地震实习报告

河南工程学院《地震勘探原理》实习报告专业：xxx姓名：xxx学号：xxx日期：2019年6月26日

河南工程学院资源与环境学院探地雷达原理实习报告评分标准评价项目评价标准评分考勤（10分）全勤10分，缺勤30%以上0分，缺勤一天扣2分，迟到或早退次扣1分。实习表现（10分）实习的态度认真，爱护仪器设备，操作仔细认真。（10分），依据学生表现酌情给分。仪器操作（10分）操作规范熟练，积极参与仪器操作（10分），根据学生参与程度和熟练程度分别记10、8、6、4、2、0分。实验报告格式（15分）图文并茂（5分）、内容充实，字数符合要求（5分）、格式与排版规范（5）。实验报告内容（55分）包括实习目的（2分）、原理方法（8分）、章节齐全、内容完整、准确（35分）、结果分析合理、正确（10分）。总分（百分制）总评（五级制）评阅人日期一、刖言地震勘探是地球物理勘探方法中的一中重要方法，其原理是利用地层与岩石的弹性差异来探测地下地质构造，寻找有用矿产资源的一种极重要的地球物理勘测方法。在勘查精度、分辨地质体的能力以及勘探范围（浅、中、深）等方面都有其突出的优越性。它的基本原理是利用岩石、矿物（地层）之间的弹性差异而引起弹性波场变化产生弹性异常（速度不同），用地震仪测量其异常值（时间变化）并根据异常变化情况反演地下地质构造情况的一种地球物理勘探方法。而浅震是工程物探中的一种常见勘探方法，此次实习，采用了折射波勘探和反射波勘探，此实习报告完成了从野外数据采集到室内资料处理和解释的全部过程，并详细叙述了各过程所使用的方法原理等。由于浅震能量不需要很大，所以震源采用的是人工锤击的方法。数据处理使用VISTA。对折射波勘探而言，使用的相遇时距曲线的解释，方法由于数据处理相对反射波较简单，所以，采用手工为主，计算机为辅的方式，完成数据处理。二、实习目的与实习过程2.1实习目的Q学习使用和维护地震仪器装备，以小组为单位，完成工区一部分物理点的测量工作。Q学习和掌握多种地震分支方法的野外基本工作方法和技术，并能处理野外出现的一般故障问题。Q结合实际工区的资料，初步了解地震工作设计的原则和方法。Q学习并掌握地震野外资料的一般整理、处理和反演、图示方法。Q根据工区实际地质条件和实测的物探资料，编写实习报告，初步掌握物探资料的解释方法。2.2实习过程本次实验时间共计三周，由校园内的实验仪器操作和在机房内学习地震资料处理和解释两部分组成。三、地震勘探系统组成及工作原理浅层地震反射波法是地震勘探方法中的一种。在地表向下激发地震波，当地震波向下传播遇到弹性不同的分界面时，就会发生反射，地震勘探仪器记录这些反射地震波。由于反射波在介质中传播时，其传播路径、振动强度和波形将随着通过介质的结构和弹性性质的不同而变化，根据接收到的反射波旅行时间和速度资料，就能推断解释地层结构和地质构造的形态，而根据反射波的振幅、频率、速度等参数，则可以推断地层或岩石的性质，从而达到地震勘探的目的。（图3.1反射波法工作原理示意图）图3.1反射波法工作原理示意图扉四养或避虎土恳津图3.1反射波法工作原理示意图扉四养或避虎土恳津•哇再面房制浅建技暮旎（1-24必惑垣露）地震波在其传播过程中遇到介质性质不同的岩层界面时，一部分能量被反射,一部分能量透过界面而继续传播。在垂直入射情形下有反射波的强度受反射系数影响，在噪声背景相当强的条件下，通常只有具有较大反射系数的反射界面才能被检测识别。地下每个波阻抗变化的界面，如地层面、不整合面（见不整合）、断层面（见断层）等都可产生反射波，在地表面接收来自不同界面的反射波，即可详细查明地下岩层的分层结构、断层特征及其几何形态。3.2观测系统3.2.1反射波多次覆盖观测系统反射波勘探工区道间距2m，偏移距4米即两个道间距，采用12次覆盖，24道接收的观测方法。炮点距公式SN对此工区而言，单边接收即一个道间距。双边接收即两个道间距多次覆盖即共反射点多次叠加技术在地震勘探中是经常用到的。它可以达到压制干扰波提高信噪比的目的。共反射点叠加技术参数的选择决定了叠加的效果，其中主要有道间距，偏移距，叠加次数。图3.2观测系统（X1偏移距4m、X道间距2m、Xmax最大炮检距）

图3.3反射波多次覆盖观测示意图3.2.2折射波观测系统折射波射波采用2重相遇时距曲线方法进行，道间距2米，12道接收，其中近炮检距的两炮偏移距为1米4.A-11图3.4折射波勘探示意图折射波勘探示意图（图中%、Oj01折射波勘探示意图（图中%、Oj01图3.5o、o、o是炮点）234四、地震勘探野外数据采集4.1工区选择本次实习由于时间紧迫，实习内容多，加之有在学习将要结束，学生压力比较大，所以安排在学校本部的2号实验楼东北部的草地边上进行。4.2工区自然地理介绍新郑市位于河南省中部，地处北纬34°16至34°39'，东经113°30，至113°54'之间。北靠省会郑州，东邻中牟县、尉氏县，南连长葛市、禹州市，西与新密市接壤。北距郑州市区38公里；东北距中牟县城45.6公里、开封市区120公里;东至尉氏县城42.6公里；南至长葛市区20.4公里、许昌市区40公里；西南至禹州市区36.5公里、平顶山市区84公里；西至新密市区34.5公里。南北长42公里，东西宽36公里，总面积873平方公里。五、地震数据处理方法地震数据处理包括去噪、反褶积、动静校正、速度分析、叠加、偏移、反演等其方法如下：5.1去噪5.1.1频率域滤波方法傅氏变换理论是地震资料处理中最基本，最经典的理论，以此理论为基础的频率域依然是目前地震资料去噪中一个常用模板，地震资料采集或进站要进行防假频处理；中间的许多处理模块要一定的频率档；对于含有工业干扰的资料要进行陷波处理；最后资料出站进行的修饰性处理还要用到带通滤波，这些处理都无一例外要用到频率域滤波，毋庸置疑，无论过去还是将来频率域去噪都是一项主要的去噪技术。5.1.2频率波数域滤波方法同一维频率域滤波一样，建立在二维傅氏变换基础上的f-k滤波(视速度滤波)也是目前常用的一项去噪技术，其最主要的应用就是去除面波，面波频率较低，能量较强，同时呈扫帚状频散，对其应用简单的一维频率域滤波已很难去除。由于f-k滤波采用的是扇形滤波器，很适合此类噪声。还有一些视速度相同的侧面干扰，用f-k滤波也可以有效清除，此外，掌握视速度滤波的物理意义，对于理解下面将要讲述的二维或三维频率空间域滤波方法也很有帮助。52.2反褶积反褶积即反滤波是常用的地震资料处理方法。反褶积的目的是由地震数据恢复反射系数。反滤波的作用主要是压缩地震反射脉冲的长度，提高反射地震记录的分辨能力，并进一步估计地下反射界面的反射系数。这不仅是常规地震资料处理所需要的，而且是对直接找油找气的亮点技术和岩性研究的地层地震学的地震资料处理尤为重要。另外，反滤波还可以清除短周期鸣震和多次波等干扰波。当前地震资料处理解释已经基本实现了数据化、自动化，我国各大解释公司、研究所、高等院校都已有了较为先进数字化处理软件，在处理数字化的地震数据时表现出了很好的速度性和准确性。反褶积可分为确定性反褶积和估计性反褶积两种。目前常用的反褶积有最小平方反褶积、预测反褶积、同态反褶积、地表一致性反褶积、最大熵反褶积、变模反褶积、Q反褶积等等；特殊的反褶积有Noah反褶积、最小信息反褶积等。一个记录地震道的最简单的模型是：S(t)=W(t)*r(t)+n(t)(1)式中，W(t)是地震子波，r(t)是反射系数，n(t)是附加噪声，而S(t)是地震信号。它是双程旅行时t的函数。实践中，此信号是经过采样获得的。信号样本可分别地用向量S,W,r和n表示。反褶积的目的是从给定的一个观测结果S中恢复反射系数r。为了做到这点，要先估算出W。在某些方法中它是与r同时估算的，而在另外一些方法中却假设它为已知的。最普通的反褶积方法是反滤波。它具有这一性质，即反褶积后的反射系数其频带是有限的。这种带限的后果是不能清晰地分辨反射界面，这就会给详细解释带来严重问题。为了克服带限的不良响应，提出了各种各样的反滤波方法。5.3动静校正5.3.1动校正反映地下界面的反射波时距曲线或同相轴一般是双曲线形状的。其中只有在激发点处接收到的反射波时间(t。)代表界面的法线反射时间，故必须将各个观测点的时间值都变成相应各点的法线反射时间，时距曲线或同相轴才与地下界面的形态一致。为此，必须从各观测点的时间值中减去一个相应的校正值。当界面水平时，它等于观测时间减去法线反射时间。即使对同一反射界面的相同深度，由于各接收点距激发点远近不同，校正量也不同；而对同一道来说，由浅层至深层的校正量亦不同，校正量是变化的，故称动校正。这个校正是用来消除地震波到达各检波点的正常时差的，故亦称为正常时差校正。动校正量其简单公式如下：t=sqrt("2+(x/v)八2)-toto为自激自收时间，x为炮检距，v为反射界面上覆层波速。5.3.2静校正Q野外高程静校正：只适用于低降速带不存在或低降速带没有横向变化的地区。实际这种假设条件很难满足，所以该方法只在野外采集现场处理、室内处理质量监控中适用。Q模型静校正：模型法的基础是要建立一个能够准确描述近地表介质地质地球物理属性的模型。传统意义上的模型静校正，是通过小折射、微测井等常规近地表调查方法，获得对近地表介质地球物理属性的描述，然后进行空间内插值得到近地表模型，从而完成基准面的校正。©折射静校正：折射静校正严格意义上讲也是一种模型静校正方法，只不过其建立模型与传统方法不同，主要是通过求解方程反演得到折射面速度和延迟时间，然后借助于表层速度建立速度模型，在此基础之上完成静校正量的计算。©初至静校正：初至静校正和折射静校正一样，严格将属于模型静校正，它既不是对近地表介质地球物理属性的准确描述，也无法建立一个层状折射模型，而是利用初至时间通过层析成像反演获得近地表层的速度场分布，求取一个最优秀的模型。©剩余静校正：一般指的是反射静校正，反射剩余静校正的理论假设和实现方法决定了其不可避免的局限性，所以它的应用必须是建立在良好的基准面静校正基础之上的。©相对折射静校正：该方法是介于基准面静校正和剩余静校正之间的一种方法，它回避了折射静校正所必须满足的两个条件，只关注品质较好部分炮检的折射波，虽然无法建立准确的模型，但可以得到较为准确的高频分量和部分的中频分量，此法作为模型法的补充，可以对模型法得到的静校正量进行必要的修正，同时还可以消除由于低降速度带引起的大部分高频静校正分量。5.4速度分析所谓速度分析就是利用多次覆盖的地震记录，根据多道记录中反射波的到达时间与传播速度的关系，从地震记录中提取速度信息。这一分析方法是由计算机通过编程自动完成的。因此，我们首先应了解两个问题：一是地震记录哪些量是与速度信息有关，二是要自动拾取速度信息必须依靠的判别准则。只有知道了地震记录中哪些量与速度有关，才能去求解它，找到与速度的内在关系；而只有有了那些判别标准，才能知道所求的是否就是我们所需要的真实的速度信息。5.5叠加叠加地震记录是导出地震痕迹每一条的噪声分量的表示；由噪声分量的表示导出噪声分量之间的相关指示；及通过按从相关指示导出的比例把地震痕迹相结合产生一个叠加地震痕迹。该方法能用来产生与常规叠加地震痕迹相比具有改进信噪比的地震痕迹。该方法的最佳实施例有时称作“协方差”叠加，因为导出的加权因数取决于其构成痕迹的噪声分量的协方差。5.6偏移地震偏移可在叠前做也可在叠后做。叠前偏移是把共炮点道集记录或共偏移距道集记录中的反射波归位到产生它们的反射界面上并使绕射波收敛到产生它的绕射点上。在把反射波回投到反射界面上和绕射波收敛到绕射点上时要去掉传播过程的效应，如扩散与衰减等。最后得到能够反映界面反射系数特点的并正确归位了的地震波形剖面，即偏移剖面。叠后偏移是在水平叠加剖面的基础上进行的，针对水平叠加剖面上存在的倾斜反射层不能正确地归位和绕射波不能完全收敛的问题，采用了爆炸反射面的概念来实现倾斜反射层的正确归位和绕射波的完全收敛。5.7反演地震反演（seismicinversion）是利用地表观测地震资料，以已知地质规律和钻井、测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像（求解）的过程，广义的地震反演包含了地震处理解释的整个内容。通俗的讲就是由地震为基础加上其他条件为约束推测出地层岩性构造的过程叫地震反演。5.7.1道积分利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗（速度）的直接反演方法。因为它是在地层波阻抗随深度连续可微的条件下推导出来的，因而又称为连续反演。原理简述:反射系数的积分正比于波阻抗Z的自然对数,这是一种简单的相对波阻抗概念。适用条件及优缺点与绝对波阻抗反演相比，道积分的优点:1.递推时累积误差较小2.计算简单,不需要反射系数标定3.无需钻井控制,在勘探初期即可推广使用。缺点:1.由于这种方法受到地震固有频宽的限制，分辨率低，无法适用于薄层解释的需要2.需要地震记录经过子波零相位化处理3.无法求得地层的绝对波阻抗和绝对速度，不能用于定量计算储层参数4.这种方法在处理过程中不能用地质或测井资料对其进行约束控制,因而结果比较粗略。5.7.2递推反演方法根据反射系数进行递推计算地层波阻抗或层速度，其关键在于由原始地震记录估算反射系数和波阻抗，测井资料不直接参入反演,只起到标定和质量控制的作用。因此又称为直接反演。原理简述:从上述中可以从声波时差曲线及密度曲线上（没有密度曲线时可以利用Gardnar公式进行换算）选择标准层波阻抗作为基准波阻抗，将反褶积得到的反射系数转为波阻抗。递推反演是对地震资料的处理过程，其结果的分辨率、信噪比以及可靠程度主要依赖于地震资料本身的品质，因此用于反演的地震资料应具有较宽的频带，较低的噪声、相对振幅保持和准确成像。反演之前，应对声波测井和密度测井曲线进行校正。递推反演的核心技术在于由地震资料正确的估算地层的反射系数（或消除地震子波的影响）,比较典型的实现方法有:基于地层反褶积方法、稀疏脉冲反演法、测井控制地震反演法、频域反褶积法等。地层反褶积法:据已有测井资料（声波和密度）与井旁地震记录，利用最小平方法估算数学意义上的“最佳”子波和反射系数。优点:把子波求解的“欠定”问题变成确定问题，再井点已有测井段范围内可获得与测井最吻合的反演结果局限性:1.完全忽略了测井误差和地震噪音，尤其是侧井误差的客观存在使“子波”确定更加困难2.地层反褶积因子的估算是在计算时窗内数学上的最佳逼近，实际处理范围与该时窗的不同已超出该方法的适用范围，即便是在井点位置，得到的反演结果已不可能是“误差最小”稀疏脉冲反演法:基于稀疏脉冲反褶积基础上的递推反演法，主要包括最大似然反褶积、L1模反褶积和最小熵反褶积。这类方法针对地震记录的欠定问题，提出了地层反射系数为一系列叠加于高斯背景下的强轴的基本假设，在此条件下以不同的方法估算地下“强”反射系数和地震子波。优点:无需考虑钻井资料，直接由地震记录计算反射系数，实现递推反演其缺陷在于很难得到与测井曲线相吻合的最终结果。基于频域反褶积与相位校正的递推反演法:从方法实现上回避了计算子波或反射系数的欠定问题，以井旁反演结果与实际测井曲线的吻合程度作为参数优选的基本依据，从而保证了反演资料的可信度和可解释性，是递推反演的主导方法。其主要技术关键有:恢复地层反射系数振幅谱的频域反褶积、使井旁反演道与测井最佳吻合的相位校正以及反映地层波阻抗变化趋势的低频模型技术。5.7.3基于模型反演法基本思路:先建立一个初始地层波阻抗模型，然后由此模型进行正演,求得地震合成记录，将合成地震记录与实际地震记录相比较，根据比较结果修改地下波阻抗模型的速度、密度、深度值及子波，再正演求取合成地震记录，与实际地震记录进行比较，继续修改波阻抗模型,如此多次反复，从而不断地通过迭代修改，直至合成地震记录与实际地震记录最接近，最终得到地下的波阻抗模型。基于模型反演方法主要有以下几种：测井约束反演:是目前生产中广泛采用的基于模型的地震反演方法。将地震与测井有机结合，突破传统意义上地震分辨率的限制，理论上可以得到与测井资料相同的分辨率（问题实质在于怎么减少多解性）。地震岩性模拟:西方地球物理公司的SLIM（地震岩性模拟）程序也可以把地震剖面反演成很详细的波阻抗剖面。它是将模型正演的结果与实际地震记录作比较，然后根据比较的结果，反复修改地下波阻抗模型的速度、密度和深度数值（同时也修改子波），从而不断的通过迭代修改，找到一个详细的地下波阻抗模型。该方法避免了一般反褶积算法最子波的最小相位假设，也不需要假设反射系数是白噪，但是反演结果只有一种可能的解答,不一定真实。广义线性反演:通过模型正演与实际地震剖面作比较，根据误差的情况,在最小二乘意义上，或者在误差绝对值之和最小的意义上，最佳逼近实际数据,从而迭代反复修改模型，直到满意为止。多道反演法:分为无井多道反演和有井多道反演。有井多道反演是在无井多道反演的基础上，结合已知井的资料建立初始模型和提取子波,将多道反演的思路应用于宽带约束反演，该方法保持了宽带高分辨率的特点，与测井的吻合性较好，可以较好的压制随即噪声，但是最规则噪声不适用。

地质统计学反演:在地质和地层模型中对一个三维地震数据体进行转换,得到一些储层尺度的波阻抗数据体，并且通过这些三维数据体进行统计学计算，来量化其不确定性。地质统计学反演首先在地震时间域内建立储层的地质模型，层面由拾取的地震层位决定，地层网格的结构（上超，剥蚀）取决于地质情况,并将井位处的原始地质波阻抗曲线放置于地层网格内。利用井和地震数据来决定地质统计学参数，然后开始地质学统计反演过程。模拟过程沿着一个随机路径进行，并且在每一个随机拉伸道位置，通过序贯高斯模拟产生波阻抗值，并计算出相应的反射系数。反射系数与子波褶积后，与实际地震资料拟合最好的波阻抗道被保留，并且与井数据及以前的模拟波阻抗道合并。适用于各类复杂储层的地震预测和描述，尤其钻井资料较多、需要进行精细储层描述地区;该算法运算量大，速度慢。波阻抗多尺度反演:采用小波变化，把