淺層地震勘探實(shí)習(xí)報(bào)告

（華東）CHINAUNIVERSITYOFPETROLEUM淺層地震勘探實(shí)習(xí)

報(bào)告學(xué)號：班級：姓名：指導(dǎo)老師:目錄一前言 1.1淺層地震勘探實(shí)習(xí)的目的和意義 1.2淺層地震勘探實(shí)習(xí)的內(nèi)容 1.3工區(qū)概況和場地規(guī)化 二折射波法地震勘探 2.1數(shù)據(jù)采集 2.2數(shù)據(jù)處理 23結(jié)果解釋 三反射波法地震勘探 3.1數(shù)據(jù)采集 3.2數(shù)據(jù)處理 3.3結(jié)果解釋 四實(shí)習(xí)總結(jié)一前言地震勘探是利用地層與巖石的彈性差異而引起彈性波場變化產(chǎn)生彈性異常（速度不同），用地震儀測量其異常值（時(shí)間變化）并根據(jù)異常變化情況反演地下地質(zhì)構(gòu)造情況，尋找有用礦產(chǎn)資源的一種極重要的地球物理勘測方法。在勘查精度、分辨地質(zhì)體的能力以及勘探范圍（淺、中、深）等方面都有其突出的優(yōu)越性。地震波的傳播所遵循的規(guī)律和兒何光學(xué)極其相似，波在傳播過程中，當(dāng)遇到彈性分界而時(shí)，將產(chǎn)生反射、折射和透射，接收其中不同的波，就構(gòu)成了不同的地震勘査方法（反射波法、折射波法和透射波法）。本次地震勘探教學(xué)實(shí)習(xí)所用到的主要是折射波法和反射波法。1.1淺層地震勘探實(shí)習(xí)的目的和意義本次實(shí)習(xí)安排在《地震勘探原理》課程學(xué)習(xí)結(jié)束Z后，意在使同學(xué)們能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用與實(shí)踐，增強(qiáng)動手能力，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)以致用。同時(shí)能夠熟悉并學(xué)握淺層地震勘探野外數(shù)據(jù)采集，室內(nèi)資料處理和成果解釋的流程，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2淺層地震勘探實(shí)習(xí)的內(nèi)容本次實(shí)習(xí)主要實(shí)踐了折射波法和反射波法在淺層地震勘探領(lǐng)域的應(yīng)用。具體內(nèi)容包介了兩種方法數(shù)據(jù)采集，處理和解釋的實(shí)際步驟，其具體流程如下：場地測量|=>設(shè)計(jì)施工方案◎現(xiàn)場儀器調(diào)試r數(shù)據(jù)采集1數(shù)據(jù)質(zhì)量評估f=>數(shù)據(jù)處理°數(shù)據(jù)成圖|=>圖件分析與解釋--丿（淺層地震勘探實(shí)習(xí)流程圖）

1.3工區(qū)概況和場地規(guī)劃1.3.1工區(qū)概況黃島區(qū)是山東省青島市所轄的一個(gè)市轄區(qū)，乂名青島西海岸經(jīng)濟(jì)新區(qū)，總面積約為2220.1平方千米，2010年人口為139.26萬。其北部6街道與王臺鎮(zhèn)（含黃山經(jīng)濟(jì)區(qū)）、靈山衛(wèi)街道辦事處為國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的首批國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。青島前灣保稅港區(qū)和莆家口港區(qū)均位于黃島區(qū)。1-1黃島地黃島區(qū)屬魯東丘陵區(qū),呈西直塞低之勢,境內(nèi)山嶺起伏，溝壑縱橫。有海拔100-400米的山峰45座,西部主要有小珠山山脈，陡峻挺拔,分別向東南綿延數(shù)十里，為西部的天然屏障。主峰海1-1黃島地拔拔724.9米。黃島區(qū)地處北逼螢季風(fēng)區(qū)域內(nèi)，風(fēng)速平均5.4M/S,年平均瞬時(shí)風(fēng)力大于8級天數(shù)為71天。由于本次地震勘探實(shí)習(xí)時(shí)間有限，僅安排了站內(nèi)實(shí)習(xí)內(nèi)容，以淺層地震的折射和反射為主。實(shí)習(xí)匸區(qū)為學(xué)校操場，由于區(qū)域較小、測線較短，基本不受區(qū)域地質(zhì)的影響。1.3.2場地規(guī)劃實(shí)習(xí)場地為中國石油大學(xué)（華東）校醫(yī)院北而的操場（北緯35.942度：東經(jīng)120.169度）。由于操場形狀近似長方形，所以我們平行于操場長邊的直線為測線。為了便于反射波法和折射波法之間進(jìn)行對比，以便更加方便直觀的說明問題，折射波法和反射波法的測線應(yīng)當(dāng)盡暈重合。

測線示意圖如下:12測線示意圖二折射波法地震勘探折射波法是在距震源較遠(yuǎn)的位置上，觀測來口地下經(jīng)巖層分界面上滑行后返回的折射波。對于具有多層介質(zhì)的地層，地震波在地層中傳播時(shí)在每層介質(zhì)中的速度不一樣，如果某一層的速度大于它上一層的速度，且入射角達(dá)到臨界角，則會產(chǎn)生折射波，二者的界面為折射面，此時(shí)折射波以臨界角沿界面滑行，以不變的角度返回地面。折射波的到達(dá)時(shí)間與折射面的深度有關(guān)，折射波的時(shí)距曲線接近于直線，其斜率決定于折射層的波速。由于折射波要在臨界角之后才出現(xiàn)，因此在震源附近觀測不到折射波，這個(gè)觀測不到折射波的區(qū)間稱為旨區(qū)。示意圖如下圖圖2」折射波示意圖

2.1數(shù)據(jù)采集2.1.1釆集儀器接收裝置：共48道每次24道同時(shí)接收。如下圖:圖2-2接收裝置震源：鐵錘敲擊鐵板觸發(fā)如下圖：圖2-3震源圖2.1.2觀測系統(tǒng)根據(jù)課本所學(xué)知識，結(jié)合實(shí)際工區(qū)情況，并進(jìn)行試采集后，我們確定的淺層折射波法地震勘探系統(tǒng)參數(shù)如下：偏移距：8m 道間距：2m 采樣率：0.25ms采樣時(shí)間0?5s觀測系統(tǒng)示意圖如下所示:8)8)n2mAAAA檢波點(diǎn)共24道圖2-3折射波法觀測系統(tǒng)示意圖2-2數(shù)據(jù)處理221處理原理方法：to差數(shù)時(shí)距曲線法求界面截護(hù)時(shí)間法是界面為平界面時(shí)的方法，當(dāng)界面是任意界面，時(shí)距曲線不是直線時(shí)，就不能再采用截距時(shí)間法求界面了。這時(shí)町采用差數(shù)法求界面。to差數(shù)時(shí)距曲線法乂稱to法,其應(yīng)用條件為:折射界面的曲率半徑比埋藏深度大得多，波沿界面滑行時(shí)沒有穿透現(xiàn)象。在相遇時(shí)距觀測系統(tǒng)下，由激發(fā)點(diǎn)01、02得到兩條相遇折射波時(shí)距曲線SI、S2o如圖所示，取排列上任一點(diǎn)D,在相遇時(shí)距曲線可以得出tl.t2的旅SI、S2o如圖所示，取排列上任一點(diǎn)D,在相遇時(shí)距曲線可以得出tl.t2的旅行時(shí)間分別為:tl=ABDt(DrECD有:(BD=(CDIhtgi2/7sin2z人cos.‘1=^0}ABD‘2=^o2ecd十to、有:(BD=(CDIhtgi2/7sin2z人cos.‘1=^0}ABD‘2=^o2ecd十to、ECh匕cosi*O\AB十2〃sin2iV}cosi有以上關(guān)系式可以得到:2A(1-sin2/)_2hcos/因此D點(diǎn)到折射界面的法線深度h為:2cosi令則上式K=—^一2COS7可以寫為:只要能分別求出K或tO值，就能求得折射界面的法線深度ho所以當(dāng)vl己知的情況下，關(guān)鍵是求V2侑。為求V2侑，再引入時(shí)距曲線的另一個(gè)差數(shù)并令其等于6(x)

&(x)=—t2+1=+(7—f2)=/]+△/求出每點(diǎn)的e（X）也可連出e（X）曲線對e（X）微分可得：刀0（x）_dtx dt2dx dx dx對上式右邊的兩項(xiàng)時(shí)間對距dt{sin(/_0)dxdt2sin(7+0)~dx~Vxdd{x)_dt、dxdt2dxdxdt{sin(/_0)dxdt2sin(7+0)~dx~Vxdd{x)_dt、dxdt2dxdx11

廠尸

sin(/+0)*sin(,-0)2sinicos2sinicossini2cos0最后可以求出計(jì)算界面速度的公式： K=2cos^—■ dO當(dāng)折射界面傾角屮W15。時(shí)，cos（pM,此時(shí)上式可簡化為:K=2Ar/A<9因此只要根據(jù)O(x)=tl?t2+T,在相遇時(shí)距曲線上構(gòu)制0(x)曲線并求其斜率的倒數(shù)，然后代入上式則可求出V2。由于V2已求出，則K便為已知，則進(jìn)一步可以求出然后以各觀測點(diǎn)為圓心，以其對應(yīng)的h為半徑畫弧，可得出一系列圓弧，作這些圓弧的包絡(luò)線即為折射界面的位置。2.2.2拾取初至由軟件得到雙邊放炮地震記錄如下圖：2-3雙邊放炮24道地震記錄由上圖得到初至?xí)r間如下表：表一：折射波法初至?xí)r間記錄表逍號崗邊漁發(fā)折射波g崗也漁發(fā)玄達(dá)波mu北邊激發(fā)折射波g北也激發(fā)左達(dá)波mu1224.6263.31191.263451.88178.5530.7857.1555.4168.82634.2965.9551.88161.79匚36?0572.9851154.7683G8180.0248.36146?84938?6987.9344.81138.931040.4594.9643.96131.891141.33102.8843.09123.981243?09110.7942.21116.951344?84117.8340.45109.031447.48125.7439.571021548.36131.8937.8195.841649.24139?8135.1787.051750.12147.7232.5380.021851154.7630.7874.741952.76161.7928.1465.952053?64169?726.3861.552154.52177.6224.6258.912254.52185.5321.9855.42353.64192.5720.2246.42453?64198.7214.9537.81

（注：由于前四道為壞道，故數(shù)據(jù)未能讀岀）2.2.3數(shù)據(jù)計(jì)算由地震記錄分析可知記錄到的地層大致可分為兩層1第一層素的VI由表一作出直達(dá)波時(shí)趴曲線如下：由速度等于斜率的倒數(shù)得出兩次激發(fā)直達(dá)波速度如下：由速度等于斜率的倒數(shù)得出兩次激發(fā)直達(dá)波速度如下：Vll=271.34m/sV12=286.57m/s取平均值得：Vl=278?96m/s2第二層速度V2由表一作出折射波時(shí)距曲線并對其進(jìn)行多項(xiàng)式擬合如下：圖2-5折射波時(shí)距曲線由上圖算出互換時(shí)T=69?35msme(x)N—2+T得到下表:距離血810121416182022242628308(x)/ms30.6669.3569.3544.7351.7654.458.863.265.8467.5970.23髒血32343638404246485052546(x)/b73J477.2679.983.4286.9489.5?93.9796.6199.25101.89102.7710&0420160402010 20 30 40 50距離X/m602-60由上表數(shù)據(jù)作圖如下:20160402010 20 30 40 50距離X/m602-60所以耳=2Ay/A〃-2/1.6395x1000-1219.88m/s3深度h2cos/計(jì)算得K=143.28匕—2cos/計(jì)算得K=143.282vl-sin2/2v/l-(r；/r2)2由tQ=tl+t2?Th=KtQ得下表表三5,h數(shù)值表?|x/m81012 141618202224262830tO/ms1&5816.8316.8217.716.82111815.0615.0?15.952.6621422414022.409972.5360562.409972.031712.1577972.159232.285316距離山323436384042444648505254tO/ms15.9417.716.8215.0613.312.4311.5510.6：9.791.154.512.2838832.5360562.409972.1577971.9056241.780971.6548841.5287981.4027111.0244520.646153由上表做出剖而圖如下:

53.1.510.500102030 40 503553.1.510.500102030 40 50352距離X/m602-6深度剖面圖2.3結(jié)果解釋由以上計(jì)算結(jié)果及深度剖面圖可知，地下淺層大致分為兩層，第一層為低速層，速度人概為279nVs,第二層為高速層，速度人概為1220m/So兩地層的分界面買深為1?3米，且沿著測線由南到北界面埋深逐漸由3米漸減小到2.5米，然后由2.5米略微增加，最后再減小到1.25米，具體趨勢參見圖2?6。三反射波法地震勘探反射波法是在靠近震源的不同位置上，觀測地震波從震源到不同彈性分界而上反射回地面的地震波動，研究由不同界面反回來的反射波場，可以解決地下巖層的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，共至于巖性等問題。3.1數(shù)據(jù)采集3.1.1采集儀器同折射波法勘探，具體參見圖2-2,2-3激發(fā)條件：實(shí)習(xí)中采用錘擊震源，工作時(shí)要求把觸發(fā)開關(guān)與大錘的連接線繞過啟部，以免錘擊在連接線上，而且落錘要有力，干凈利索，不得回彈。接收條件：檢波器匸作時(shí)要半穩(wěn)垂直并準(zhǔn)確地緊埋在地面接收點(diǎn)的位置上,并與電纜正確連接，防止漏電、短路，接觸不良、極性接反，埋置前先清除浮土及周圍雜草。3.1.2觀測系統(tǒng)根據(jù)課本所學(xué)知識，結(jié)合實(shí)際工區(qū)情況，并進(jìn)行試采集后，我們確定