地震勘探原理及方法

1、一、地震勘探基本原理1 .地震地質(zhì)模型基本分類2 .均勻、理想彈性介質(zhì)中的三維波動方程3 .無限大均勻各向同性介質(zhì)中的彈性波場及特征4 .地震波的反射、透射和折射5 .多層黏彈性介質(zhì)中的彈性波場及特征6 .幾何地震學(xué)原理.地震波速度及地震地質(zhì)條件1.1地震地質(zhì)模型基本分類.地震地質(zhì)模型.固體成為彈性介質(zhì)的條件.人工激發(fā)震源與巖層的彈性.常用的彈性介質(zhì)模型1.3無限大均勻各向同性介質(zhì)中的彈性波場及特征無限大均勻各向同性介質(zhì)中的平面波無限大均勻各向同性介質(zhì)中的球面波地震波的動力學(xué)特征地震波的運(yùn)動學(xué)特征小結(jié)：1、動力學(xué)特征（動力學(xué)參數(shù)）2、運(yùn)動學(xué)特征（運(yùn)動學(xué)參數(shù)）3、動力學(xué)特征的體現(xiàn)：遠(yuǎn)近震源處的位

2、移波形變化球面擴(kuò)散、振動圖和波剖面譜分析4、運(yùn)動學(xué)的原理和定理：Huygens、Fermat、Snell5、時間場和射線的關(guān)系6、基本概念：射線、視速度、頻波關(guān)系、波數(shù)、波長動力學(xué)信息（反映動力學(xué)特征的信息）振幅、頻率、波形、吸收衰減、極化特點、連續(xù)性等特征。1 運(yùn)動學(xué)信息（反映運(yùn)動學(xué)特征的信息）傳播時間（旅行時間）、傳播時間-空間距離的關(guān)系、波的傳播路徑、地震速度等特征1.4地震波的反射、透射和折射.平面波的反射和透射.彈性分界面上的波型轉(zhuǎn)換和能量分配.球面波的反射、透射和折射.地震面波小結(jié)1、斯奈爾定理（包括反射定理、透射定理）2、波的轉(zhuǎn)換（同類波、轉(zhuǎn)換波）3、能量分配Zoeppritz方

3、程（法線入射、入射自由表面、反射產(chǎn)生條件）4、傾斜入射及折射波的產(chǎn)生（產(chǎn)生條件、原因）5、折射波的特點（波前為圓錐臺、射線為直線、能量擴(kuò)散比反射波慢、折射盲區(qū)、屏蔽現(xiàn)象）6、AVA曲線（臨界入射前、臨界入射、過臨界入射）7、面波的特點（傳播速度、質(zhì)點位移、頻散現(xiàn)象）1.5多層黏彈性介質(zhì)中的彈性波場及特征.黏彈性介質(zhì)中彈性波的傳播和大地濾波作用.多層介質(zhì)中彈性波的傳播特性.地震波的簿層效應(yīng).地震繞射波.地震波的波導(dǎo)效應(yīng).反射波地震記錄道形成的物理機(jī)制黏彈性介質(zhì)中彈性波的傳播基本概念地震薄層黏滯性介質(zhì)地層對彈性波的吸收作用Voigt黏彈性理論吸收系數(shù)及特性大地濾波作用地震子波品質(zhì)因素波導(dǎo)效應(yīng)薄層的

4、干涉作用薄層的調(diào)諧作用地震縱向分辨率地震繞射波地震橫向分辨率菲涅爾帶半徑地震道褶積模型幾何地震學(xué)原理地震反射波運(yùn)動學(xué)地震折射波的時距曲線地震繞射波的時距曲線多次反射波的時距曲線垂直時距曲線方程t-p域各種波的運(yùn)動學(xué)特點地震橫波運(yùn)動學(xué)特征小結(jié)：1、幾何地震學(xué)的相關(guān)概念：幾種深度、傾角的概念，幾種深度的關(guān)系，視傾角與真傾角的關(guān)系。2、反射波時距曲面方程：時距曲面的形狀3、單個水平界面、單個傾斜界面、多層界面的時距曲線單個水平界面時距曲線的特點（極小點，漸進(jìn)線方程，正常時差的概念）單個傾斜界面時距曲線的特點（極小點與界面、傾向的關(guān)系，傾角時差）界面曲率對時距曲線的影響；多層介質(zhì)反射波時距曲線的速度問

5、題連續(xù)介質(zhì)中波的時間場和反射波時距曲線4、地震折射波時距曲線一個水平、傾斜界面折射波時距曲線（時距曲線的特點、盲區(qū)、相遇時距觀測系統(tǒng)）多個水平層折射波時距曲線彎曲界面的折射波、穿透現(xiàn)象5、繞射波的時距曲線（時距曲線的特點、與反射波時距曲線的區(qū)別與聯(lián)系）6、多次波時距曲線的特點。7、垂直時距曲線方程（了解）8、°-p域各種波的特點（了解）9、反射橫波運(yùn)動學(xué)特征（了解）地震波速度及地震地質(zhì)條件地震波的傳播速度及其影響因素幾種速度之間的相互關(guān)系地震地質(zhì)條件思考題1.11、某介質(zhì)受外力后發(fā)生形變，而外力消失后不能完全恢復(fù)原狀，這種介質(zhì)為（）（A）塑性介質(zhì)（B）理想彈性介質(zhì)（C）粘彈性介質(zhì)（D

6、）均勻介質(zhì)2、下列說法正確的是（）（A）波在完全彈性介質(zhì)中傳播有能量損耗（B）波在粘彈性介質(zhì)中傳播有能量損耗；（C）層狀介質(zhì)即均勻介質(zhì)（D）均勻介質(zhì)即各向同性介質(zhì)思考題1.21、在只有脹縮力的作用下，將產(chǎn)生（）擾動A）與體變系數(shù)有關(guān)的擾動B）與旋轉(zhuǎn)形變有關(guān)的擾C）不產(chǎn)生擾動D）有時產(chǎn)生與體變系數(shù)有關(guān)的擾動，有時產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)形變有關(guān)的擾動2、公式中，表不（）A）脹縮力B）剪切力C）外力D）內(nèi)力復(fù)習(xí)題：1、波的強(qiáng)度與振幅的關(guān)系為（）（A）波的強(qiáng)度與振幅的平方成正比（B）波的強(qiáng)度與振幅成正比（C）波的強(qiáng)度與振幅的平方成反比（D）波的強(qiáng)度與振幅成正比2、惠更斯原理認(rèn)為，射線是于波前傳播的。在空間中，任意

7、時刻波前面上的每一點都可以看成是一個,并由它產(chǎn)生元波前，各個元波前的包絡(luò)就是的位置3、計算下列情況下的視速度V*。（真速度V=2000m/s）地表射線波前波前4、球面縱波的位移方程為圾為震源函數(shù)，為縱波速度，為波傳播的距離。1）試解釋上式的物理含義。2）試寫出近震源、遠(yuǎn)震源球面縱波的表達(dá)式。5、在遠(yuǎn)離震源情況下，球面縱波有如下特點（）A）縱波位移與震源函數(shù)成正比，與傳播距離成反比B)縱波位移與震源函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)成正比，與傳播距離的平方成反比C)縱波位移與震源函數(shù)成正比，與傳播距離的平方成反比D)縱波位移與震源函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)成正比，與傳播距離成反比復(fù)習(xí)題：1、若vp、vs、vR分別表示某表層的縱

8、波、橫波、面波速度，它們之間滿足()(A)七X-(B)三"二匕：(C)1,<v：<v?(D):二：上二7三2、在炮點附近，觀測不到()(A)直達(dá)波(B)折射波3、下列哪些特點不屬于面波的特點(A)只在自由表面附近傳播(C)速度高(C)反射(D)隨機(jī)干擾)(B)頻率低(D)經(jīng)常會出現(xiàn)頻散現(xiàn)象4、當(dāng)界面為水平界面，介質(zhì)為各向同性介質(zhì)時，下列哪種波入射，在界面上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)換()(A)縱波(B)SV波(C)SH波(D)任何波入射都會在界面上產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波復(fù)習(xí)題:1 .如何從P波的角標(biāo)中判斷波是在哪一層介質(zhì)中傳播的2 與相比，是同類波.還是轉(zhuǎn)換波；反射波、還是透射波.什么是粘滯性介質(zhì)？與

9、理想彈性介質(zhì)有哪些不同？彈性波在粘滯性介質(zhì)中傳播時，其主要特點是什么？3 .什么叫大地濾波作用？它對地震記錄有什么影響？為什么?4 .什么叫薄層？薄層對地震記錄有什么影響？為什么?5 .什么叫波的透射損失？試寫出透射損失因子.試用廣義繞射理論和狹義繞射理論說明繞射波的產(chǎn)生？7什么是垂直分辨率，橫向分辨率？復(fù)習(xí)題：1、下列說法正確的是()(A)波在理想彈性介質(zhì)中傳播有能量損耗(B)波在粘彈性介質(zhì)中傳播有能量損耗;(C)層狀介質(zhì)即均勻介質(zhì)(D)均勻介質(zhì)即各向同性介質(zhì)2、當(dāng)?shù)卣鸩ㄍㄟ^地層時，何種頻率的波容易被吸收？()(A)低頻成分(B)高頻成分(C)3050Hz(D)與波的振幅有關(guān)3、關(guān)于橫向分辨

10、率，下列說法錯誤的是()(A)地震波的主頻越高，橫向分辨率越高。(B)地震波的振幅越大，橫向分辨率越高。(C)一般來說，深層地震記錄的橫向分辨率較低。(D)地震波的傳播速度越大，分辨率越低4、下列說法正確的是：(多選)(A)在粘彈性介質(zhì)中，地震波的高頻簡諧波分量衰減比低頻簡諧波分量衰減快(B)在粘彈性介質(zhì)中，地震波的高頻簡諧波分量衰減比低頻簡諧波分量衰減慢（C）大地相當(dāng)于一個低通濾波器（D）大地相當(dāng)于一個高通濾波器（E）大地濾波作用降低了地震勘探的分辨率判斷：1、所謂的頻散現(xiàn)象是指波在介質(zhì)中的傳播速度是振幅的函數(shù)（）2、在地震勘探中，薄層的概念是相對的（）3、韻律性薄層相當(dāng)于一個帶通濾波器（）

11、4、地震反射波波形延續(xù)長度越小，地震縱向分辨率越低（）填空：若地震子波為b，地下地層的反射系數(shù)為,在不考慮子波是時變和空變的情況下，則一個地震記錄&/可表示為。如圖所示（地震波垂直入射，為清楚顯示射線路徑，故將射線路徑畫為傾斜），波在第二、三層分界面（圖中AB界面）上發(fā)生反射，若入射波振幅為a,各層的速度、密度如圖所示。請計算R點接收的地震波振幅。（不考慮球面擴(kuò)散及吸收、衰減）復(fù)習(xí)題：1、下列哪種情況下波的時距曲線不是雙曲線？（A）單層水平界面的反射波時距曲線（B）單層傾斜界面的反射波時距曲線（C）斷點繞射波的時距曲線（D）單個水平界面的折射波時距曲線2、深層凹界面反射波時距曲線一般為

12、（）（A）平緩型（B）聚焦型（C）回轉(zhuǎn)型（D）直線型3、對單傾斜界面反射波而言，其時距曲線的極小點位于（）（A）界面的上傾方向（B）界面的下傾方向（C）激發(fā)點的正下方（D）不能確定若O1為炮點，D為斷層斷點，D1為在測線上的投影，試示意性地繪出反射波、繞射波的時距曲線在°-p域中，反射波的曲線為直達(dá)波的曲線為面波的曲線為折射波的曲線為判斷：1、直達(dá)波的時距曲線為直線（2、對于傾斜界面而言，若該界面能產(chǎn)生折射波，則在地面任何位置都可能接收到折射波（3、與反射波正常時差相比，繞射波正常時差較小（）第六章作業(yè)：1 .什么是射線平面？當(dāng)射線0X垂直于走向、或平行于走向、或是任意方向時，試問射

13、線平面與地面的鉛垂面是否是同平面上?2 .什么是法線深度、視深度、真深度?.證明直達(dá)波時距曲線是單一水平界面反射波時距曲線的漸近線。3 .對于水平界面，若全程多次反射波與某一層的一次反射波TO時間相同，能否區(qū)別一次波與多次波？怎么區(qū)別？4 .試比較多次波、繞射波在時距曲線上與反射波有哪些異同點？（水平界面情況下）.反射波時距曲線為什么是雙曲線而折射波卻是直線？清用視速度定理進(jìn)行說明。5 .什么是正常時差？它與哪些因素有關(guān)？6 .什么是傾角時差？與什么因素有關(guān)？7 .試解釋：平均速度、均方根速度、層速度，射線速度的確切含義？8 .在多層水平介質(zhì)、連續(xù)介質(zhì)（V是Z的線性函數(shù)）情況下，試問其時距曲線

14、有什么特點？9 .如果已知X和Y測線的夾角為30C,X方向的視傾角為45C,Y方向的視傾角為30C,試求真傾角.10 .試說明產(chǎn)生回折波的條件是什么？11 .若地下存在兩個分界面，其速度V1=2000m/s,V2=4000m/s,V3=6000m/s,試計算這兩個分界面的臨界角及其對應(yīng)的入射角;盲區(qū)半徑、折射波和反射波的切點坐標(biāo)。12 .已知三層介質(zhì)的層速度分別為V1,V2,V3,能否用V=（V1+V2+V3）總的公式計算平均速度V?為什么？14采用縱測線觀測時，不管反射界面形狀如何，射線平面是否只有一個？為什么？13 .利用視速度定理說明繞射波時距曲線的正常時差比和繞射點同深度的水平界面反射波時距曲線的正常時差大。ywm爐附1、從式，）來看，速度與密度的關(guān)系為（）（A）成正比（B）成反比（C）無關(guān)（D）有時成正比，有時成反比2、影響地震波傳播的