地震勘探實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地空學(xué)院地震實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓 名： 沈班 級(jí)： 班學(xué) 號(hào)：時(shí) 間 ： 2015 年 05 月指導(dǎo)老師： 張一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)一：1、淺層地震裝備的基本組成；2、認(rèn)識(shí) GEODE9淺6 層地震儀的主要結(jié)構(gòu)，并學(xué)會(huì)該類儀器的操作方法；3、地震波認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)二：1、掌握淺層地震數(shù)據(jù)采集方法及注意事項(xiàng)二、儀器介紹1、儀器簡(jiǎn)介全套美國(guó) GEOMETRIC公S司生產(chǎn)的 Geode96淺層地震儀（相當(dāng)于四套獨(dú)立的24 道淺層地震儀）該儀器能滿足折、反射地震勘探、井間勘探、面波調(diào)查等地 震監(jiān)測(cè)需要 , 應(yīng)用 Crystal 公司的 A/D轉(zhuǎn)換器和高速過(guò)采樣技術(shù)達(dá)到了 24位地震 儀的精度。頻帶從到

2、20,000Hz, 使得采樣間隔可以從 20 毫秒到 16 微秒。采樣到 的數(shù)據(jù)疊加到 32 位的疊加器中，然后傳回到主機(jī)的硬盤(pán)或其它介質(zhì)上。內(nèi)置預(yù) 觸發(fā)器，每道有 16K 的內(nèi)存。用硬件相關(guān)器對(duì)震源信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)相關(guān)運(yùn)算。 Geode 包裝堅(jiān)固、防水、防震, 有提手,重公斤, 用 12V的外接電池可以連續(xù)工作 10 個(gè)小 時(shí)。（ 如下圖 ）2、主要操作功能鍵及快捷鍵注釋：鎖定與解鎖； 2 清除界面； 4 檢測(cè)噪聲； 7 保存3、操作步驟及注意事項(xiàng)1、每個(gè) GEODE用數(shù)傳線按規(guī)定串聯(lián)，通過(guò)數(shù)傳盒與筆記本電腦的 USB口連 接。、每個(gè) GEODE接上 12V 電源。、開(kāi)關(guān)接到與筆記本相連的第一個(gè)

3、 GEODE上。、傳盒上的開(kāi)關(guān)置于 POWER U處P 。、采集控制程序， 并按工作需要設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)， 然后進(jìn)行正常數(shù)據(jù)采集工 作。、出采集控制程序之前，應(yīng)將數(shù)傳盒上的開(kāi)關(guān)置于 POWER DOW處N。、卸下各連接線并清理整齊。、注意的是：在正常工作過(guò)程中， 任何時(shí)候移動(dòng)數(shù)傳線與 GEODE的連接頭時(shí)， 必須退出采集控制程序。 另外 Y型頭上有紅色標(biāo)記的與 GEODE的前 12 道相連接。而且采集控制軟件運(yùn)行的語(yǔ)言環(huán)境必須是英語(yǔ) （ 美國(guó) ） 。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 、淺層地震裝備認(rèn)識(shí)及地震波認(rèn)識(shí)：第一周上午主要是老師介紹檢波器、 地震儀以及實(shí)驗(yàn)裝備， 認(rèn)識(shí)設(shè)備后進(jìn)行采集裝置的連接， 全班同學(xué)輪流

4、當(dāng)做指揮 員和爆破員；2 、淺層地震數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)：隔一周之后的上午全體同學(xué)使用地震儀進(jìn)行淺 層地震數(shù)據(jù)的采集及簡(jiǎn)單的分析，并對(duì)干擾波進(jìn)行識(shí)別。四、主要步驟1. 在物探樓后，從東至西開(kāi)始布置 36 道檢波器，道間距為 1m，用兩臺(tái)地震儀 相連進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與接收；用鐵錘敲擊放炮 ,檢波器接收記錄， 并觀察地震記錄， 若發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤道， 相反 道進(jìn)行相應(yīng)測(cè)線位置道的檢波器檢查，直至所接收的地震記錄良好（性噪比 較好，在 30-60db 范圍內(nèi)前段時(shí)間資料平坦無(wú)波動(dòng)） ；完成上述步驟后，首先觀測(cè)未激發(fā)震源時(shí)的地震記錄，觀察隨機(jī)干擾波；放炮，觀察地震記錄，觀察聲波，面波，直達(dá)波，折射波以及高能干擾的范 圍

5、位置及形態(tài)；根據(jù)面波，折射波，反射波的出現(xiàn)位置選擇最佳窗口然后依據(jù)最佳窗口使炮 點(diǎn)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的反射波和面波勘探從而得到明顯的反射波和面波；（實(shí)驗(yàn)二內(nèi)容 ）簡(jiǎn)單連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 ： 單次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)：雙邊激發(fā)、單邊激發(fā)、中間激發(fā)、間隔單次覆蓋。如果 震源固定在排列的一端激發(fā)，每激發(fā)一次，排列沿測(cè)線方向向前移動(dòng)一次 （ 半個(gè) 排列長(zhǎng)度 ） ，這種觀測(cè)系統(tǒng)叫做單邊激發(fā) （ 或叫單邊放炮 ）簡(jiǎn)單連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)。如果震源位于排列中間，也就是在激發(fā)點(diǎn)的兩邊安置數(shù)目相等的檢波器同時(shí) 接收，這種形式的觀測(cè)系統(tǒng)稱為中間激發(fā)觀測(cè)系統(tǒng) （ 或叫中間放炮觀測(cè)系統(tǒng) ）。簡(jiǎn)單連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是接收段靠近激發(fā)點(diǎn)

6、，能避開(kāi)折射波干涉，便 于野外施工，但受面波和聲波干擾較大。簡(jiǎn)單連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)（a）雙邊激發(fā)；（ b）單邊激發(fā)； （c） 中間激發(fā)； （d） 間隔單次覆蓋干擾波調(diào)查及窗口大小的選擇：各種規(guī)則有效波， 它們的時(shí)距關(guān)系均具有相干性 （即相鄰道之間波到達(dá)的時(shí) 間是有規(guī)律的，并且是可以預(yù)測(cè)的） ，這就為我們利用多道儀器追蹤有效波信息 創(chuàng)造條件。但是，各種波的時(shí)距曲線的相干性并不是一樣的，有的是直線，有的 是曲線，于是相互之間會(huì)互相干涉， 就存在一個(gè)有效波的追蹤范圍和追蹤地段問(wèn) 題。干擾波調(diào)查是采集單炮多道地震記錄， 排列長(zhǎng)度依據(jù)勘探深度和有效波分布 的范圍確定，本次實(shí)習(xí)排列長(zhǎng)度 36 道，道間距為 1m

7、，偏移據(jù)為 0m，不使用模擬 濾波器。本次干擾波的實(shí)驗(yàn)采取單邊放炮并且對(duì)采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制成圖， 并進(jìn)行分析。具體如下：圖（1）單邊放炮第一次數(shù)據(jù)圖（2）單邊放炮第二次數(shù)據(jù)從以上倆附圖可以看出， 第二次的數(shù)據(jù)信噪比比第一次要高， 不過(guò)倆次實(shí)驗(yàn) 測(cè)得的數(shù)據(jù)基本一致，我們可以看出首波均很明顯，均在 13 道左右發(fā)生轉(zhuǎn)折， 我們可以判斷， 在這之前的首波為直達(dá)波， 在這之后的首波均為速度更大的折射 波，因此我們?cè)谡凵洳碧街幸紤]到觀測(cè)窗口的大小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響， 要求最小 炮檢距要大于十三道的位置， 即大于轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的炮檢距， 這樣便壓制了直達(dá)波 對(duì)地震勘探的影響。雙邊放炮、中間放炮觀測(cè)對(duì)比：圖（

8、 3）正向追逐炮圖（ 4）反向追逐炮 圖（ 5）中間放炮 從圖（ 5）中我們可以看到在中間激發(fā)時(shí)，我們可以同時(shí)觀測(cè)到炮點(diǎn)倆側(cè)的 地震數(shù)據(jù)，具有宏觀對(duì)稱性， 這樣在一定程度上避免了因炮點(diǎn)與檢波點(diǎn)相距太遠(yuǎn) 導(dǎo)致能量衰弱的現(xiàn)象。從圖（3）和圖（4）中我們可以清楚地辨別各種波形，從反向追逐炮中明顯 地看到前面有幾道可能是在移動(dòng)炮點(diǎn)時(shí)碰到了檢波器， 使檢波器出了些問(wèn)題， 但 是對(duì)整體影響不大。我們可以看到下圖所示的情況：在折射波法地震勘探中，比較流行的是采用相遇追逐觀測(cè)系統(tǒng)。 O1是 O2的 追逐炮， O4是 O3的追逐炮；若測(cè)線方向?yàn)?O1O4方向，則 O1稱為正追逐炮，O2稱為正相遇炮， O3 稱為

9、反相遇炮， O4稱為反追逐炮。追逐炮的作用：（1）可以利用追逐時(shí)距曲線與相遇時(shí)距曲線的平行性延長(zhǎng)解釋區(qū)間；（2）確定直達(dá)波與折射波的交點(diǎn)；（3）判斷有無(wú)穿透現(xiàn)象 （ 有穿透可能就不平行 ） 。單邊多次覆蓋實(shí)驗(yàn)：本次實(shí)驗(yàn)的最后一個(gè)為多次覆蓋實(shí)驗(yàn)， 多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)是為了壓制多次反 射波之類的特殊干擾波， 提高地震記錄的信噪比， 采取有規(guī)律地同時(shí)移動(dòng)激發(fā)點(diǎn) 與接收排列，對(duì)地下界面反射點(diǎn)多次重復(fù)采樣的觀測(cè)形式叫多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)。 多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)與簡(jiǎn)單連續(xù)、 間隔連續(xù)觀測(cè)系統(tǒng)的區(qū)別是移動(dòng)激發(fā)點(diǎn)和接收排 列的距離較短， 可以重復(fù)觀測(cè)地下界面。 對(duì)地下界面重復(fù)觀測(cè)多少次就稱為幾次 覆蓋。多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)

10、炮點(diǎn)移動(dòng)距離與覆蓋次數(shù)和地震儀器的接收道數(shù)滿足： 式中 表示炮點(diǎn)每次移動(dòng)幾個(gè)道間距； n 是地震儀器的接收道數(shù) ； N 是 覆蓋次數(shù)； S = 1 表示單邊放炮； S=2 表示雙邊放炮。本次實(shí)驗(yàn)所采用的是六次覆蓋，道數(shù)選擇 12 道，單邊放炮，我們可以據(jù)此 算出 = 2；因此我們從零炮檢距位置開(kāi)始依次隔倆個(gè)道激發(fā)一次，相應(yīng)的電腦 中參數(shù)可以方便地將觀測(cè)系統(tǒng)往后移動(dòng)倆道。得到的六次覆蓋圖如下：圖（1）第六次覆蓋地震記錄圖（2）第五次覆蓋地震記錄圖（3）第四次覆蓋地震記錄圖（4）第三次覆蓋地震記錄圖（5）第二次覆蓋地震記錄圖（6）第一次覆蓋地震記錄五、實(shí)驗(yàn)收獲與體會(huì)感謝老師安排此次實(shí)驗(yàn)， 讓我有機(jī)

11、會(huì)親自安插檢波器、 掄大錘激發(fā)地震波和 操作電腦，這是我大學(xué)期間第二次如此密切的接觸地震勘探的主要設(shè)備。第一次是在去年跟著張老師和夏老師去江灘做過(guò)一次實(shí)驗(yàn)， 但是由于當(dāng)時(shí)專 業(yè)知識(shí)還不充足沒(méi)有太了解各個(gè)流程的具體步驟。 通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)， 我認(rèn)識(shí)了淺層 地震儀，了解怎樣布置測(cè)線，包括測(cè)線方向，長(zhǎng)度，檢波器的布置與連接，道的 接入等，了解了地震震源的要求， 還掌握了地震勘探過(guò)程中的操作步驟， 以及原 始數(shù)據(jù)圖件的查看、檢錯(cuò)，原始噪聲的觀測(cè)等等?？傊?，整個(gè)過(guò)程張老師講解都非常詳細(xì)， 也非常耐心地回答我們的問(wèn)題， 這次實(shí)驗(yàn)收獲確實(shí)很多，整個(gè)過(guò)程都對(duì)以后北戴河實(shí)習(xí)以及工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 再次感謝老師以及

12、所有跟我共同完成任務(wù)的同學(xué) 附一、思考題：1. 地震勘探的主要裝備有哪些地震勘探的主要裝備有震源激發(fā)裝置（如鐵錘，雷管，炸藥等） ，檢測(cè)裝置： 檢波器（根據(jù)不同的勘探要求選擇不同頻率的檢波器） ，接收與存儲(chǔ)裝置： 地 震儀（用于各測(cè)線及道的數(shù)據(jù)接入放大等） 。各種波的特點(diǎn)直達(dá)波：在均勻地層中由震源直接傳播到觀測(cè)點(diǎn)的地震波。原始資料圖上為前段所達(dá)時(shí)間最短的傾斜的直線，但由于炮間距 增大被其他波的掩蓋，所以只能看到一直線段。折射波：地震波在傳播中遇到下層的波速大于上層波速的彈性分界面，而且 入射角達(dá)到臨界角 （使透射角為 90）時(shí)，透過(guò)波將沿分界面滑行， 又引起界面上部地層質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)并傳回地面的波。

13、原始資料圖上為直達(dá)波后傾斜角度更大的射線（由于盲區(qū)的存在） ， 由于傳播時(shí)間比其他波時(shí)間都短又稱初至波，其他波則成為續(xù)至 波。瑞雷面波： 地震勘探中主要是瑞雷面波，特點(diǎn)：能量強(qiáng)，縱向衰減快橫向衰反射波：減滿，面極化逆進(jìn)橢圓，且具有頻散現(xiàn)象，由于沿地表傳播與折射 波反射波所對(duì)應(yīng)的視速度不一樣，可以利用這一特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行作為干 擾波的壓制。原始資料圖上為縱向衰減快橫向衰減慢，能量強(qiáng)的掃帚狀。 由于界面上下性質(zhì)不同將發(fā)生反射現(xiàn)象。原始資料圖上反射波為雙曲線，其漸近線為直達(dá)波直線，由于面波 能量及其它干擾波能量強(qiáng)在圖上被掩蓋，但經(jīng)過(guò)各項(xiàng)校正及振幅恢復(fù)等一系列數(shù)據(jù)處理將得到反射波剖面圖。通過(guò)對(duì)共反射點(diǎn)進(jìn)行正 常時(shí)差校正以及偏移處理將得到地震剖面圖。觀測(cè)系統(tǒng)（道距、偏移距、排列長(zhǎng)度、排列方向、炮檢距、炮間距）的概念道距： 檢波器道與相鄰道之間的距離；偏移距： 炮點(diǎn)到相鄰最近檢波器之間的距離；排列長(zhǎng)度： 一條測(cè)線的總長(zhǎng)度等于 （一條測(cè)線檢波器總數(shù) -1 ）與道距的乘積； 排列方向： 一條測(cè)線布置的方向， 本