地震勘探實驗報告

1、中國地質(zhì)大學（武漢）地空學院地震實驗報告姓 名： 沈班 級： 班學 號：時 間 ： 2015 年 05 月指導老師： 張一、實驗目的實驗一：1、淺層地震裝備的基本組成；2、認識 GEODE9淺6 層地震儀的主要結構，并學會該類儀器的操作方法；3、地震波認識。實驗二：1、掌握淺層地震數(shù)據(jù)采集方法及注意事項二、儀器介紹1、儀器簡介全套美國 GEOMETRIC公S司生產(chǎn)的 Geode96淺層地震儀（相當于四套獨立的24 道淺層地震儀）該儀器能滿足折、反射地震勘探、井間勘探、面波調(diào)查等地 震監(jiān)測需要 , 應用 Crystal 公司的 A/D轉換器和高速過采樣技術達到了 24位地震 儀的精度。頻帶從到

2、20,000Hz, 使得采樣間隔可以從 20 毫秒到 16 微秒。采樣到 的數(shù)據(jù)疊加到 32 位的疊加器中，然后傳回到主機的硬盤或其它介質(zhì)上。內(nèi)置預 觸發(fā)器，每道有 16K 的內(nèi)存。用硬件相關器對震源信號進行實時相關運算。 Geode 包裝堅固、防水、防震, 有提手,重公斤, 用 12V的外接電池可以連續(xù)工作 10 個小 時。（ 如下圖 ）2、主要操作功能鍵及快捷鍵注釋：鎖定與解鎖； 2 清除界面； 4 檢測噪聲； 7 保存3、操作步驟及注意事項1、每個 GEODE用數(shù)傳線按規(guī)定串聯(lián)，通過數(shù)傳盒與筆記本電腦的 USB口連 接。、每個 GEODE接上 12V 電源。、開關接到與筆記本相連的第一個

3、 GEODE上。、傳盒上的開關置于 POWER U處P 。、采集控制程序， 并按工作需要設置好各項參數(shù)， 然后進行正常數(shù)據(jù)采集工 作。、出采集控制程序之前，應將數(shù)傳盒上的開關置于 POWER DOW處N。、卸下各連接線并清理整齊。、注意的是：在正常工作過程中， 任何時候移動數(shù)傳線與 GEODE的連接頭時， 必須退出采集控制程序。 另外 Y型頭上有紅色標記的與 GEODE的前 12 道相連接。而且采集控制軟件運行的語言環(huán)境必須是英語 （ 美國 ） 。三、實驗內(nèi)容1 、淺層地震裝備認識及地震波認識：第一周上午主要是老師介紹檢波器、 地震儀以及實驗裝備， 認識設備后進行采集裝置的連接， 全班同學輪流

4、當做指揮 員和爆破員；2 、淺層地震數(shù)據(jù)采集實驗：隔一周之后的上午全體同學使用地震儀進行淺 層地震數(shù)據(jù)的采集及簡單的分析，并對干擾波進行識別。四、主要步驟1. 在物探樓后，從東至西開始布置 36 道檢波器，道間距為 1m，用兩臺地震儀 相連進行數(shù)據(jù)采集與接收；用鐵錘敲擊放炮 ,檢波器接收記錄， 并觀察地震記錄， 若發(fā)現(xiàn)有錯誤道， 相反 道進行相應測線位置道的檢波器檢查，直至所接收的地震記錄良好（性噪比 較好，在 30-60db 范圍內(nèi)前段時間資料平坦無波動） ；完成上述步驟后，首先觀測未激發(fā)震源時的地震記錄，觀察隨機干擾波；放炮，觀察地震記錄，觀察聲波，面波，直達波，折射波以及高能干擾的范 圍

5、位置及形態(tài)；根據(jù)面波，折射波，反射波的出現(xiàn)位置選擇最佳窗口然后依據(jù)最佳窗口使炮 點移動來進行相應的反射波和面波勘探從而得到明顯的反射波和面波；（實驗二內(nèi)容 ）簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)設計簡介 ： 單次覆蓋觀測系統(tǒng)：雙邊激發(fā)、單邊激發(fā)、中間激發(fā)、間隔單次覆蓋。如果 震源固定在排列的一端激發(fā)，每激發(fā)一次，排列沿測線方向向前移動一次 （ 半個 排列長度 ） ，這種觀測系統(tǒng)叫做單邊激發(fā) （ 或叫單邊放炮 ）簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)。如果震源位于排列中間，也就是在激發(fā)點的兩邊安置數(shù)目相等的檢波器同時 接收，這種形式的觀測系統(tǒng)稱為中間激發(fā)觀測系統(tǒng) （ 或叫中間放炮觀測系統(tǒng) ）。簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)的最大特點是接收段靠近激發(fā)點

6、，能避開折射波干涉，便 于野外施工，但受面波和聲波干擾較大。簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)（a）雙邊激發(fā)；（ b）單邊激發(fā)； （c） 中間激發(fā)； （d） 間隔單次覆蓋干擾波調(diào)查及窗口大小的選擇：各種規(guī)則有效波， 它們的時距關系均具有相干性 （即相鄰道之間波到達的時 間是有規(guī)律的，并且是可以預測的） ，這就為我們利用多道儀器追蹤有效波信息 創(chuàng)造條件。但是，各種波的時距曲線的相干性并不是一樣的，有的是直線，有的 是曲線，于是相互之間會互相干涉， 就存在一個有效波的追蹤范圍和追蹤地段問 題。干擾波調(diào)查是采集單炮多道地震記錄， 排列長度依據(jù)勘探深度和有效波分布 的范圍確定，本次實習排列長度 36 道，道間距為 1m

7、，偏移據(jù)為 0m，不使用模擬 濾波器。本次干擾波的實驗采取單邊放炮并且對采集的實驗數(shù)據(jù)進行繪制成圖， 并進行分析。具體如下：圖（1）單邊放炮第一次數(shù)據(jù)圖（2）單邊放炮第二次數(shù)據(jù)從以上倆附圖可以看出， 第二次的數(shù)據(jù)信噪比比第一次要高， 不過倆次實驗 測得的數(shù)據(jù)基本一致，我們可以看出首波均很明顯，均在 13 道左右發(fā)生轉折， 我們可以判斷， 在這之前的首波為直達波， 在這之后的首波均為速度更大的折射 波，因此我們在折射波勘探中要考慮到觀測窗口的大小對實驗的影響， 要求最小 炮檢距要大于十三道的位置， 即大于轉折點對應的炮檢距， 這樣便壓制了直達波 對地震勘探的影響。雙邊放炮、中間放炮觀測對比：圖（

8、 3）正向追逐炮圖（ 4）反向追逐炮 圖（ 5）中間放炮 從圖（ 5）中我們可以看到在中間激發(fā)時，我們可以同時觀測到炮點倆側的 地震數(shù)據(jù)，具有宏觀對稱性， 這樣在一定程度上避免了因炮點與檢波點相距太遠 導致能量衰弱的現(xiàn)象。從圖（3）和圖（4）中我們可以清楚地辨別各種波形，從反向追逐炮中明顯 地看到前面有幾道可能是在移動炮點時碰到了檢波器， 使檢波器出了些問題， 但 是對整體影響不大。我們可以看到下圖所示的情況：在折射波法地震勘探中，比較流行的是采用相遇追逐觀測系統(tǒng)。 O1是 O2的 追逐炮， O4是 O3的追逐炮；若測線方向為 O1O4方向，則 O1稱為正追逐炮，O2稱為正相遇炮， O3 稱為

9、反相遇炮， O4稱為反追逐炮。追逐炮的作用：（1）可以利用追逐時距曲線與相遇時距曲線的平行性延長解釋區(qū)間；（2）確定直達波與折射波的交點；（3）判斷有無穿透現(xiàn)象 （ 有穿透可能就不平行 ） 。單邊多次覆蓋實驗：本次實驗的最后一個為多次覆蓋實驗， 多次覆蓋觀測系統(tǒng)是為了壓制多次反 射波之類的特殊干擾波， 提高地震記錄的信噪比， 采取有規(guī)律地同時移動激發(fā)點 與接收排列，對地下界面反射點多次重復采樣的觀測形式叫多次覆蓋觀測系統(tǒng)。 多次覆蓋觀測系統(tǒng)與簡單連續(xù)、 間隔連續(xù)觀測系統(tǒng)的區(qū)別是移動激發(fā)點和接收排 列的距離較短， 可以重復觀測地下界面。 對地下界面重復觀測多少次就稱為幾次 覆蓋。多次覆蓋觀測系統(tǒng)

10、炮點移動距離與覆蓋次數(shù)和地震儀器的接收道數(shù)滿足： 式中 表示炮點每次移動幾個道間距； n 是地震儀器的接收道數(shù) ； N 是 覆蓋次數(shù)； S = 1 表示單邊放炮； S=2 表示雙邊放炮。本次實驗所采用的是六次覆蓋，道數(shù)選擇 12 道，單邊放炮，我們可以據(jù)此 算出 = 2；因此我們從零炮檢距位置開始依次隔倆個道激發(fā)一次，相應的電腦 中參數(shù)可以方便地將觀測系統(tǒng)往后移動倆道。得到的六次覆蓋圖如下：圖（1）第六次覆蓋地震記錄圖（2）第五次覆蓋地震記錄圖（3）第四次覆蓋地震記錄圖（4）第三次覆蓋地震記錄圖（5）第二次覆蓋地震記錄圖（6）第一次覆蓋地震記錄五、實驗收獲與體會感謝老師安排此次實驗， 讓我有機

11、會親自安插檢波器、 掄大錘激發(fā)地震波和 操作電腦，這是我大學期間第二次如此密切的接觸地震勘探的主要設備。第一次是在去年跟著張老師和夏老師去江灘做過一次實驗， 但是由于當時專 業(yè)知識還不充足沒有太了解各個流程的具體步驟。 通過這次實驗， 我認識了淺層 地震儀，了解怎樣布置測線，包括測線方向，長度，檢波器的布置與連接，道的 接入等，了解了地震震源的要求， 還掌握了地震勘探過程中的操作步驟， 以及原 始數(shù)據(jù)圖件的查看、檢錯，原始噪聲的觀測等等?？傊麄€過程張老師講解都非常詳細， 也非常耐心地回答我們的問題， 這次實驗收獲確實很多，整個過程都對以后北戴河實習以及工作奠定了堅實基礎。 再次感謝老師以及

12、所有跟我共同完成任務的同學 附一、思考題：1. 地震勘探的主要裝備有哪些地震勘探的主要裝備有震源激發(fā)裝置（如鐵錘，雷管，炸藥等） ，檢測裝置： 檢波器（根據(jù)不同的勘探要求選擇不同頻率的檢波器） ，接收與存儲裝置： 地 震儀（用于各測線及道的數(shù)據(jù)接入放大等） 。各種波的特點直達波：在均勻地層中由震源直接傳播到觀測點的地震波。原始資料圖上為前段所達時間最短的傾斜的直線，但由于炮間距 增大被其他波的掩蓋，所以只能看到一直線段。折射波：地震波在傳播中遇到下層的波速大于上層波速的彈性分界面，而且 入射角達到臨界角 （使透射角為 90）時，透過波將沿分界面滑行， 又引起界面上部地層質(zhì)點振動并傳回地面的波。

13、原始資料圖上為直達波后傾斜角度更大的射線（由于盲區(qū)的存在） ， 由于傳播時間比其他波時間都短又稱初至波，其他波則成為續(xù)至 波。瑞雷面波： 地震勘探中主要是瑞雷面波，特點：能量強，縱向衰減快橫向衰反射波：減滿，面極化逆進橢圓，且具有頻散現(xiàn)象，由于沿地表傳播與折射 波反射波所對應的視速度不一樣，可以利用這一特點來進行作為干 擾波的壓制。原始資料圖上為縱向衰減快橫向衰減慢，能量強的掃帚狀。 由于界面上下性質(zhì)不同將發(fā)生反射現(xiàn)象。原始資料圖上反射波為雙曲線，其漸近線為直達波直線，由于面波 能量及其它干擾波能量強在圖上被掩蓋，但經(jīng)過各項校正及振幅恢復等一系列數(shù)據(jù)處理將得到反射波剖面圖。通過對共反射點進行正 常時差校正以及偏移處理將得到地震剖面圖。觀測系統(tǒng)（道距、偏移距、排列長度、排列方向、炮檢距、炮間距）的概念道距： 檢波器道與相鄰道之間的距離；偏移距： 炮點到相鄰最近檢波器之間的距離；排列長度： 一條測線的總長度等于 （一條測線檢波器總數(shù) -1 ）與道距的乘積； 排列方向： 一條測線布置的方向， 本