工程物探期末復習總結

1、物探 （概述）：通過觀測和研究各種地球物理場的變化來解決地質問題的一種勘查方法。地球物理勘探（全稱）：通過專門的儀器觀測地球物理場的分布和變化特征，然后結合已知地質資料進行分析研究，推斷出地下巖土介質的性質和環(huán)境資源等狀況，從而達到解決問題的目的。2 、物探的分類及關系按研究地球物理場不同分類：地震勘探：以介質彈性差異為基礎，研究波場變化規(guī)律的方法。電法勘探：以介質電性差異為基礎，研究天然或人工電場變化規(guī)律的方法。放射性勘探：以介質放射性差異為基礎，研究輻射場變化特征的方法。地熱測量：以地下熱能分布和介質導熱為基礎，研究地溫場的方法。重力勘探：以地下介質密度差異為基礎，研究重力場變化的方法。磁

2、法勘探：以介質磁性差異為基礎，研究地磁場變化規(guī)律的方法。按物探工作的空間分類: 航空物探海洋物探地面物探地下勘探按工作目的和應用范圍分類: 金屬物探石油物探工程與環(huán)境物探形變：任何固體介質在外力作用下，內部質點的相互位置會發(fā)生變化，使得介質的形狀或大小產生變化。彈性 ：某物體在外力作用下產生形變，當外力取掉之后，物體能迅速恢復到受力前的形態(tài)和大小,物體的這種性質。彈性介質: 具有彈性的介質。地震勘探中，人工震源的激發(fā)是脈沖式的，作用時間短，激發(fā)能量對地下巖層和接收點介質產生作用力較小。因此，可以把地下介質近似看作彈性介質。各向同性介質： 彈性性質與空間方向無關； 各向異性介質：彈性性質與空間方

3、向有關應變：單位長度所產生的形變AL/L。應力：單位橫截面所產生的內聚力F/s楊氏模量 （或拉伸模量）：線性彈性形變區(qū)，應力與應變的比值。泊松比：介質的橫向應變與縱向應變的比值。拉梅系數(shù)： 各向同性的均勻介質，各不同方向的彈性系數(shù)大都對應相等，可以歸結為應力與應變方向一致和互相垂直時的兩個系數(shù)和 ，合稱拉梅系數(shù)彈性振動：應力和慣性力不斷作用，使質點圍繞其原來的平衡位置發(fā)生振動等效空穴：震源點附近的非線性形變區(qū)振動圖：用u t坐標系統(tǒng)表示的質點振動位移隨時間變化的圖形描述振動曲線的參數(shù)：A:地震波振動位移大?。ǚQ振幅值變化）:振動周期 :延續(xù)時間 to：初至時間波長：波峰至相鄰波峰間的距離入。波

4、前：該時刻剛剛開始振動的點。波尾： 該時刻剛剛停止振動的點。波剖面圖： 描述某一時刻 t 質點振動位移U 隨距離 X 的變化圖形時間場：由時空函數(shù)t=t(x , y, z)所確定的時間t的空間分布。等時面： 將時間場中時間值相同的各點連起來，構成空間一個面。真速度(v): 只有測量方向與波射線一致時，才能測量得真值。視速度V*: 沿觀測方向，距離和波實際傳播時間的比值?？v波：彈性介質發(fā)生體積形變(即拉伸與壓縮形變)所產生的波動橫波：彈性介質發(fā)生切變時所產生的波動瑞利波：是沿介質與大氣層接觸的自由表面?zhèn)鞑サ拿娌?。勒夫波：沿兩種彈性介質分界面?zhèn)鞑ァｎl譜：諧和振動的振幅和初相位則隨頻率的改變而改變的

5、關系。頻譜分析： 為了研究地震波的頻譜特征，可用傅立葉變換把波形函數(shù)a( t )變換到頻率域中，得到振幅隨頻率的變化函數(shù)A(f) ，這個變換過程。主頻 f0 ： 振幅譜曲線極大值所對應的頻率。頻帶的寬度：若|A (f) |最大彳t為1,則可找|A (f) |=0.707的兩個頻率fl和f2, f=f2-f1差值為頻帶寬度。大地低通濾波器效應： 地震波在傳播過程中隨著距離(或深度)的增加，高頻成分會很快地損失，而且波的振幅按指數(shù)規(guī)律衰減。實際地層對波的這種改造效應。波前擴散：在均勻介質中，點震源的波前為球面，隨著傳播距離的增大，球面逐漸擴展，但總能量仍保持不變，而使單位面積上的能量減小，振動的振

6、幅將隨之減小。吸收衰減：介質對地震波的吸收衰減：實際巖層并非理想彈性介質，地震波傳播過程中其質點間相互摩擦消耗了振動能量，造成地震波振幅的衰減惠更斯原理 ：惠更斯原理亦稱波前原理，假設在彈性介質中，已知某時刻 t1 波前面上各點，則可以把這些點看成是新的振動源，從t1 時刻開始產生子波向外傳播，經(jīng)過 t時間后，這些子波的波前所構成的包絡面就是t1 +t 時刻新的波前面。費馬原理 (射線原理或最小時間原理)：地震波總是沿地層射線傳播，到某一點時所用的旅行時間為最小滑行波：透射角B =90 °時的透射波。折射波：滑行波沿界面滑行時，必然引起界面上各質點的振動，據(jù)惠更斯原理，滑行波所經(jīng)過的

7、界面上各點，都可看作是一新的振源點，在上覆介質中將產生相平行的波。折射波的盲區(qū)： 折射波到地面入射角為臨界角時，才能產生折射波(折射定律 ) ，故地面一定區(qū)間內測不到折射波，這個區(qū)間檢波器 ： 檢波器又稱拾震器，是把地震波到達所引起的地面微弱震動轉換成電信號的換能裝置。淺層地震儀： 地震儀是將檢波器輸出的信號進行放大、顯示并記錄下來的專門儀器觀測系統(tǒng)： 激發(fā)點和接收點之間以及排列和排列之間的位置關系，稱之為觀測系統(tǒng)時距曲線 ： 震源到接收點的距離與地震波走時之間的關系曲線。多次覆蓋觀測系統(tǒng)： 水平疊加（共反射點疊加或共中心點疊加）： 把不同激發(fā)點、不同接收點上接收到的來自同一反射點的地震記錄進

8、行疊加。多次覆蓋觀測系統(tǒng)設計： 選定偏移距和檢波距后，每激發(fā)一次，激發(fā)點和整個排列同時向前移動一個距離（此距離炮間距d）,直至測完全部剖面。切除： 對記錄中一些干擾嚴重或無意義的記錄段，以及工作不正常的地震道，數(shù)值充零，以減小干擾，提高資料處理質量。靜校正：對地形起伏和表層速度變化引起的時差進行校正。抽道集：將各共反射點的記錄道從共激發(fā)點的記錄中逐一的抽出來并按一定的順序構成新的共反射點道集。零偏移距地震記錄： 中心點自激自收的記錄。動校正（ 或正常時差校正 ）：將 CDP 道集中各不同偏移距的記錄變換成零偏移距記錄的處理過程。疊加處理又稱水平疊加。偏移歸位: 把失真的反射界面歸位到其真實的位

9、置時間剖面：水平疊加或偏移等處理所得出的地震剖面，縱坐標是以時間來表示。時深轉換:將時間剖面轉換為深度剖面的過程。聲波探測：通過探測聲波在巖體內的傳播特征來研究巖體性質和完整性的一種物探方法聲波探測原理： 將聲波發(fā)射點和接收點分別置于巖土體不同地段，測得聲波從發(fā)射點到接收點之間的距離（L）和傳播時間（T）,可算出被測巖體波速的方法頻度： 是表示單位時間內所記錄的能量超過一定閥值的聲發(fā)射次數(shù)，以 N 表示。聲波測井： 利用聲波在鉆井中傳播的各種規(guī)律來研究鉆井剖面。橫向電阻率：對于各向異性介質而言，當電流垂直層理方向流過時所測得的電阻率。用符號pn來表示。縱向電阻率：對于各向異性介質而言，電流平行

10、層理方向流過時所測得的電阻率。用符號pt來表示橫向電阻：假若在層狀介質中取底面積為lm2 、厚度為h 的六面巖柱體，則當電流垂直巖柱體底面流過時，所測的電阻。縱向電導：假若在層狀介質中取底面積為lm2 、厚度為h 的六面巖柱體，當電流平行巖柱體底面流過時，所測得的電導值。點電源： 由于電極大小相對于電極之間距離來說一般很小，因此，我們便可把電極視為一個點，并稱為點電源反演 : 根據(jù)正演理論，對野外實測曲線進行分析，從而獲得所研究地質對象的分布狀況的有關信息。正演：根據(jù)地下電性介質的分布來研究場的分布，并把場的分布轉化成相應的視參數(shù)來 表不。1 .什么是介質的彈性形變和塑性形變？試舉例說明。形變

11、：任何固體介質在外力作用下，內部質點的相互位置會發(fā)生變化，使得 介質的形狀或大小產生變化。彈性：某物體在外力作用下產生形變，當外力取掉之后，物體能迅速恢復到 受力前的形態(tài)和大小，物體的這種性質。塑性：若某物體在外力作用下產生形變，物體仍保持形變后的某種形態(tài)，不 能恢復原狀，該物體具有塑性2 .什么是彈性介質？地震勘探時為什么可以把地下巖層近似看成是彈性介質？ 地震勘探中，人工震源的激發(fā)是脈沖式的，作用時間短，激發(fā)能量對地下巖層 和接收點介質產生作用力較小。因此，可以把地下介質近似看作彈性介質 3.什么是各向同性介質和各向異性介質？各向同性介質：彈性性質與空間方向無關；各向異性介質：彈性性質與空

12、間方 向有關4.地震波是如何形成的？可分為哪些類型？以某種振源激發(fā)時，激振點附近的一定區(qū)域內所產生的壓強將大大地超 過其介質的彈性極限，發(fā)生巖土大破裂與擠壓形變等，形成一個塑性與非線性 形變帶，在該地帶邊緣，在激發(fā)脈沖的繼續(xù)擠壓下，質點將產生圍繞其平衡位 置的振動，形成了初始的地震子波，這種振動是一種阻尼振動，在介質中沿射 線方向向四面八方傳播，形成地震波。6.什么是時間場和等時面？證明均勻各向同性介質中點震源的地震波波前是以 震源為圓心的球面。9丫 +乏丫二無丫 _射線方程 kCkJLwJN )在均勻各向同性介質中， V是常數(shù)，解為： 球面方程Z = J ( - N + A 天 + )三結論

13、：在均勻各向同性介質中地震波的波前是一系列以震源為中心的球面。10 .什么是地震信號的頻譜和頻譜分析？它對地震勘探工作有什么意義?頻譜：諧和振動的振幅和初相位則隨頻率的改變而改變的關系。頻譜分析：為了研究地震波的頻譜特征，可用傅立葉變換把波形函數(shù)a (t)變換到頻率域中，得到振幅隨頻率的變化函數(shù) A，這個變換過程。作用：根據(jù)有效波和干擾波的頻段差異：指導野外工作方法的選擇。 給數(shù)字濾波和資料處理等工作提供依據(jù)12 .地震波傳播過程中其能量衰減有什么規(guī)律？大地低通濾波器效應：地震波在傳播過程中隨著距離（或深度）的增加，高頻成分會很快地損失，而且波的振幅按指數(shù)規(guī)律衰減。實際地層對波的這種改造效應。

14、波前擴散：在均勻介質中，點震源的波前為球面，隨著傳播距離的增大，球面逐漸擴展，但總能量仍保持不變，而使單位面積上的能量減小，振動的振幅將隨之減小。即按1/r 的規(guī)律衰減。吸收衰減：介質對地震波的吸收衰減：實際巖層并非理想彈性介質，地震波傳播過程中其質點間相互摩擦消耗了振動能量，造成地震波振幅的衰減13 . 地震波傳播速度和哪些因素有關？縱波、橫波和面波三者之間的波速有何關系？1 與巖石彈性常數(shù)的關系 2 與巖性關系 3 與密度關系 4 與構造歷史、地質年代關系 5 與孔隙率和含水性關系15. 淺層地震的主要特點和地質條件是什么？1 疏松覆蓋層2 潛水面和含水層3 地質剖面的均勻性4 地震界面和

15、地質界面差異 5 " 地震標志層"確定1. 淺層地震勘探數(shù)據(jù)采集的主要儀器設備有哪些？震源、檢波器、淺層地震儀2. 折射波法的應用條件和常用觀測系統(tǒng)是什么？3. 什么是多次覆蓋觀測系統(tǒng)？有什么優(yōu)越性？多次覆蓋觀測系統(tǒng)：把不同激發(fā)點、不同接收點上接收到的來自同一反射點的地震記錄進行疊加。覆蓋次數(shù)：把來自同一反射點的次數(shù)，稱覆蓋次數(shù)。優(yōu)點：可以壓制多次波和各種隨機干擾波，從而大大提高了信噪比和地震剖面的質量，并且可以提取速度等重要參數(shù)。7地震剖面上主要的地震波有哪些類型？在共激發(fā)點地震記錄上呈現(xiàn)出什么特征？直達波、面波、聲波、折射波、反射波。12. 反射波法和折射波（ t 0法

16、）資料解釋方法？1）在時距曲線上讀取tl、t2和互換時T,可求出to （to=tl+t2-T）,且可繪 出相應 t 0（x） 的曲線。2）求取 k 值（h=k*t 0）。3）計算各點界面深度h,以各觀測點為圓心，以其對應的深度 h為半徑畫弧， 作出這些圓弧的包絡線，為該折射面的位置。14. 頻率濾波的基本原理，并舉例說明帶通、高通和低通濾波的功能。頻率濾波：若對地震記錄進行數(shù)值濾波，可使某些頻率的有效波順利通過不受損失，而另外一些頻率的干擾波則受到較大壓制（即被濾掉了。高通濾波、低通濾波、帶通濾波等）。15. 什么是動校正和靜校正？其校正目的是什么？目的：前者提高地震資料處理和解釋的準確性；后

17、者得到直接反應界面深度變化的地震時間剖面16. 疊加速度分析的基本原理，并解釋動校正時如果動校正速度選擇過大，反射波校正不足的原因。據(jù)動校正的原理，采用一系列不同的速度值對共反射點時距曲線進行動校正，看經(jīng)過動校正后雙曲線型的時距曲線是否被拉平。當時距曲線拉平時，各道反射波對應最好，疊加后能量最強這時的速度為最佳速度。校正時差與速度成反比，速度選擇過大，時差過小，故校正不足。17. 水平疊加剖面的主要處理流程有哪些？并說明水平疊加時間剖面為什么還需要做偏移歸位處理？抽道集、動校正、水平疊加；常規(guī)的水平疊加處理是以水平層狀介質為基礎的，當反射界面產狀變化較大時，按水平界面得出的CDPf集就不是真正

18、的共反射點道集，致使水平疊加的反射界面失態(tài)失真。通過偏移處理, 不但使反射波歸位，較好地反映了界面形態(tài), 而且使繞射波等干擾有所收斂 , 進一步提高了資料質量18. 淺層折射波法勘測時：常用的觀測系統(tǒng)是什么？資料處理的主要流程是什么？折射波：資料輸入與圖形顯示、預處理、構制時距圖、t 0 法解釋、結果輸出19. 淺層反射波法勘測時：常用的觀測系統(tǒng)是什么？資料處理的主要流程是什么？多次覆蓋觀測系統(tǒng)反射波：（ 1 ）數(shù)據(jù)資料的輸入和顯示（2）切除：頂部切除，底部切除（ 3）靜校正（4）頻譜分析；5 抽道集、動校正和水平疊加 6 速度分析 7 數(shù)值濾波 8 時間剖面 9 偏移處理10 時深轉換 11 輸出結果20. 斷層在時間剖面上有哪些特征？并繪出圖 2 的合成地震記錄。1 .反射波同相軸錯位b.反射波同相軸突然增減或消失，波組間隔突然變化。往往是基底大斷層的反映。 c. 反射波同相軸產狀突變，反射零亂或出現(xiàn)空白帶。 d. 標準反射波同相軸發(fā)生分叉、合并、扭曲、強相位轉換等現(xiàn)象1工程巖體聲波探測與淺震波速測試相比，有哪些共同點和不同點？它們各自的優(yōu)缺點是什么？共同點 : 都是以彈性波理論為基礎，區(qū)別：工作頻率不同：聲波探測所采用的頻率要大大的高于地震波的頻率。聲波探測優(yōu)點：簡便快速和對巖石