地震勘探原理地震勘探原理第三章第三章 地震勘探的野外工作地震勘探的野外工作试验工作 干扰波的调查 地震地质条件的了解，低速带、潜水面、地质构造特性等 激发、接收条件的选择生产工作 生产测量 地震波的激发 地震波的接收第三章 地震勘探的野外工作第一节 野外的工作方法一、野外工作的内容二、干扰波的类型和特点第一节 野外的工作方法三、干扰波调查三、干扰波调查了解干扰波的特征及分布规律，压制干扰，加强有效波。1、小排列：采用土坑爆炸，小排列（道距3-5米）连续接收几个排列，使各种规则干扰波在记录上能连续追踪出来为止，来研究干扰波类型及分布规律 。选择最佳激发条件和仪器因素，在试验小排列上接收一、二个排列，这样会压制相当一部分干扰波，并记录下部分有效波，对记录分析，了解干扰波和有效波的相互关系及各自的特点。2、单一改变激发和接收因素，观测干扰波性质。第一节 野外的工作方法3、直角排列目的是查明干扰波的传播方向。 方法：将半个排列布置在一个方向AB，另外半个排列布置在一个与之垂直方向AC， 激发点离开O点一定距离放炮。从记录上求得两个方向各自的时差 、 ，在图上沿两个说话一定比例尺标出矢量 、 ，求 与 它们的合矢量 的方向就近似于干扰传播方向。 第二节地震测线布置第二节地震测线布置地震勘探野外采集形式是根据地质任务、干扰波与有效波特点、地表施工条件等诸方面条件确定的。通常在勘探区域内布设多条测线进行观测。 把设计好的测线布置到实际的施工地区。由于所有的地震道都需要进行叠加(共中心点或共反射点)。所以要求在地面上精确地定出激发点和接收点的位置。地震测线布置包含两个内容： 1)设计观测系统； 2)野外测线位置的确定。 第三章 地震勘探的野外工作一、测线的布置和基本要求一、测线的布置和基本要求 地震测线 指沿着地面进行地震勘探工作的路线。测线的布置对于了解地下构造有很大的关系。对测线布置两个总的要求： 1)测线应为直线； 2)测线一般垂直地下构造 的走向。 3)形成一个测线网，主测 线（密），联络测线（稀） 第二节 地震测线布置二、勘探目的对测线布置的要求二、勘探目的对测线布置的要求第二节 地震测线布置1 1、路线普查、路线普查 大剖面，勘探程度低，在未做过地震工作的地区进行。地质任务：了解区域性地质构造情况，取得进一步工作所需要的地震地质条件的资料。布置测线依据：地质测量。布置测线要求：垂直工区的区域地质构造走向原则下，尽可能穿过较多的构造单元，测线应为直线，线距几十到几百公里左右。 2 2、面积普查、面积普查 查清含油气的远景区域，寻找可能的储油气带，查明大的局部构造。布置测线要求：主测线垂直构造走向，测线间距不漏掉局部构造，线距不应大于预测构造的一半，（测线间距达几百米几公里），有联络线。 3 3、面积详查、面积详查 在已知构造上查明其构造特点（范围、形态、目的层厚度、断层大小及分布等等），提供最有利的含油气带，为钻探准备井位。第二节 地震测线布置第二节 地震测线布置4 4、构造细测、构造细测 油田开发，钻井时需要，加密测线。布置测线要求：测线的布置应以一个构造或一个构造带为勘探单位。在复杂的断裂构造带上，测线布置应立足于搞清断层的分布及断块的形态。 主测线尽可能垂直断层走向，联络测线应尽量避开断层的影响，按断块来布置。上述几个勘探阶段并不是截然分开的，二是可以根据实际情况有机的联系在一起。第三节第三节 观测系统及其图示方法观测系统及其图示方法第三章 地震勘探的野外工作一观测系统的概念一观测系统的概念在具体施工中，每条测线都分成若干观测段，逐段进行观测，每次激发时所安置的多道检波器的观测地段称为地震排列地震排列。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。 观测系统的选择决定于地震勘探任务、工区地震地质条件和采用的方法。 用来记录反射地震波的炮点与检波点（检波器）组合中心之间的相对位置。在一个工区，此关系是固定的。第三节 观测系统及其图示方法1、排列的概念、排列的概念2、排列的类型、排列的类型纵排列 单边放炮、中点放炮、双边放炮非纵排列 T型排列、L型排列交叉排列第三节 观测系统及其图示方法二、简单连续观测系统二、简单连续观测系统为了了解地下构造形态，必须连续追踪各界面的地震波，就要沿测线要许多个激发点分别激发进行连续多次接收。观测系统设计是指在室内，依据施工区的地质情况，先画出激发点与接收点的位置关系，野外施工时按这种关系定点、激发和接收。总的原则总的原则能连续迫踪地下界面，避免发生有效波彼能连续迫踪地下界面，避免发生有效波彼此干涉的现象，施工方便。此干涉的现象，施工方便。 第三节 观测系统及其图示法最简单观测是一次连续观测系统最简单观测是一次连续观测系统，即每个反射点只采集一次。不断地移动接收点和炮点位置，就可以连续追踪界面R。优点：优点：炮点与接收点靠近，野外施工方便，不受折射波的干扰，也减少有效波之间的干涉。缺点：缺点：近炮点的几道常受爆炸后的声波和面波的干扰。 第三节 观测系统及其图示法这种简单的连续观测系统，是属于单边放炮，它的特点是每次只往前搬动半个排列，即第二炮的后排列铺在第一炮原来的排列位置上。 1）O1激发，O1O2接收，追踪A1R1间的反射。2）O2激发，O1O2接收，追踪A2R1间的反射。3）O2激发，O2O3接收，追踪A2R2间的反射，O2O3 排列不动，炮点移到O3。4）O3激发，O2O3接收，追踪A3R2间的反射。第三节 观测系统及其图示方法综合平面法综合平面法在平面图上表示出激发点和接收点的相对位置关系，以及观测到的地段。在复杂情况下，所表示的观测内容是明确的，它是观测系统图示法中最简单的一种，目前生产中大多采用它。 优点：如图：如图： 把测线上的激发点O1，O2，O3按一定比例尺标在水平直线上。然后从激发点向两侧作与测线成450角的斜线，组成坐标网。当在测线上某点激发而在某一地段接收时，则可将测线上的接收段投影到通过爆炸点的450斜线上，用这段投影来表示。 要了解观测段所反映(追踪)的界面(水平)，可以把斜线上的接收段向水平线作投影就是。第三节 观测系统及其图示方法综合平面法的作图方式：综合平面法的作图方式：综合平面法图示综合平面法图示第三节 观测系统及其图示方法观测段所反映的界面（水平的），可把观测段向水平线段作投影，便是所反映的界面。第三节 观测系统及其图示方法三、延长时距曲线法三、延长时距曲线法 受河流、水溏、村庄等的影响，在测线通过的某些地段上不能摆放排列，使用一般的观测系统就不能连续追踪地下的反射界面。这时用延长时距曲线作补充，使地下用延长时距曲线作补充，使地下反射界面得以连续追踪。反射界面得以连续追踪。障碍物不很宽时，例如100300米之间，应用延长时距曲线，可以迫踪深层的反射界面。对于浅层反射来说，有时由于浅层折射波的干扰往往不能有效地迫踪。当障碍物很宽时，炮点和排列的距离过大，一方面会出现浅层折射的干扰；另一方面还会产生反射波的干涉。四、多次覆盖的观测系统四、多次覆盖的观测系统（共中心点方法共中心点方法 ） 所谓多次覆盖是指对被追踪界面的观测次数而言，n次覆盖即对界面追踪n次。例如对同一界面追踪了两次，称为二次覆盖，追踪了多次，则为多次覆盖。第三节 观测系统及其图示方法第三节 观测系统及其图示方法如果观测到的记录都来自R点反射（界面为水平层），R点就叫这些道的共反射点(CRP)或共深度点(CDP)。共共反反射射点点R点在地面的投影正好与地面炮点和接收点中点M重合，称M点为共共中中心心点点。这些道组成的道集是R点的共反射点道集共反射点道集。如果界面倾斜，观测到的不都是R的反射，则称这些道集为以M点对称的共中心点道集共中心点道集。第三节 观测系统及其图示方法当然在野外生产工作中，并不是一次激发只用一道接收。而是用多道接收。但是我们总可以想办法在许多次激发获得的多张记录上把地下某个反射点的共反射点道找出来。 24道接收，炮点位于排列一端，偏移矩为1个道间距，每放完一炮，炮点和接收排列一起向前移动2个道间距，我们来看看这样一个观测系统。单边放炮六次单边放炮六次覆覆盖盖观测系统示意图观测系统示意图观测系统示意图，用综合平面法。将所有炮点O1、O2 等标在同一水平线上。从各炮点向排列前进方向作一条与炮点呈45o的直线，将同一排列上的24道分别投影到这些45o斜线上，每一根斜线表示一个排列，获得一张原始记录。第三节 观测系统及其图示方法观测系统覆盖次数与排列和移动道数观测系统覆盖次数与排列和移动道数在施工中，每放一炮，排列和炮点向前移动的道数m为：式中: N是排列中的接收道数：n是覆盖次数；S是一端放炮时等于1，两端放炮时等于2。例如，24道接收，三次覆盖一端放炮，放完一炮后，炮点的排列向前移动4道检波点距。若十二次覆盖，则应移动1道检波点距。 第三节 观测系统及其图示方法五、四种类型的观测方式五、四种类型的观测方式在多次覆盖观测系统综合平面图上，补充一些线构成列线图。列线图上的每一个交点都代表一个接收点的投影。这些点可以沿四个不同方向组成四种线。第三节 观测系统及其图示方法如果把上述4条线的交点表示一个接收点，并把每个接收点的波形绘在交点位置上，并按共炮点、共接收点、共反射点和共炮检距的形式排列成图，这图叫地震波列图。地震波列图。这些图形可用于精细研究反射波波形特征的变化，及其地质上的原因，共炮点和共接收点波形图应用于求炮点静校正量和接收点静校正量。 六、三维地震观测系统六、三维地震观测系统三维地震观测系统，就是在一个观测面上进行的观测，对所得资料进行三维偏移叠加处理，以获得地下地质构造在三维空间的待征。 三维地震的野外测线布置不受直线限制，实际上是由非纵观测线系统和纵测线系统组成。 三维地震观测比二维要复杂得多，一般应尽量考虑复盖次数多的部位能控制主要测区及勘探对象。现在的三维观测系统有专门的软件。 1、概念、概念第三节 观测系统及其图示方法2 2、三维地震观测系统类型三维地震观测系统类型、路线型1）宽线剖面）宽线剖面沿测线布置接收点，则激发点设在与测线交叉线上，适当选择炮间距和道间距，可获得几条沿平行测线方向的多次覆盖测线，也即形成一个地下共反射点条带。 第三节 观测系统及其图示方法2 2）弯线技术）弯线技术在地表地形比较复杂地区，为了适应地形的特点而布置成弯曲的测线；另外为了获得3D地震资料，也可在一块面积上把测线布置成非直线形式，沿弯曲测线采用多次覆盖进行观测，也可获得在测线两旁分布的共反射波带。第三节 观测系统及其图示方法、面积型1 1）十字交叉排列）十字交叉排列炮点排列与检波点排列相互垂直，为了获得均匀的地下反射点，激发点和接收点间距相等，形成一个反射点呈面积分布的网格。 缺点：激发点与接收点布置在测线两端而组成较大的炮检矩，浅层反射有较大损失，由于是一次覆盖，对压制多次反射不利。第三节 观测系统及其图示方法2) 2) 环线排列：环线排列：在地形复杂地区，激发点和接收点沿环线布置，可获得所围面积内的反射点。缺点：覆盖次数不均匀，反射点网格密度不均匀。 优点：这种布线方式能沿着许多封闭的相互连接的有利线路进行工作。第三节 观测系统及其图示方法目前用得最多的三维观测系统是宽线排列和束线排列。3)3)宽线（条带状）宽线（条带状） 沿测线方向布设多条平行的检波器线。每次激发时，这些检波器线同时接收，获得纵、横方向上的多次覆盖信息。处理结果除可得到地震剖面外，还可精确地测定反射层的横向倾角。 第三节 观测系统及其图示方法4 4）栅形排列（线束状排列）栅形排列（线束状排列）将多道检波器等间距地分布在若干平行线上（线距可选与检波点距相同），穿过检波线中央布置激发点线。改变检波线的排列方式和激发点线距离可以形成不同的覆盖次数。表示为：几线几炮 。第三节 观测系统及其图示方法目前这种3 D观测系统在我国各油田采用较普遍，也称线束状观测系统。（该系统由多条平行的接收排列和垂直的炮点排列组成） 野外施工实施：野外施工实施：一排炮点逐点激发后，炮点排列和接收排列同时沿前进方向活动，再进行下一排炮点的激发，直到完成整条线束面积。然后垂直于原滚动方向整个移动炮点排列和接收排列，重复以上步骤，进行第二束线、第三束线的施工，直到完成整个探区面积的观测。第三节 观测系统及其图示方法 面积多次覆盖面积多次覆盖第三节 观测系统及其图示方法估算这种3 D观测系统的覆盖次数：先按2 D直线观测计算覆盖次数的方法分别计算X方向的覆盖次数和y方向的覆盖次数），先解为个方向的覆盖次数Nx和Ny，最终为覆盖次数N=NxNy 。第三节 观测系统及其图示方法X方向观测系统：方向观测系统：1）把炮点线与接收点线的交点，作为激发点；2）接收点线为接收排列。Y方向观测系统：方向观测系统：1）把炮点线与接收点线的交点，作为激发点；2）把炮点线上炮点作为接收点。X方向覆盖次数：方向覆盖次数：Y方向覆盖次数：方向覆盖次数：M：排列线上道数；nx ：炮线距除以道间距；S ：单边炮为，双边为。Y方向的覆盖次数，在炮点有规律的排列情况下（各炮间隔相同） L ：同一炮线上的炮点数；ny ：相邻检波点线的距离除以同一炮线上炮间距。第三节 观测系统及其图示方法使地震波具有足够强的能量使有效波具有较强的能量、显著的频谱特征和较高的分辨率第四节第四节 地震波的激发地震波的激发第三章 地震勘探的野外工作一、地震勘探对激发的要求一、地震勘探对激发的要求二、炸药震源二、炸药震源以炸药为主，用雷管引爆，产生脉冲尖锐，是一种点激发源。优点：优点：炸药激发地震波的最大特点是信号源是球面波，激发波的能量强、频率范围较宽。由炸药激发的地震波对不同物性界面的反射或折射信号特征清晰、反射点比较清楚。 震源震源 第四节 地震波的激发炸药震源的选择主要是考虑：炸药震源的选择主要是考虑： 激发方式有：井中、坑中和水中激发，以井中爆炸的效果最好。 优点：优点：1)降低面波和声波的强度；2)炸药量减少，3）地震波有很宽的振动频谱。 激发条件包括炸药量、激发深度和岩性； 1)、激发点的岩性，爆炸时产生的波的频率谱取决于炸药埋放处岩性。岩层过软或过硬都不是最好，应选用可塑性岩层。 2)、激发深度，选在潜水面以下。利用潜水面的较强声阻抗使能量向下传播。炸药量与振幅的关系炸药量与振幅的关系 炸药量的多少也与地质条件勘探深度、接收仪器等因素有关，也影响着地震波的频率。m=0.21.0 第四节 地震波的激发三、非炸药震源三、非炸药震源陆上的非炸药震源分撞击和振动型两种 1)重锤 2)气动震源 3)可控震源海上主要用气枪一般的非炸药震源的最大缺点是能量不够，所以，只有当接收和资料处理技术提高后才真正得到使用。第四节 地震波的激发可控震源可控震源定义定义： 利用气体或水力，驱动地面上或水介质中的钢板，使其产生一种频率可控制的波列，作为地震勘探的震源，震源的波列示已知的。工作原理：工作原理： 通过增加波列的延续时间来增加地震波的能量。增大有效波的能量有两个途径：增大有效波的能量有两个途径： 1）增大振幅，如加大药量，这种方法受到一定限制；2）增大信号的延续时间t，信号延续时间过长又降低了分辨能力，这是一个矛盾。 第四节 地震波的激发可控震源：使频率呈线性增加，然后利用相关技术来可控震源：使频率呈线性增加，然后利用相关技术来解决分辨率的问题。解决分辨率的问题。方法：方法：根据相关分析原理，采用脉冲压缩记录方法（也称连续振动法），向地下输入一个延续时间很长的脉冲信号，在最后记录时再把它压缩成一个短脉冲，从而达到既增强信号能量，又不降低分辨能力的目的。可控震源往地下发射的是一个长的“正弦信号”，但频率是随时间变化的，叫做线性扫描信号，线性扫描信号可用下式表示：第四节 地震波的激发可控震源工作原理可控震源工作原理注意：注意：这种记录上的反射波波形不是反射信号本身，而是它的自相关函数的图形。互相关函数的极大值极大值对应的时间才是反射波的到达时间。 第四节 地震波的激发可控震源的优点：可控震源的优点： 1)可控震源不产生地层不传播的振动频率，从而节约能量。可控震源不产生地层不传播的振动频率，从而节约能量。2)可控震源不破坏岩石，不消耗能量于岩石的破碎上。可控震源不破坏岩石，不消耗能量于岩石的破碎上。3)可控震源抗干扰能力强。可控震源抗干扰能力强。第四节 地震波的激发第五节第五节 地震波的接收地震波的接收第三章 地震勘探的野外工作一、对地震仪器的基本要求一、对地震仪器的基本要求1)检波器有较好的灵敏度，地震波引起地面位移只有微米量级，检波器是把地面的机械振动转变成电信号；2) 为了突出有效波，压制干扰波，记录仪器具有放大、频率选择作用，以便让有效波的频率成分全部通过，干扰波的频率成分被滤掉；3）地震仪有可变的放大倍数，较大的有动态范围(地震波的振幅大小变化范围)；第五节 地震波的接收4）地震仪具有良好的分辨能力地震分辨率地震分辨率 设地震仪记录下来的各界面的反射波脉冲延续时间为t ，相邻两个界面的反射波到达时间差为=2h/v 。若 t ，则两个界面的反射波完全分开，能分辨；若 t ，则两个界面的反射波有重叠部分，不能分辨；总之， t 越小，分辨率越高。第五节 地震波的接收影响影响t 和和的因素：的因素： ：地层的厚度和地层的速度 t：多种因素，震源、激发条件、岩性、记录仪器等影响分辨率的因素影响分辨率的因素： 震源、地层吸收、近地表影响、记录仪、偏移归位、信噪比等。 空间采样：空间采样： 检波器对地震信号的接收，相当于沿着测线的波剖面的采样，只是间隔不是时间，而是距离（组内距），称为空间采样。道间距适当选取：道间距适当选取： 选择应以在地震记录上可靠辩认同一有效波的相同相位为原则。能否可靠辨认同一相位，决定于地震有效波(反波射或折射波)到达相邻检波器的时间差t，所记录有效波的视周期T*及其他波对有效波的干扰程度。二、道间距的选择和空间假频的概念二、道间距的选择和空间假频的概念第五节 地震波的接收x选择原则：应使t ，能可靠地辨认有效波的相同相位。第五节 地震波的接收设有效波视速度Va ，通常把道间距的最大限度定为 对于空间采样，必然存在着假频的问题：对于空间采样，必然存在着假频的问题： 波剖面与振动图对应 时间与距离对应 周期与视波长对应空间采样定理：空间采样定理： 空间采样间隔必须（道间距）小于视波长的一半，即在一个视波长内空间采样不能少于两个点，否则产生空间假频，即不满足采样定律。空间假频在地震记录上表现为反射同相轴不能正确反映地下界面真实形态。地震波接收时要注意道间距的选择，避免产生空间假频。第五节 地震波的接收第六节第六节 低速带的测定低速带的测定第三章 地震勘探的野外工作低速带：低速带：在地表附近的一定深度范围内，地震波的传播在地表附近的一定深度范围内，地震波的传播速度往往要比它下面的地层地震波速低得多，速度往往要比它下面的地层地震波速低得多，这个深度范围内的地层称为低速带。这个深度范围内的地层称为低速带。降速带：在某些地区低速带与高速带之间，还有一层速在某些地区低速带与高速带之间，还有一层速度偏低的过渡区，叫降速带。度偏低的过渡区，叫降速带。低速带的存在对地震波能量有强烈的吸收作用和产生散射及噪音，并使反射波旅行时显著增大。低速带厚度、速度都会沿测线方向改变，导致反射波时距曲线形状畸变，使地下构造形态受到歪曲。低速带底部有明显的速度突变，是地震射线剧烈弯曲。低速带的测定，是为了静校正提供参数。第六节 低速带的测定一、低速带存在及其影响一、低速带存在及其影响二、浅层折射法测定低速带参数的基本原理二、浅层折射法测定低速带参数的基本原理第六节 低速带的测定原理：原理：低速带底界是一个良好的折射界面，提供了用折射法勘查低速带的可能性。两层介质（只有低速带）：两层介质（只有低速带）：通过折射波观测可得一条直达波时距曲线和一条折射波时距曲线，以它们作为基础资料求低速带参数。 1)：由直达波时距曲线 求出第一层（低速带）的V0。 2)：由折射波时距曲线斜率求低速带下的高速层速度 3)：由折射波时距曲线的交叉时求求第六节 低速带的测定对于三层介质，同时存在低速带、降速带，可按下列步骤求低速带和降速带参数。1）：由直线波时距曲线 ，求出低速带波速V0 。 2）：由折射波I时距曲线计算出降速层波速 V1 。3）：由折射波时距曲线计算出基岩波速 V2 。4）：由折射波I交叉时t01 求低速带厚度 h0 。5）：由折射波交叉时t02求降速层厚度 h1 。 第六节 低速带的测定野外工作，由于一般低速带厚度不大，所以低速带底界的高速层折射波盲区较小，低速带总的接收长度可以较短，也就是说，野外施工时，排列可以短些，有“小排列”或“小折射”之称。折射法是地震勘探的一种重要方法，浅层折射实际上是折射法在测定低速带中的应用。第六节 低速带的测定浅层折射野外施工较严，要求排列要直，检波器埋置条件要尽量一致，应对炮点高程。排列形式主要有两种：排列形式主要有两种： 排列中的道间距两头小，中间大。 用较小的接收道距才能清楚地反映直达波时距曲线；对于低速带底界高速层的折射波，因其速度大，用较大的接收道距能满足精度要求。 优点：优点：可以两边放炮，获得互换的折射波时距曲线。排列中的道间距采用一头小，一头大，近炮点处道间距较小，远炮点处道间距较大。 优点：优点：增大排列长度，有利于记录直达波和追踪高速层，充分利用每个接收道。第六节 低速带的测定定义：定义： 在炮井中放炮，地面接收，或地面放炮，在炮井中接收，由深到浅逐点（按一定间隔）观测，获得不同深度的地震记录，也称为炮井地震测井。方法原理：方法原理： 利用初至波旅行时来测定不同层的速度。三、微地震测井三、微地震测井第六节 低速带的测定本章要求本章要求1）几种主要干扰波的特点，干扰波的观测方法。）几种主要干扰波的特点，干扰波的观测方法。2）观测系统、作图方法、四种线）观测系统、作图方法、四种线3）多次覆盖、计算方法。）多次覆盖、计算方法。4）空间采样定理）空间采样定理: 。5）低降速带参数的确定。）低降速带参数的确定。 部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！