震资料的解释与应用 1．地震剖面反射特征的识别和构造解释 2．动弹性模量及在岩土工程勘察中的应用3．地震折射资料的解释地震勘探的应用第六章特殊技术（地震新技术） 1．反射波测桩技术 2．常时微动观测技术 3．瞬态瑞雷波勘探技术
1. 课程教学目标： （1）课程任务和地位： 《地震勘探》是勘查技术与工程专业的必修课，是应用地球物理学原理，解决工程与环境中的地质问题，是工程与环境勘查的重要方法，是勘察技术与工程专业的一门主干课。 （2）知识要求： 对于地震勘探理论，应在掌握高等数学、工程数学（如积分变换、级数、波动方程、卷积等）及普通物理基础上，掌握弹性波理论；并具有一定的水文工程地质学、岩土工程地质学基础。 （3）能力要求： 通过本课程的学习，要求学生了解本课程的基本原理，和野外工作方法技术，特别在解决工程与环境地质问题时的抗干扰、提高分辨率的措施，提高学生应用地震新方法解决工程与环境地质问题的实际能力。这就必须加强实验实习课的份量，跟上目前工程建设和环境地质灾害探测对人才的要求。 2．课程教学内容及学时分配表
地震勘探基础知识
1. 有关地震勘探的一些基本概念 1.1 地震勘探是勘探石油的有效方法 勘探石油的方法和技术，按其勘探手段划分，可分为地质法、物探法和钻探法三种基本类型。 地球物理勘探法（物探法）运用物理学的原理和方法，即利用地壳中岩石的物理性质（如岩石的弹性、密度、磁性和电性）上的差异来研究地球，了解地下岩层的起伏情况和组成情况，从而达到寻找储油构造以勘探石油的一种勘探方法。 依据研究对象的不同，物探法主要分为以下几种： ?地震勘探（利用岩石的弹性差异） ?重力勘探（利用岩石的密度差异） ?磁法勘探（利用岩石的磁性差异） ?电法勘探（利用岩石的电性差异） 在石油勘探中，最经济的方法是物探法。首先用物探法对工区的含油气远景作出评价，为钻探提供探井井位。然后钻探法通过实际钻进，以对物探法进行验证。如果构造含油，又可根据物探资料和探边井计算出含油面积和地质储量。 在我国，陆上是广大的地表松散沉积（如松辽平原、华北平原等）和沙漠覆盖区（如塔什拉玛干大沙漠），海上是被辽阔的海水所覆盖的“一片汪洋”，已看不到岩层的地面露头的出露。而钻井法成本高、效率低。如何解决这些地区的地质构造和地质储量问题呢？在这时就充分显示了物探法应用的威力。 在各种物探方法中，地震勘探具有精度高的突出优点，而其它物探方法都不可能象地震勘探那样详细而准确地了解地下由浅至深一整套地层的构造特点。因此，地震勘探已成为石油勘探中一种最有效的方法。 1.2 地震勘探基本原理 地震勘探是利用人工激发地震波的方法引起地壳的振动，并用仪器把来自地下各个地层分界面的反射波引起地面上各点的振动情况记录下来。利用记录下来的数据，对其进行过处理分析，从而推断地下地质构造和地层岩性的特点。 地震勘探查明地下地质构造特点的原理并不难理解。利用声波反射现象可测定障碍物离开声源的距离，是我们都知道的物理原则。 其计算公式为：