地球物理勘探.doc

n 地球物理勘探(查)它是以岩矿石(或地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造寻找矿产资源和解决工程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探.n 地球物理勘探方法的特点 1。组成地壳的各种岩石必须具有不同的物理性质(有差异)；2。必须使用专门的仪器在地表或地下接收信号；3。是个反演问题。n 地震 天然地震：由地球内部的构造力、火山活动、塌陷等引起的地震。 人工地震: 由人工作用产生的地震，人们通过用炸药爆炸、敲击振动，引起地动，产生地震波.n 地震勘探由人工激发的地震波（弹性波），穿过地下介质运动、遇到弹性分界面返回地面，用仪器接收地震波，得到地震记录。对接收到的地震记录进行处理、解释，从而就能了解地下介质的情况，这个过程叫地震勘探 (Seismic Exploration)n 地震勘探的组成 1、野外资料采集；2、室内资料处理；3、室内资料解释。时距曲线在地下岩层中传播时，波传播时间t与炮检距x之间的关系，把这种关系在t-x坐标中表示出来，所得到的曲线图象，称为时距曲线地震记录的基本方式l 地震记录-以测线方式记录地震波的反射或折射波。 地震测线-观测点（接收点）以线性方式排列成线。一般炮点和接收点都放在同一测线上，叫纵测线，炮点与接收点不在同一线上，叫非纵测线。l 炮检距-激发点到接收点的距离叫炮检距，也叫偏移距。可有最小炮检距和最大炮检距。l 波传播旅行时-从激发到被接收到所需的时间即为传播时间l 炮间距-炮与炮之间的距离；l 道间距-道与道间的距离；l 线距-测线间的距离；l 共炮点时距曲线Common Shoot Point Time Distance Curve ： 由一点激发，若干接收点接收，所记录的时距曲线；l 共中心点(共反射点)时距曲线Common Middle Point Time Distance Curve ：炮点与接收点以某一中心点对称所记录的时距曲线；l 共炮点(CSP)l 共中心点(CMP) l 水平界面共炮点(CSP)反射波时距曲线 t=(X2+4h2)1/2 /V x为爆炸点与检波点之间的距离，h为埋藏深度，v为速度，t为检波点点接收时间。 是双曲线l 正常时差 l 定义：任一接收点反射波走时与炮点反射波走时之差0022ttVxt-+=D Vht002=l 其中l 正常时差校正 各个接收点时间减去相应的正常时差，即，各点都变成了t0时间l 水平界面共反射点反射波时距曲线 (CRP) 共反射点时距曲线是一双曲线 R：共反射点或共深度点，对每一个接收点共，有一个反射点；M：共中心点或共地面点，它是共反射点R 在地面的投影点，也是接收距的中心点；Xi:炮检距(Offset)，它是变化的(Variation)； l Si：接收点(Receive point)，称共反射点的叠加道，或共反射点道集l t = (Xi2+4.h2)1/2/V ( i=1,2,3, n)h: M点法线深度; Xi:炮检距；V:速度l 共炮点与共反射点时距曲线的异同 两者时距曲线形式完全一样，都是双曲线，但物理含义不同； 共反射点(段) t0含义不同 动校正含义不同 CSP 一段界面 炮点处H回声时间 各道反射时间与炮点处t0时间之差 CRP 一个反射点 M点处回声时间 各道反射时间与M点t0时间之差 倾斜界面共炮点(CSP)反射波时距曲线 1)界面上倾方向与X轴正向一致l 地质模型：倾角，炮点处的法向深度h，速度V，下倾放炮，上倾接收；时距方程t=( X2 -4.h.X.sin+4.h2)1/2 / V(2)界面上倾方向与X轴正向相反t=(X2+4hXsin+4h2)1/2/V公式变换式中此式为界面倾斜时共炮点反射波时距曲线的双曲线方程。注意：上述二个标准的双曲线方程是有条件的，即地表为平面，地下分界面为光滑的平面界面（水平或倾斜），覆盖介质为均匀介质。 倾角时差概念 l 界面倾斜，倾角为，测线与界面倾向一致，这时虽然还有OS=OS=x ，但 ，它们之差称为倾角时差l 需要注意的是，这里的t0是O点处的自激自收时间，h是O点处界面的法线深度。 故倾角时差为VxhxttttSSdjjsin2sin0=-=D测出倾角时差td后，就可用下式估算界面倾角： xVtd2sinD=j倾斜界面下的动校正：动校正量等于波的实际传播时间t减去炮检中点M处的自激自收时间tRM(RM的旅行时)动校正：t-t=t-（t-tRM）=tRMl 动校正后就把t变换成tRM了。实际的做法是用水平界面的公式近似计算倾斜界面的动校正量。 对倾角时差t和正常时差t粗略地分析可知，两者大致相等，真速度(V)Velocity：波沿射线方向传播的速度视速度(V*)Apparent Velocity：沿任意方向观测波前传播时，所测得的速度l 视速度特点:1)视速度真速度，且随入射方向不同在变化。2)波沿测线传播时，=90度，V*=V，(Vr* = Vr);3)波沿任意方向传播时，090, V* =V/sin;4)当波射线垂直测线时，=0，V* ； 其中R为垂直反射系数，表示反射波振幅与人射波振幅之比值，r1 r2 为上、下层介质的密度; r1v1 , r2v2分别为上、下层介质的波阻抗。l 实际的地层存在着许多分界面，主要有均匀介质、层状介质以及连续介质等三种。均匀介质-认为反射界面R以上的介质是均匀的，即层内介质的物理性质不变。层状介质-认为地层剖面是层状结构，在每一层内速度是均匀的，但层与层之间的速度不相同，介质性质的突变。这些分界面也可以是倾斜的。 连续介质-所谓连续介质是认为在界面R两侧介质1与介质2的速度不相等，有突变。水平层状介质共炮点反射波时距曲线l 1平均速度及时距曲线方程 平均速度表达式:Va=(h1+h2)/(h1/V1)+(h2/V2)= H / T即波垂直穿过地层的总厚度与总的传播时间之比。 l 有了平均速度后，也就是把多层介质单层均匀介质，因此，反射波时距曲线方程具有与均匀介质一样的形式；只是方程中VVa代替，hH代替。l 水平多层Horizontal/level Layers ：t=(X2+4.H 2)1/2/V , t2=t02+X2/V2 , t0=2.H/Vl 多层斜界面：Dip Layers: t = (X2+4.H.X.sin+4.H 2)1/2/Vl 均方根速度及时距曲线方程 均方根速度定义(Even Square Root Velocity)：把层状介质的波的高次曲线看成是二次曲线，此时波所具有的速度叫均方根速度(Even Square Velocity) t2=t02+X2/(tk.V2k)/ tk)-(7)（V2k表示Vk的平方）