地震勘探原理及方法

1、一、地震勘探基本原理1 .地震地质模型基本分类2 .均匀、理想弹性介质中的三维波动方程3 .无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征4 .地震波的反射、透射和折射5 .多层黏弹性介质中的弹性波场及特征6 .几何地震学原理.地震波速度及地震地质条件1.1地震地质模型基本分类.地震地质模型.固体成为弹性介质的条件.人工激发震源与岩层的弹性.常用的弹性介质模型1.3无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征无限大均匀各向同性介质中的平面波无限大均匀各向同性介质中的球面波地震波的动力学特征地震波的运动学特征小结：1、动力学特征（动力学参数）2、运动学特征（运动学参数）3、动力学特征的体现：远近震源处的位

2、移波形变化球面扩散、振动图和波剖面谱分析4、运动学的原理和定理：Huygens、Fermat、Snell5、时间场和射线的关系6、基本概念：射线、视速度、频波关系、波数、波长动力学信息（反映动力学特征的信息）振幅、频率、波形、吸收衰减、极化特点、连续性等特征。1 运动学信息（反映运动学特征的信息）传播时间（旅行时间）、传播时间-空间距离的关系、波的传播路径、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.弹性分界面上的波型转换和能量分配.球面波的反射、透射和折射.地震面波小结1、斯奈尔定理（包括反射定理、透射定理）2、波的转换（同类波、转换波）3、能量分配Zoeppritz方

3、程（法线入射、入射自由表面、反射产生条件）4、倾斜入射及折射波的产生（产生条件、原因）5、折射波的特点（波前为圆锥台、射线为直线、能量扩散比反射波慢、折射盲区、屏蔽现象）6、AVA曲线（临界入射前、临界入射、过临界入射）7、面波的特点（传播速度、质点位移、频散现象）1.5多层黏弹性介质中的弹性波场及特征.黏弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用.多层介质中弹性波的传播特性.地震波的簿层效应.地震绕射波.地震波的波导效应.反射波地震记录道形成的物理机制黏弹性介质中弹性波的传播基本概念地震薄层黏滞性介质地层对弹性波的吸收作用Voigt黏弹性理论吸收系数及特性大地滤波作用地震子波品质因素波导效应薄层的

4、干涉作用薄层的调谐作用地震纵向分辨率地震绕射波地震横向分辨率菲涅尔带半径地震道褶积模型几何地震学原理地震反射波运动学地震折射波的时距曲线地震绕射波的时距曲线多次反射波的时距曲线垂直时距曲线方程t-p域各种波的运动学特点地震横波运动学特征小结：1、几何地震学的相关概念：几种深度、倾角的概念，几种深度的关系，视倾角与真倾角的关系。2、反射波时距曲面方程：时距曲面的形状3、单个水平界面、单个倾斜界面、多层界面的时距曲线单个水平界面时距曲线的特点（极小点，渐进线方程，正常时差的概念）单个倾斜界面时距曲线的特点（极小点与界面、倾向的关系，倾角时差）界面曲率对时距曲线的影响；多层介质反射波时距曲线的速度问

5、题连续介质中波的时间场和反射波时距曲线4、地震折射波时距曲线一个水平、倾斜界面折射波时距曲线（时距曲线的特点、盲区、相遇时距观测系统）多个水平层折射波时距曲线弯曲界面的折射波、穿透现象5、绕射波的时距曲线（时距曲线的特点、与反射波时距曲线的区别与联系）6、多次波时距曲线的特点。7、垂直时距曲线方程（了解）8、°-p域各种波的特点（了解）9、反射横波运动学特征（了解）地震波速度及地震地质条件地震波的传播速度及其影响因素几种速度之间的相互关系地震地质条件思考题1.11、某介质受外力后发生形变，而外力消失后不能完全恢复原状，这种介质为（）（A）塑性介质（B）理想弹性介质（C）粘弹性介质（D

6、）均匀介质2、下列说法正确的是（）（A）波在完全弹性介质中传播有能量损耗（B）波在粘弹性介质中传播有能量损耗；（C）层状介质即均匀介质（D）均匀介质即各向同性介质思考题1.21、在只有胀缩力的作用下，将产生（）扰动A）与体变系数有关的扰动B）与旋转形变有关的扰C）不产生扰动D）有时产生与体变系数有关的扰动，有时产生与旋转形变有关的扰动2、公式中，表不（）A）胀缩力B）剪切力C）外力D）内力复习题：1、波的强度与振幅的关系为（）（A）波的强度与振幅的平方成正比（B）波的强度与振幅成正比（C）波的强度与振幅的平方成反比（D）波的强度与振幅成正比2、惠更斯原理认为，射线是于波前传播的。在空间中，任意

7、时刻波前面上的每一点都可以看成是一个,并由它产生元波前，各个元波前的包络就是的位置3、计算下列情况下的视速度V*。（真速度V=2000m/s）地表射线波前波前4、球面纵波的位移方程为圾为震源函数，为纵波速度，为波传播的距离。1）试解释上式的物理含义。2）试写出近震源、远震源球面纵波的表达式。5、在远离震源情况下，球面纵波有如下特点（）A）纵波位移与震源函数成正比，与传播距离成反比B)纵波位移与震源函数的一阶导数成正比，与传播距离的平方成反比C)纵波位移与震源函数成正比，与传播距离的平方成反比D)纵波位移与震源函数的一阶导数成正比，与传播距离成反比复习题：1、若vp、vs、vR分别表示某表层的纵

8、波、横波、面波速度，它们之间满足()(A)七X-(B)三"二匕：(C)1,<v：<v?(D):二：上二7三2、在炮点附近，观测不到()(A)直达波(B)折射波3、下列哪些特点不属于面波的特点(A)只在自由表面附近传播(C)速度高(C)反射(D)随机干扰)(B)频率低(D)经常会出现频散现象4、当界面为水平界面，介质为各向同性介质时，下列哪种波入射，在界面上不产生转换()(A)纵波(B)SV波(C)SH波(D)任何波入射都会在界面上产生转换波复习题:1 .如何从P波的角标中判断波是在哪一层介质中传播的2 与相比，是同类波.还是转换波；反射波、还是透射波.什么是粘滞性介质？与

9、理想弹性介质有哪些不同？弹性波在粘滞性介质中传播时，其主要特点是什么？3 .什么叫大地滤波作用？它对地震记录有什么影响？为什么?4 .什么叫薄层？薄层对地震记录有什么影响？为什么?5 .什么叫波的透射损失？试写出透射损失因子.试用广义绕射理论和狭义绕射理论说明绕射波的产生？7什么是垂直分辨率，横向分辨率？复习题：1、下列说法正确的是()(A)波在理想弹性介质中传播有能量损耗(B)波在粘弹性介质中传播有能量损耗;(C)层状介质即均匀介质(D)均匀介质即各向同性介质2、当地震波通过地层时，何种频率的波容易被吸收？()(A)低频成分(B)高频成分(C)3050Hz(D)与波的振幅有关3、关于横向分辨

10、率，下列说法错误的是()(A)地震波的主频越高，横向分辨率越高。(B)地震波的振幅越大，横向分辨率越高。(C)一般来说，深层地震记录的横向分辨率较低。(D)地震波的传播速度越大，分辨率越低4、下列说法正确的是：(多选)(A)在粘弹性介质中，地震波的高频简谐波分量衰减比低频简谐波分量衰减快(B)在粘弹性介质中，地震波的高频简谐波分量衰减比低频简谐波分量衰减慢（C）大地相当于一个低通滤波器（D）大地相当于一个高通滤波器（E）大地滤波作用降低了地震勘探的分辨率判断：1、所谓的频散现象是指波在介质中的传播速度是振幅的函数（）2、在地震勘探中，薄层的概念是相对的（）3、韵律性薄层相当于一个带通滤波器（）

11、4、地震反射波波形延续长度越小，地震纵向分辨率越低（）填空：若地震子波为b，地下地层的反射系数为,在不考虑子波是时变和空变的情况下，则一个地震记录&/可表示为。如图所示（地震波垂直入射，为清楚显示射线路径，故将射线路径画为倾斜），波在第二、三层分界面（图中AB界面）上发生反射，若入射波振幅为a,各层的速度、密度如图所示。请计算R点接收的地震波振幅。（不考虑球面扩散及吸收、衰减）复习题：1、下列哪种情况下波的时距曲线不是双曲线？（A）单层水平界面的反射波时距曲线（B）单层倾斜界面的反射波时距曲线（C）断点绕射波的时距曲线（D）单个水平界面的折射波时距曲线2、深层凹界面反射波时距曲线一般为

12、（）（A）平缓型（B）聚焦型（C）回转型（D）直线型3、对单倾斜界面反射波而言，其时距曲线的极小点位于（）（A）界面的上倾方向（B）界面的下倾方向（C）激发点的正下方（D）不能确定若O1为炮点，D为断层断点，D1为在测线上的投影，试示意性地绘出反射波、绕射波的时距曲线在°-p域中，反射波的曲线为直达波的曲线为面波的曲线为折射波的曲线为判断：1、直达波的时距曲线为直线（2、对于倾斜界面而言，若该界面能产生折射波，则在地面任何位置都可能接收到折射波（3、与反射波正常时差相比，绕射波正常时差较小（）第六章作业：1 .什么是射线平面？当射线0X垂直于走向、或平行于走向、或是任意方向时，试问射

13、线平面与地面的铅垂面是否是同平面上?2 .什么是法线深度、视深度、真深度?.证明直达波时距曲线是单一水平界面反射波时距曲线的渐近线。3 .对于水平界面，若全程多次反射波与某一层的一次反射波TO时间相同，能否区别一次波与多次波？怎么区别？4 .试比较多次波、绕射波在时距曲线上与反射波有哪些异同点？（水平界面情况下）.反射波时距曲线为什么是双曲线而折射波却是直线？清用视速度定理进行说明。5 .什么是正常时差？它与哪些因素有关？6 .什么是倾角时差？与什么因素有关？7 .试解释：平均速度、均方根速度、层速度，射线速度的确切含义？8 .在多层水平介质、连续介质（V是Z的线性函数）情况下，试问其时距曲线

14、有什么特点？9 .如果已知X和Y测线的夹角为30C,X方向的视倾角为45C,Y方向的视倾角为30C,试求真倾角.10 .试说明产生回折波的条件是什么？11 .若地下存在两个分界面，其速度V1=2000m/s,V2=4000m/s,V3=6000m/s,试计算这两个分界面的临界角及其对应的入射角;盲区半径、折射波和反射波的切点坐标。12 .已知三层介质的层速度分别为V1,V2,V3,能否用V=（V1+V2+V3）总的公式计算平均速度V?为什么？14采用纵测线观测时，不管反射界面形状如何，射线平面是否只有一个？为什么？13 .利用视速度定理说明绕射波时距曲线的正常时差比和绕射点同深度的水平界面反射波时距曲线的正常时差大。ywm炉附1、从式，）来看，速度与密度的关系为（）（A）成正比（B）成反比（C）无关（D）有时成正比，有时成反比2、影响地震波传播的