2025年大学《声学》专业题库-声学技术在石油勘探中的应用

2025年大学《声学》专业题库——声学技术在石油勘探中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填入括号内，每题2分，共20分）1.在声波传播的介质中，声阻抗主要由下列哪个因素决定？A.介质密度和声波频率B.介质密度和声波速度C.介质温度和声波速度D.介质成分和声波频率2.石油勘探中最常利用的地球声波是？A.瑞利波B.横波（S波）C.纵波（P波）D.艾里波3.地震勘探中，用于在地面或空中激发声波能量的设备称为？A.检波器B.震源C.地震仪D.数据采集系统4.当声波从波速较高的介质入射到波速较低的介质界面时，反射波的能量通常？A.完全被吸收B.保持不变C.部分透射，部分反射D.大于透射波能量5.海上地震勘探中，通常使用什么作为震源？A.重锤B.空气枪C.振动平台D.电火花6.地震偏移成像的主要目的是？A.提高地震数据的信噪比B.将反射点投影到地表位置C.增强地震道的连续性D.识别地下的断层构造7.在地震勘探数据解释中，识别圈闭构造通常需要分析？A.地震剖面的连续性B.地震反射的振幅变化C.地层倾角和构造形态D.震源类型和采集参数8.与陆地地震勘探相比，海洋地震勘探的主要优势之一是？A.数据采集成本更低B.更容易获得高分辨率数据C.能够直接探测浅层地层D.更适用于复杂地形区域9.地震子波是用来？A.模拟震源子波在地下传播的波形B.提高地震数据的信噪比C.储存地震采集的原始数据D.解释地下的地质构造10.以下哪项技术不属于常规地震勘探的范畴？A.地震反射勘探B.地震透射勘探C.地震测井D.地震勘探数据解释二、填空题（请将正确答案填入横线上，每空2分，共20分）1.声波在均匀介质中沿直线传播，其速度取决于介质的________和________。2.地震勘探中，利用检波器接收地下介质中传播的________来探测地下结构。3.反射系数是描述声波在两种介质分界面处________与________比值的物理量。4.三维地震勘探相比二维地震，能够提供更________的地下构造信息。5.声波在穿过油气藏时，其________通常会发生明显变化，这是油气勘探的重要依据。6.地震数据处理的主要流程通常包括：________、叠加、________和解释等步骤。7.在海洋地震勘探中，船上的________负责同步控制震源激发和数据采集。8.声纳技术在石油勘探中可用于________和浅层地质结构探测。9.声发射监测技术主要用于________过程中监测地层破裂等异常事件。10.地震测井（EWC）是利用________在井内激发声波，探测井壁周围地层参数的一种技术。三、简答题（请简要回答下列问题，每题5分，共20分）1.简述地震勘探中P波和S波的主要区别及其在勘探中的作用。2.简述陆地地震勘探野外数据采集的主要工作环节及其目的。3.为什么说地震反射法是寻找油气藏最常用的勘探方法？其基本原理是什么？4.简述地震资料解释的主要任务和常用方法。四、计算题（请列出计算步骤并给出结果，每题10分，共20分）1.声波在速度为1500m/s的介质中传播了4秒，求传播距离是多少公里？2.声波从空气（声速343m/s）垂直入射到水（声速1480m/s）的界面，入射角为30度，求反射角和折射角分别是多少度？（假设空气和水界面处声阻抗存在差异）五、综合应用题（请结合所学知识，分析并回答下列问题，共20分）假设某地区进行了一次三维地震勘探，获取了地震数据并进行处理和解释。地震剖面上显示存在一个明显的背斜构造，但该构造的圈闭条件（如闭合度）不明确。请分析：1.你会利用哪些地震资料信息（如振幅、频率、相位等）来评价该背斜的圈闭条件？2.如果需要进一步确认油气存在，除了地震勘探，还可以采用哪些其他地球物理或工程技术手段？（至少列举三种）---试卷答案一、选择题1.B2.C3.B4.C5.B6.B7.C8.B9.A10.C二、填空题1.物质性质，声波频率2.声波（或P波）3.反射波强度，入射波强度4.立体5.旅行时（或到达时间）6.滤波（或滤波、偏移），成像7.船载地震采集系统（或Sonicor）8.海底地形9.钻井10.井内声源（或声波)三、简答题1.解析思路：首先区分P波（压缩波）和S波（剪切波）在质点运动方向与波传播方向关系上的根本差异。P波质点振动方向与波传播方向一致，可在固、液、气三相介质中传播；S波质点振动方向垂直于波传播方向，只能在固相介质中传播。然后阐述两者在速度上的区别（通常P波速度大于S波速度）。最后说明其在勘探中的作用：P波是主要的勘探波型，用于探测大范围地质结构；S波对断层等构造敏感，可用于分辨构造细节和岩性识别。2.解析思路：描述野外采集的主要环节：布置震源和检波器（即进行震源和接收点定位）、激发信号（震源工作）、接收信号（检波器记录）、同步控制（确保激发与接收的时间同步）、数据传输与初步记录（将采集到的数据传输到记录设备）。最后点明每个环节的目的：确保按照设计的观测系统采集到高质量、具有足够同步性的地震数据。3.解析思路：首先解释反射法原理：声波（P波）从地表向下传播，遇到不同地质界面（特别是波阻抗差异显著的界面，如从岩石到油气藏）时发生反射，被地面检波器接收。油气藏通常具有相对较低的波阻抗，其上下的岩石界面会产生强反射信号。然后说明其作为常用方法的原因：油气藏上方通常存在不渗透的盖层，形成良好的波阻抗界面，有利于产生强反射信号；反射法勘探覆盖范围广，效率高，能够探测深层油气藏。4.解析思路：主要任务：从处理后的地震数据中识别、解释地下地质构造和地层信息，推断其形成过程，评估油气储集条件。常用方法：构造解释（识别断层、褶皱等，分析其形态、产状和运动学特征）、层序地层解释（根据反射包络的叠置样式、接触关系等分析地层叠置格架和沉积环境）、属性分析（利用地震数据的振幅、频率、相位等属性进行岩性预测、流体识别等）、综合解释（结合钻井、测井等其他资料进行综合判断）。四、计算题1.解析思路：利用声波传播的基本公式：距离=速度×时间。已知声速v=1500m/s，时间t=4s。代入公式计算距离d=1500m/s×4s=6000m。将米转换为公里：6000m/1000m/km=6km。结果：传播距离为6公里。2.解析思路：根据折射定律和反射定律。反射定律：反射角等于入射角。因此，反射角θr=入射角θi=30度。折射定律（斯涅尔定律）：n₁sin(θi)=n₂sin(θr)，其中n₁和n₂是两种介质的声阻抗与介质密度的乘积之比（或相对折射率），这里假设为1（空气）和k（水），则sin(θr)=sin(θi)/k。但更常用的是用波速比代替相对声阻抗比，即v₁sin(θi)=v₂sin(θr)。已知v₁=343m/s,v₂=1480m/s,θi=30度。计算sin(θr)=(343/1480)sin(30°)=(343/1480)×0.5≈0.1164。查找正弦函数的反函数得到θr≈6.71度。结果：反射角为30度，折射角约为6.71度。五、综合应用题1.解析思路：*振幅信息：强振幅通常与含油气可能性高有关，特别是与亮点（振幅异常增强）相关的振幅。需要分析振幅的平面变化，判断闭合构造内是否聚集了足够强度的振幅。*频率信息：高频成分通常与致密岩石相关，低频成分可能与疏松、含油气地层相关。分析构造顶部和内部的频率变化，判断岩性变化和流体存在迹象。*相位信息：分析反射同相轴的连续性、绕射特征等，可以帮助识别断层的封堵情况，判断圈闭的完整性。*其他属性：如全波形反演得到的岩性属性、流体预测属性等，可以更直接地指示油气存在。2.解析思路：列举可行的其他手段：*钻井：获取最直接、最可靠的地质和油气信息，包括岩心分析、测井资料等。*测井：在井孔中直接测量地层的物理性质，如电阻率测井、声波测井、伽马测井等，用于岩性识别、孔隙度计算、流体识别和测井解释。*地震测井（EWC）：在钻井过程中进行，利