地震勘探原理知识
地震勘探原理知识
2009 年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称: 地震勘探原理代码[802] 一、考
试要求: 理解和掌握地震勘探的基本概念、基本原理、基本方法和重要公式; 基本掌握地震勘探数据采集、处理和解释中提高地震信噪比、分辨率和保真度的几种主要方法和实现过程。二、考试内容: 以《地震勘探原理》作为主要参考书，其它参考书作为辅助资料。考试内容主要包括:1）理解地震勘探中的基本概念和基本原理。
如时距曲线（面）、时间场、组合、多次覆盖、CDP CMP CRP NMO DMO水平叠
AVP、
加、偏移归位、地震分辨率、调谐厚度、
Fresnel Zone 、S/N、AVO、AVA、
EOR VSR地震子波、地震波、反射波、折射波、面波、地滚波、直达波、透射
波、绕射波、射线理论、费马原理、惠更斯原理、几何地震学、虚震源原理、临界角、斯奈尔定律、平均速度、均方根速度、等效速度、叠加速度、层速度、采样定理、褶积模型、物理地震学、波动地震学、地震波运动学、地震波动力学和波动方程理论等。2）掌握地震勘探中的基本方法和重要公式。如组合法、各种滤波方法、
多次覆盖方法、地震频谱分析、Dix公式、CRR叠加法、Gardner公式、地震速度
求取法、基本偏移方法、储层厚度求取法、时间平均方程、基本构造解释方法和岩性解释方法、Zoeppritz 方程等。3）基本掌握几种提高地震信噪比、分辨率和保真度的主要方法和实现过程。三、试卷结构：a）考试时间:180分钟，满分:150分b）题型结构a:填空和名词解释（50-60分）b:简答题（30-40分）c:计算和证明题（20-30 分）d:论述题（30-40分）名词解释:地震勘探:通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情况, 以查明地下的地质构造, 力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法. 水平叠加: 将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号, 经动校正后叠加起来, 这种方法可以提高信噪比, 改善地震记录的质量, 特别是压制一种规则干扰波效果最好波形曲线: 选定一个时刻t1, 我们用纵坐标表示各质点离开平衡位置的距离，就得到一条曲线，这条曲线就叫做波在t1时刻沿x方向的
波形曲线.动校正：在水平界面情况下，从观测到的波的旅行时中减去正常时差△ t1得到x/2 处的t0 时间, 这一过程叫动校正或正常时差校正. 多次覆盖: 对被追踪的界面进行多次观测.剖面闭合:是检查对比质量,连接层位,保证解工作正确进行的有效
办法, 他包括测线交点闭合, 测线网的闭合, 时间闭合等.几何地震学:地震波的运动
学是研究地震波, 波前的空间位置与传播时
间的关系，他与几何光学相似, 也是引用波前, 射线等几何图形来描述波的运动过程和规律,因此又叫几何地震学.水平分辨率:指沿水平方向能分辨多大的地质体,
其值为根号下0.5入h.时距曲线：从地震源出发，传播主观测点的时间t与观测中点相对于激发点的距离x之间的关系剩余时差：把某个波按水平界面一次反射波作动
校正后的反射波时间与共中心点处的时间tom之差.绕射波:地震波在传播过程中，
如遇到一些岩性的突变点,这些突变点就会成为新震源,再次发出球面波,想四周传
播,这就叫绕射波.三维地震：就是在一个观测面上进行观测,对所得资料进行三维偏
移叠加处理,以获得地下地质体构造在三维空间的特征.水平切片：就是用一个水平
面去切三维数据体得出某一时刻tk 各道的信息,更便于了解地下构造形态个查明某些特殊地质现象.同相轴：一串套合很好的波峰或波谷.相位：一个完整波形的第i 个波峰或波谷. 纵波：传播方向与质点振
转换波：当一入射波入射到反射界面时,会产生与其类型相同动方向一致的波.
的反射波或透射波,也会产生类型不同的,与其类型不同的称为转换波.反射定
律：入射波与反射波分居法线两侧, 反射角等于入射角, 条件为：上下界面波阻抗存在差异,入射波与反射波类型相同.地震子波：震源产生的信号传播一段时间后，波形
趋于稳定，我们称这时的地震波为地震子波。爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一的距离后，波形逐渐稳定，我们称这时的地震波为地震子波。正常时差的定义第一种定义：界面水平情况下, 对界面上某点以炮检距x 进行观测得到的反射波旅行时同以零炮检距(自激自收)进行观测得到的
反射波旅行时之差, 这纯粹是因为炮检距不为零引起的时差. 第二种定义: 在水平界面情况下, 各观测点相对于爆炸点纯粹是由于炮检距不同而引起的反射波旅行时间差. 填空:1. 垂直分辨率指沿垂直方向分辨薄层的能力, 他的极值为a/4.2. 倾斜界面共炮点反射波时距曲线形状为双曲线,极小值点坐标为(-2hsin 0 ,2hcos 0 /v)或(2hsin 0 ,2hcos 0 /v),绕射波极小点坐标(L,根号下(L平方+h平方)+h/v)3.地震反
射界面是一个波阻抗存在差异的界面.4. 折射波形成条件是上覆地层速度小于下覆地层的速度和达到临界角0 c,盲区半径是2htan 0 C.5.当测线为任意方向时，界面
真深与法线深度的关系为Hz=h/cos讥其中Hz为界面真深度,H为法线深度，卩为真倾角)6. 反射波振幅大小取决于反射界面反射系数的绝对值, 到达时间取决于界面的深度与波的速度, 极性正负取决于反射系数的正负.7. 地层的吸收作用使地震记录的分辨率降低.8. 组合检波是利用波与干扰波传播方向有差别来压制干扰波的. 简答:1. 简述地震
勘探原理地震勘探根据岩石的弹性差别进行工作的,波遇到障碍物会
发生反射和透射,
折射.通过测反射波和透射波的性质,可以确定障碍物的距离.地震勘探是人工
激发地震波. 通过在地面布置测线, 接收反射波, 然后进行一些处理, 从而来反映地下构造情况, 为寻找油气和其他勘探目的的服务, 生产工作包括三个环节:1 野外数据采集2 室内数据处理3 地震资料解释, 与其他方法相比, 具有高精度的优点, 但耗资大.2. 有效波与干扰波的区别?分别用什么方法压制?1 有效波与干扰波在传播方向上有可能不同, 可以用组合检波来压制.2 有效波与干扰波在频道上有差别, 可以采用频率滤波来压制, 即带通滤波.3 有效波与干扰波在动校正后在剩余时差可能有差别, 可以采用多次叠加来压制.4 有效波与干扰波在他们出现的规律上可能有差别也可以用组合方法来压制.3. 写出水平叠加剖面的形成过程, 并指出有何缺陷?1地
震资料采集 2 进行室内的解编, 即将资料转变为道序形式和处理系统内部格式表示的数据形式3道编辑, 删除废炮, 废道及类脉冲等非期望波.4 观测系统的定义5切
除处理6静校正,消除地形等的影响7滤波8
提高分辨率10速度分析和动校正11水平叠加,这便是水平振幅校正9反褶积,
叠加剖面的形成过程.其缺点是:当界面倾斜时,我们按共中心点关系进行抽道
集,动校正, 水平叠加, 其实并不是真的共反射点叠加,在剖面上存在绕射波没有收敛
干涉带没有分解,凹转波没有归位等问题. 叠加部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, 水平界面时与实际情况符合,倾斜时与情况不符.4.
影响水平叠加效果的因素有那些?多次覆盖参数的选择,动校正速度的大小, 地层本身的性质.5. 在地震剖面上常见的异常波识别标志有那些?常见的异常波有三种即岩
性突变点,有关的绕射波, 断面处出现断面反射波和凹界面产生的回转波. 绕射波同相轴经动校正水平叠加后为曲线. 而反射波经动校正后为一条直线,断面反射波在地
震剖面上表现为同相轴断开，数目突增减或消失,同相轴突变,反射零乱或出现空白
带和标准反射波同相轴发生分叉,合并, 扭曲. 强相位转换等现象. 回转波在剖面上主要表现为蝴蝶结状同相轴交逆叉.6. 地震反射界面的地质意义是什么?地震反射界面
指波阻抗存在差异的界面,他不能完全反映岩性存在差异的界面, 但是能反映一些岩性突变点,如不整合面,断续,以及凹界面等,从而帮助查明地下构造.7. 简述费马原理与惠更斯原理?并用费马原理证明地震波反射定律费马原理: 波在各种介质中传播遵循时间最短原理,可用数学上求最小值方法, 利用费马原理证明地震波反射定律.
惠更撕原理: 波前传播至一位置, 可以看作一个新的波源,每个质点都激发球面波向
前传播.8. 检波器组合能压制那类干扰波?为什么?检波器组合可以压制与有效波方
向上有差别的干扰波, 首先检波器组合可以使信号增强,但有效波增强幅度大,干扰
波相对得到压
制,其次, 检波器组合可以使通放带变窄,则相应压制带就变宽了, 所以说可以压制方向存在差别的干扰波.9. 简述地震记录面貌的形成物理过程, 学写出制作人工合
成地震记录的过程及他的作用. 地震记录面貌形成过程, 人工合成地震记录指地震子波s(t) 和各个地层界面的反射系数随界面双程垂直时间t 的变化R(t), 来计算反射率地震记录x(t). 可以用来辅助确定反射同相轴对应的地质层位,复杂构造解释, 小砂体的固定等, 另外可以初步估计反射的界面, 深度, 品质, 主要的多次波能量衰减情况等.10. 什么叫观测系统?地震勘探中指地震波的激发点与接收点的相互位置关
系.11. 为什么要进行偏移处理?偏移处理后的剖面与常见的水平叠加剖面有何不同
由于水平叠加的剖面存在自身的一些缺点, 如绕射波没有收敛，干涉带没有分解,回
转波没有归位等,并且其显示出来的反射点位置也往往不是地下真实的位置, 因此要求进行偏移处理,经过处理后,剖面上绕射波收敛,
从而更真实的反映地下的构造形态.12. 什么叫叠加速度谱?什么叫回转波归位,
速度扫描?叠加速度谱指将每个t0 时刻上计算出的各个速度值对应的振幅平均绝对值在t0-v 平面上以能量团的形式绘制出来. 速度扫描指对在速度谱分析的基础上,对叠加效果不好的层段和区段, 在速度谱分析的粗略拾值附近, 用一系列小间隔的叠加速度表试探值作为一个叠加速度常变量, 用他们分别对选定层位区段的数据进行动校正叠加, 一叠加效果上判断各层的最加叠加速度值, 用他们去修改叠加速度函数, 用作最终动校正叠加的速度函数.13. 动校正的用途是什么?动校正就是从观测
旅行时间中减去正常时差, 他的作用是将非零炮检距近似转化为零炮检距, 从而使叠加后能客观的反映地下形态.15. 影响地震波振幅强弱的因素有那些?振幅信息在地
震资料中解释中有那些用途?震源, 激发条件与环境, 地层的反射系数的值大小, 波速, 各种噪声干扰, 传播介质对波能的吸收等. 有以下用途:1 识别有效波,进行波对比.2
估算薄层厚度 3 利用反射波振幅的异常检测油气, 油水界面,即亮点技术 4 可以了解岩性信息 5 进行岩性解释和油气检测.16. 为什么说水平叠加时间剖面不是地质剖面的简单映象?一般情况下, 在地层倾角小,构造简单的情况下, 能较直观反映地下剖面,
但是又有较大的差别:1 根据钻井资料得到的地质剖面上的地层界面, 与时间剖面上
的同相轴在数量上,位置上常常有差别,不一一对应.2 时间剖面上的反射波同相轴及波形本身包含了地下地层的构造信息和岩性信息, 但反射波同相轴是与地下界面对应的，与两个层有关,必须经过处理,才能与地质剖面更直接对比3地质剖面反映
沿铅重方向上的地质情况,而时间剖面是来自三维空间的信息4实际构造复杂,可使
用相轴与地下真实情况有误差, 另外还常有异常波干扰等.17. 地震检波器组合有何作用?列
举几种组合形式?海上采用什么形式?组合可以压制干扰波,提高信噪比,改善地
震记录的质量,有线性和不等灵敏度组合,面积型的组合,如星型,三角形,矩形.1 野外的检波器组合2野外震源组合3室内的混波.18. 断层在地震剖面上的识别
波阻间隔突然标志主要有那些?1 同相轴错断2反射同相轴数目突增减或消失,
变化 3 反射波同相轴形状突变, 反射零乱或出现空白带 4 标准反射波同相轴发生分叉,合并,扭曲,强相位转换等现象5异常波出现.3D水平切片的基本特点：水平切片是利用平行于时间（或深度）基准面的平面切割3D数据体得到的。水平切片上的反射同相轴是上述平面切割各层反射波得到的图像。同相轴的宽度与反射波的频率及界面倾角有关。频率越小，同相轴越宽;界面倾角越小，同相轴越宽; 水平切片上反射同相轴的走向是界面的走向。19.水平叠加地震时间剖面是如何形成的?为什么要
进行地震资料室内处理?1解编2道编辑3观测系统定
.义4切除处理5静校正6滤波7振幅校正8反褶积9速度分析和动校正10叠
加因为野外记录的数据一方面存在多种干扰能量, 需要通过处理手段予以清除, 另一方面其表现形式很不直观, 与地下地质构造形态间的关系不明显, 不能方便的反映岩层构造形态和特征, 更不能反映岩性, 储层等方面的变化, 因此需要进行是室内处理,
消除干扰, 方便地质解释, 以便指导工作.20. 地震勘探基本上分为三个环节第一阶段是野外工作, 第二是室内资料处理, 第三是地震资料的解释.21. 影响地震记录分辨能力的因素很多，例如影响?t的主要因素有震源特性，大地滤波因子，记录仪器特性的.
影响？T的因素主要是地层的波速V和地层厚度△ h.22.菲涅尔带可以这样定义：若
在界面上o'点两侧的c,c'点产生的绕射子波与o'点产生的绕射子波到达0点的时差为T/2,则认为c,c'以内的点产生的绕射子波在0点是加强的.提高横向分辨能力的办法主要是提高频率和进行偏移归位使绕射波收敛. 小于菲涅尔带的地质体的反射, 类似于点绕射振幅也比长于菲涅尔带的反射振幅要小.23. 凸界面的反射波凸界面反射波同相轴在水平叠加剖面上出现的范围要比实际的背斜构造的范围宽, 这就容易造成与两翼较平的反射波发生干涉,相同曲率的凸界面,埋藏越深,凸界面反射
波出现的范围越大,并且凸界面对发射波能量有发散作用.是背斜构造的水平叠加剖
面, 经过偏移处理后的结果. 原来在图中发散开的同相轴收敛到正确位置, 并且与两翼较平的反射波的交叉干涉现象也消除了, 偏移处理是使凸界面反射波恢复正确形态的有效办法.24. 回转波的形成和特点--回转波实质上就是凹截面上的反射波,这
是它与正常反射波的共性.另一方面,由于它是在凹界面上形成的,时距曲线形状可
能很复杂, 具有交结点和回转点, 即界面上的反射点坐标和时距曲线上的点的坐标不
单一对应的关系. 地震剖面解释任务：1. 确定反射层标准层的层位及接触关系，
地层空间分布特征厚度横向变化，及目的层的特征。 2. 基岩顶面埋深的起伏的变化
3. 区域和局部的构造特征，包括构造范围和要素
4. 断层特征及发育史
5. 各种底辟、礁、火成岩、及古潜山等地质体的识别及解释 4. 反射标准层的选择：1. 分布范围广，能在较大范围内连续追踪 2.反射波的特征明显，较稳定 3.所选的标准层能
反映地下地质构造的主要特征、能反映地下浅中深的地层的起伏情况层位标定：是
确定地震剖面上的反射层相当的地质层位地震剖面上波的对比标志（方法）在地震剖面上辨认和追踪有效波和相关的各种地震波即波的对比三大对比标志：1. 振幅显著增强2.波形相似3.同相轴圆滑且有一定延伸长度3.对比方法：1. 相位对比：强相位
对比多相位对比2. 波组对比波组是指比较靠近的若干物性界面而产生的反射波的组合波系: 指两个或两个以上波组所构成的
剖面间的对比 4.运用地质规律对比 5.基干剖面的选择 1. 反射标准反射层系 3.
层特征清楚，能对比追踪转长距离 2. 穿过主要的构造部位，构造特征清楚 3.
断层少 4.连并剖面一般都应作基干剖面 5.断面波的特点:1. 同相轴很陡与周围正常波穿插交叉 2.波形不稳定，能量不稳定 3. 连续性差时断时续，忽隐忽现，断面波是断层的重要标志 6.地震绕射波:在共炮点道集上，在断层、不整合面、地层尖灭
点可见到类似双曲线或抛物线状同相轴地震绕射波绕射波特点:1. 在共炮点记录上绕射波同相轴呈双曲线状，极小点在绕射点正上方 2. 绕射波在其时间极小点处能量最强，向两边逐渐衰减3. 绕射波同相轴在极小点两边相位相反。7. 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. 在水平剖面上，回声波同与之相连的正常界面反射波同相轴常呈环圆状或牛角状 3. 凹曲界面的曲率越大，深度越大，回转波范围越大 4. 回转波的能量分布:
在凹曲界面段产生的回转波能量与同深度水平界面正常反射波能量大体相当地震资料上断层的识别标志: 一、断层地震剖面的识别:1. 反射同相轴突然减少或增多 2.
波组波系错断3. 地震剖面上反射层产状发生突变 4.同相轴扭曲现象是小断层的标
志 5. 地震剖面上出现波形杂乱带或空白带，对比难以进行 6. 异常波对比二、断层水平切片的识别:1. 同相轴的错断 2. 同相轴的走向突变 3. 同相轴宽度突变不整和在地震剖面上的特征: 平行不整合面情况在时间剖面上的特征为:1. 反射波同相一般较强，但强度、波形变化小，不稳定 2. 经常出现绕射波，有时会出现一连串的绕射波，平行于上下反射层地排列在整休剖面上角度不整合面情况: 时间剖面上的特点为:1. 反射波强度和波形变化大，不稳定 2. 不整合面上下反射波逐渐靠拢、不整合面下面的反