第三章地震資料的野外采集

第三章地震資料的野外采集

Chapter3AcquisitionSeismicDatainField第三章地震資料的野外采集

AcquisitionSeismicDatainField野外工作是地震勘探中重要的基礎工作，它的基本任務是根據(jù)具體的地質(zhì)任務進行野外施工，要齊全準確地采集地震數(shù)據(jù)，為下一階段的數(shù)據(jù)處理，資料解釋做準備。工作順序(WorkOrder)：踏勘工區(qū)，布置測線；試驗工作，為了選擇最佳的激發(fā)，接收條件，多次波，面波調(diào)查；完成一定的工作量及地質(zhì)任務；第一節(jié)地震測線的布置及試驗性工作(自學)

Passage1ArrangeSeismicLineandExperiment一．地震測線布置ArrangeSeismicLine地震測線SeismicLine：是指沿地面或海面進行地震勘探野外工作的路線。沿測線觀測到的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理以后的成果，就是地震剖面(時間剖面或深度剖面)，他是地震資料解釋的基本依據(jù)。測線的布置與地質(zhì)測線布置的原則(Rule)類似。測線布置的原則1．主測線(In-Line)應盡量垂直構(gòu)造走向，目的是能更好地反映構(gòu)造形態(tài)，此時傾角為真傾角；2．測線應盡量為直線，此時，垂直切面為一平面，反映構(gòu)造形態(tài)比較真實；3．

測線間隔隨勘探程度的提高，由蔬到密，地震工作可分為：區(qū)域測量，面積測量，面積普查，面積詳察，構(gòu)造細測；(1)區(qū)域測量：面積很大，測量間距以不漏掉局部構(gòu)造為原則，通常為十幾—幾十公里，并有一定的聯(lián)絡測線。(2)面積普查：任務是在含油氣遠景區(qū)，普查含油氣構(gòu)造，一般測線也較稀，為幾公里；(3)面積詳查：在已圈閉的含油氣構(gòu)造的基礎上，加密測線，搞清構(gòu)造圈閉的形態(tài)，產(chǎn)狀。間距2-4公里；(4)細測階段：任務是查明構(gòu)造的細節(jié)和斷層產(chǎn)狀，提供鉆探井位，這時間距密到1公里，4.如工區(qū)有鉆井，測線要盡量通過鉆孔，以便進行地震層位和地質(zhì)層位的對比。2．試驗工作(ExperimentWorks)是正式生產(chǎn)之前對前人已做過的資料進行研究和做一些試驗性工作，目的是要了解該工區(qū)反射波，面波的速度，衰減情況，從而來確定炮點與接收點離多遠；試驗工作：1)選激發(fā)條件(SelectSourceCondition)2)選接收條件(SelectReceiveCondition)3)干擾波(面波)調(diào)查(NoiseInvestigation)第二節(jié)．地震波的激發(fā)

Passage2Seismicwaveource/Stimulate

激發(fā)(Stimulate)：是產(chǎn)生地震波的震源條件(SourceCondition)，在地震勘探中把震源條件叫做激發(fā)條件(Stimulatecondition)，它是指選擇合適的震源類型(Source/FocusType)和激發(fā)方式(StimulateWays)，震源條件如何，將對地震記錄的好壞起著重要的作用。一．震源類型Source/FocusType1．炸藥震源(explosive/chargessource)(20年代就有)，主要用于華北，在井中放炸藥，通過引爆，產(chǎn)生振動，產(chǎn)生地震波。2．非炸藥震源(60年代產(chǎn)生)(1)可控震源(controlSource)

：是一種機械震源，他是靠裝載在特種汽車上的振動器沖擊地面而產(chǎn)生地震波的，由于振動的頻譜和能量的大小都可以人工控制，故稱可控震源。這種震源較先進，在我國主要用于西北，新疆，青海等地表砂土無水，用井中激發(fā)較困難的地區(qū)。(2)空氣槍(Airgun)：他是將壓縮空氣在短暫瞬間釋放于水中，而產(chǎn)生地震波。(3)電火花(ElectricalSpark)

：他是利用高壓電極在水中的放電效應，使其周圍的海水受壓產(chǎn)生振動，產(chǎn)生地震波。二．縱波的激發(fā)

(Longitudinal/PrimarySourceCondition)HowProduceLongitudinal/Primary?1．縱波震源PSource：是脹縮震源(PressureForceSource)，在陸地廣泛使用的脹縮震源是炸藥震源(ChargesSource)，可控震源(ControlSource/Focus)；激發(fā)方式(Produce/StimulateWays)主要是在井中，坑中，水中，其中以井中激發(fā)用的最多。2．激發(fā)條件Produce/StimulateCondition多用井炮，井深？藥量多少？為了得到較強的能量。(1)井深WellDepth：在潛水面下3-5米處激發(fā)，在低速帶下面激發(fā)。(2)巖性RockCharacter/Property；最好是膠泥，含水粘土；(3)藥量大小ChargesQuantity

，據(jù)勘探目的層深度所定。一般深度大，藥量大，反之，藥量小一點。但必須注意，增加藥量與增加反射波能量并不是成正比的，即當藥量增加大到一定值后，彈性波的能量不再隨藥量而增大，這時大部分能量用于破壞周圍巖石了，所以，藥量一定要適中，可采用組合爆炸方式，提高震源能量。振幅與藥量的關系三．橫波的激發(fā)

Transverse/SProduce

要激發(fā)橫波就要使巖層受到一個剪切力(ShearForce)，目前，用的比較多的是SH波，這就要求有一種使介質(zhì)受到垂直測線水平方向剪切力的震源

1．橫波震源(S/Transversesource)

介質(zhì)(medium)受剪切應力作用，使巖層產(chǎn)生形變，產(chǎn)生橫波，震源類型主要有三種：1)炸藥(Charger)；2)敲擊(Tap)；3)可控震源(ControlSource))。

三．橫波的激發(fā)

Transverse/SProduce1。水平可控震源

要激發(fā)橫波就要使巖層受到一個剪切力(ShearForce)，目前，用的比較多的是SH波，這就要求有一種使介質(zhì)受到垂直測線水平方向剪切力的震源可控震源(ControlSource)：。水平可控震源用于產(chǎn)生橫波的可控震源，又稱為水平可控震源，他是振動器為水平，且垂直于測線，為了使振動器與大地緊密耦合，他的底板要做成錐形2。

炸藥震源(Charges/ExplosiveSource)

用炮井激發(fā)橫波時，先打三排間距為1-2米平行測線的井，先在中排炮井中激發(fā)，使之造成空洞，同時記錄下縱波，第二次在右排井中激發(fā)，由于在左側(cè)破壞的巖層存在，突出了向下和向右的水平方向的力，產(chǎn)生縱波和SH波(向右的)；第三次在左排井中激發(fā)也產(chǎn)生縱波和向左的SH波，把第二次和第三次激發(fā)所得結(jié)果相減即：

S=SH++P-SH--P=SH+-SH-式中表示第二次，第三次激發(fā)時所得到的縱波形態(tài)基本一致，而SH波極性相反，所以，相減后消除了P波，得到了振幅強度為單波兩倍的SH波。第三節(jié)．地震儀簡介

Passage3SeismographSimplyIntroduce

為了記錄由地下反射回來的地震波(SeismicWave)，需要使用一套專門的記錄裝置—地震儀(Seismology)?，F(xiàn)在我們野外使用的都是數(shù)字地震儀(DigitSeismology)，因此，我們就對這種現(xiàn)在最常用的且性能較好的地震儀—數(shù)字地震儀的一些組成(Component)、功能(Function)及特點(Character)作一簡單介紹(SimplyIntroduce)。一．數(shù)字地震儀的組成(ComponentofSeismograph)數(shù)字地震儀由兩部分組成：1.記錄系統(tǒng)(RecordSystem)2.回放系統(tǒng)(Play

BackSystem)，他們在邏輯控制系統(tǒng)的統(tǒng)一下進行工作。包括Include；1)檢波器(Geophone)；2)前置放大器FrontAmplifier；3)多路轉(zhuǎn)換(ManyTransformSwitch)開關；4)主放大器(MainAmplifier)；5)采樣保持器(Sample)；6)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)(Analogue/DigitTransformer)；7)磁記錄器(magnetismrecorder)組成。其功能(Function)：把地震波的信號反射波記在磁帶上或?qū)懺诖艓?。記錄系統(tǒng)(RecordSystem)：2?；胤畔到y(tǒng)(PlayBacksystem)包括：1)回放輸入解排器；2)數(shù)字自動增益控制(DigitAutomaticgainControl)；3)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digit/Analogue)(D/A)；4)反多路轉(zhuǎn)換開關(AnltipathTransformSitch)；5)回放濾波器(Play

BackFilters)；6)顯示器功能：把記錄信號從磁帶上讀出來，即把記錄變成監(jiān)視記錄(放錄象一樣)二．記錄系統(tǒng)的功能簡介

(RecordSystemFunctionIntroduce)1.地震檢波器Geophone

1)作用Function：

把地表微弱的機械振動變成電信號，然后記錄下來。因此，實質(zhì)上它是一種機電轉(zhuǎn)換裝置(原理就是發(fā)電機原理)。因為，在陸地上由地下深部反射回來的地震波振幅很小，只有幾微米，如何把這么弱的信號記錄下來，人們就采用了這樣一種方法：首先把這種很弱的機械振動轉(zhuǎn)換為電振動信號，再利用電子裝置放大它到幾十萬倍，然后再記錄下來，由機械振動變成電信號的工作就由檢波器來完成。2)檢波器結(jié)構(gòu)(structure)：檢波器主要由外殼，圓柱形磁缸，環(huán)形彈簧片和線圈組成。磁缸被垂直的固定在外殼中央，它產(chǎn)生一個強磁場，線圈繞在圓形的線圈架上，它通過上下兩個彈簧片與外殼作軟連接，使它置于磁缸和外殼之間的環(huán)形磁通間隔中并能上下移動。3)檢波器工作原理(Principle)：

(它是怎樣把機械振動變成電信號？)它利用電磁感應的原理，當?shù)卣鸩▉淼降孛嬉鸬孛嬲駝訒r，檢波器外殼連同磁缸隨地面質(zhì)點一起振動，這時線圈由于慣性卻滯后于磁缸運動，從而形成線圈與磁缸的相對運動，線圈切割磁力線，便產(chǎn)生感應電流(大小，強弱是變化的)，這樣就實現(xiàn)了把機械振動變成電信號.感應電流的大小，方向都是變化的并與地面振動的大小，方向，速度有關，只有與檢波器線圈的軸向方向一致時的機械振動才能產(chǎn)生最大的輸出電壓，在地震勘探中，反射波是近垂直于出射于地表的，因此野外進行縱波勘探時，一般使用垂直檢波器。并把檢波器垂直安置在地面上，才可接受到強的反射縱波.4)檢波器類型(據(jù)頻率分):低頻檢波器(f=8HZ)(LowFrequencyGeophone)

中頻檢波器(MiddlefrequencyGeophone)

高頻檢波器(f>100Hz)(HighFrequencyGeophone)淺層工程多用高頻檢波器；石油地震勘探中多用中、低頻檢波器。

2．

前置放大器(前放)

(FrontAmplifier)

前置放大器:是指放置在儀器最前面的放大器，常簡稱前放。每一道檢波器對應有一道前放，顯然有多少個地震道就有多少個前置放大器。1)作用：(1)是對輸入輸出阻抗進行必要的匹配(Match)，以使檢波器所接受到的地震信號不失真的送入儀器中。(2)放大(Amplify)：對微弱的信號進行低噪聲的線性放大(放大幾十萬倍)；(3)濾波(Filtering)：可對信號進行濾波—各種干擾波，50HZ點干擾，面波等)3。多路轉(zhuǎn)換開關

(Multipath/ManyTransformSwitch)

前置放大器輸出的是模擬信號(analogueSignal)，對這種信號計算機是無法處理的。因為，數(shù)字計算機只能對數(shù)字進行處理運算，因此，就必須對這種信號進行某種改造，多路轉(zhuǎn)換開關可完成這項工作。1)作用(Function)

(1)對模擬信號進行離散采用，變成數(shù)字信號(離散的十進制)；(2)把“多路并行”的地震信號變成“單路串行”的子樣脈沖送到主放大器中。模擬信號(AnalogueSignal)：信號隨時間是連續(xù)變化的，即一個信號可用隨時間連續(xù)變化的曲線表示；數(shù)字信號(Digitsignal)：信號只能用一系列數(shù)字序列表示，每一個振幅代表一個子樣；

采樣(Sample)：按一定時間間隔對模擬信號離散取樣，這個過程稱采樣或抽樣；抽樣間隔用Δt表示。對模擬信號抽樣時，應滿足采樣定律，即Δt≤(Tmin/2)對模擬信號采樣的過程多路并行：即多個地震道與檢波器只有一個放大器，在儀器中只設計了一個主放大器，這個主放大器為大家公用。因為，在每一個前放中都有信號輸入，所以，N個前置放大器中的信號都在向前傳送，準備進入主放中，所以是多路并行，而整個儀器中只有一個主放大器，這就出現(xiàn)了多個地震道只有一個數(shù)字傳輸?shù)缆返拿?。多路轉(zhuǎn)換開關可以解決這個矛盾。多路轉(zhuǎn)換開關相當于一個單刀多擲開關，按順序，一個地震道因一次只輸出一個子樣，這時刀與第二個地震道接通，第二個地震道中第一個子樣輸出，依此類推，待所有的地震道都輸出了一個子樣后，刀再與第一個地震道接通，第一個地震道中第二個子樣輸出，。。。。。。。，從而把多路變成單路信號，“多路合一”4。主放大器(mainAmplifier)1)作用(function)：放大(Amplify)

(1)能不畸變(notDistortion)地放大能量懸殊很大的地震信號，即，有較大的動態(tài)范圍(DynamicRangeWidth)，或線性放大(LinerAmplify)范圍大，即，在此范圍內(nèi)信號放大后不畸變。因為，地震信號的大小在深淺層可懸殊一百萬倍(淺層能量強，深層能量弱)。所以，必須有很大的動態(tài)范圍才可記錄下來。(2)對強弱不同的信號可自動調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，從而回放時可恢復其真值，一般能量強的信號，放大倍數(shù)取小一些，能量弱的信號取大一些。5。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/Dtransformer)(TransformAnalogueintoDigitSignal)

作用：把離散的模擬信號(十進制)變成二進制的數(shù)字信號。因為，離散后信號經(jīng)放大后還只是一批離散的十進制量，要把他們轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)字量，才能用磁帶記錄下來。6。磁記錄器(Magnetismrecorder

作用：把數(shù)字量(二進制)通過磁頭記錄在磁帶上，這種資料可直接送到計算站進行處理加工。小結(jié)(Conclusion)數(shù)字地震儀的記錄過程，即，地震檢波器接收到了地震信號，經(jīng)前置放大器后送到多路轉(zhuǎn)換開關，該轉(zhuǎn)換開關把多路輸入的隨時間變化的地震信號離散并重新編排成一路按順序輸出的離散子樣，子樣被送到主放大器后，進行放大并使振幅值在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍內(nèi)，采樣保持器將放大后的子樣在時間上展寬后(但其振幅保持不變)，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器由該轉(zhuǎn)換器將子樣幅值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。最后數(shù)字信號被磁帶記錄下來，這就是儀器記錄幅值信號的過程。三．回放系統(tǒng)的功能(監(jiān)視回放)(Play

BackSystemFunction)

它是記錄系統(tǒng)的逆過程，即放帶(PlayMagnetismTap)。功能：它是把數(shù)字磁帶記錄中見不到的數(shù)字信號在野外及時轉(zhuǎn)換成可見的模擬波形記錄，其目的就是為了及時在野外大致檢驗資料質(zhì)量的好壞和了解施工情況。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digit/Analoguetransformer)：把數(shù)字信號變成模擬信號；平滑濾波(Filtering)：把尖角去掉，使變成光滑連續(xù)曲線(因為，先把模擬信號變成數(shù)字信號，現(xiàn)在復原，但是折線，所以要平滑變成曲線)小結(jié)：記錄在磁帶上的數(shù)字信號被送到回放輸入編排電路，經(jīng)一定的規(guī)律后，送到數(shù)字自動增益控制電路，該控制電路要完成兩項工作：真振幅恢復和自動增益控制。經(jīng)真值恢復后，才能表示地震子樣的真值。它是顯示地震信號原形的一項必須步驟。顯示器的動態(tài)范圍比較小，故必須實行增益控制，使被恢復后的信號值落入到選定的顯示范圍內(nèi)。地震信號經(jīng)過數(shù)字自動增益控制電路后，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器把數(shù)字量又轉(zhuǎn)換成模擬量，而后再送到反多路轉(zhuǎn)換開關，由它把一路輸入的信號又轉(zhuǎn)變成多路輸出的信號，把它們重新按地震道復原，經(jīng)回放濾波器平滑濾波后，并送到顯示器進行顯示，得到可見的地震監(jiān)視記錄。這就是數(shù)字地震儀回放系統(tǒng)的工作過程。

四．數(shù)字地震儀的特點(與模擬磁帶地震儀相比)(DigitSeismographCharacter)(1)有較高信噪比的特征，高放大倍數(shù)，并有頻率濾波裝置，可濾去50HZ電信號干擾，濾去低頻面波干擾，提高信噪比；(2)能較好的保存地震波動力學特點：動態(tài)范圍大(DynamicRangeLarge)，頻帶寬(3-300HZ)(FrequencyBandWidth)，儀器對波形改造的畸變小(DistortionSmall)；(3)與計算機直接配套(DirectMatch)，資料處理快(ProcessingQuick)；(4)自檢能量強(自動化程度高)(AutomationDegreeHigh

第四節(jié)．地震勘探野外觀測系統(tǒng)

(施工圖紙)

Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inField

地震勘探野外觀測系統(tǒng)(施工圖紙)

Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inField地震勘探野外采集形式，一般布置多條測線進行觀測，布置成網(wǎng)狀(Net)，盡可能為直線，在具體施工中，每條測線分為若干觀測段，逐段進行觀測，激發(fā)點與接收點在測線上的相對位置關系---觀測系統(tǒng)(ObserveandMeasureSystem)(Geometry)

一．觀測系統(tǒng)的術語(GeometryTerm)1

.

檢波道數(shù)(N)(GeophoneNumbers)：地震勘探施工中，檢波器沿測線等距離布置在地面上的個數(shù)，(接收點數(shù))，如N=24，48，96。。。。。1024。2．

道間距(Δx)：(DistanceBetweenTraceandTrace)兩個檢波器之間的距離，一般Δx=25-100米。3．

接收距(L)(ReceiveDistance)(A：安排檢波器的地表長度，

L=(N-1).Δx4.放炮形式：(1)中間放炮，(2)端點放炮；5．偏移距(X1)(MigrateDistance)：第一個檢波器離開炮點的距離；

X1必須是Δx的整數(shù)倍。X1=0，零偏移距。

6.排列長度(X)：一個炮點與24或更多道檢波器所組成的測線段，當偏移距X1=0時，排列長度為X=L=(N-1).Δx當偏移距X1不等于0時，X=L+X17.最大炮檢距(Xmax)(MaximumBetweenShootandReceiverPoint)(Offset-炮檢距)：它是指炮點到最遠檢波器的距離，數(shù)值上等于排列長度。

二．觀測系統(tǒng)的圖示法

(ObserveSystemShow/GeometryPattern)1．觀測系統(tǒng)(Geometry)：簡單的說：觀測系統(tǒng)就是炮點與接收點在測線上的相對位置關系。這種關系一般用圖來表示，它包括：1)時距平面圖;2)綜合平面圖。2。觀測系統(tǒng)的圖示法1)時距平面法(TimeDistancePlanepattern)

它是在平面圖上用時距曲線的方式來表示炮點與其觀測點段的相對位置關系，以及它與反射界面的相互關系。表示方法：它把測線上炮點O1，O2，O3。。。。，按一定比例尺標在水平測線上，然后按其炮點與其接收地段的相互關系，畫出時距曲線及其對應反射界面。炮點接收段曲線界面段記錄O1O1O2t01T’R1R2(1)O2O1O2t02TR2R3(2)O2O2O3t03TR3R4(3)O3O2O3t04T’R4R5(4)因為是水平界面，所以t01=t02=t03=t04=2.h/V相遇時距曲線：t1(x)與t2(x);互換時間：T與T’

稱互換時間T=T’互換點：O1與O2是互換點；解釋：從圖中可見：當O1炮點。波沿O1R2O2傳播，其旅行時間為T’，若在O2炮點，波沿O2R2O1傳播，其旅行時間為T，因為波傳播路徑相等，所以T=T’

這種圖使用不是很方便，所以，在實際工作中多使用另一種圖—綜合平面圖。

2)綜合平面圖

(ComprehensiveplanePattern)把炮點排列標在水平走向線上(X)軸，從各個炮點向兩側(cè)作與測線45度斜線組成直角等腰三角形的坐標網(wǎng)，并把水平排列投影到45度斜線上，這種表示出激發(fā)點與接收點的相對位置關系的直角坐標網(wǎng)---稱為綜合平面圖觀測系統(tǒng)施工過程；炮點接收段界面段斜線記錄O1O1O2R1R2O1A(1)O2O1O2R2R3O2A(2)O2O2O3R3R4O2B(3)O3O2O3R4R5O3B(4)從圖可見:O1A斜線在X軸上投影為(O1O2)/2,正好是界面段R1R2長度。

O2A斜線在X軸上投影為(O1O2)/2,正好是界面段R2R3長度。這樣放了兩炮后，界面段R1R2被觀測了一次，叫一次觀測系統(tǒng)，還有兩次，多次觀測系統(tǒng)。一般表示只有上面三角形，非常簡便，施工人員一看觀測系統(tǒng)便知如何布置炮點與接收點。放多少炮。三．反射波法觀測系統(tǒng)(ReflectWaveObserveSystem/Geometry)

1．簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)(一次覆蓋)(singleFold/Sample)

通過移動炮和排列就可以連續(xù)追蹤地下界面，這種觀測系統(tǒng)叫簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)。(如上面的觀測系統(tǒng))特點:是能連續(xù)追蹤界面。施工方便，為了防止炮點處受干擾，實際工作中常采用一定偏移距的觀測系統(tǒng)。2．間隔連續(xù)觀測系統(tǒng)

(intervalSuccessionGeometry)它一般是當井口干擾很大，故就離開炮點一段距離才布置檢波器，但間隔長度必須是道間距或排列長度的整數(shù)倍。下面以間隔連續(xù)觀測系統(tǒng)為例看一下它的觀測系統(tǒng)炮點接收段界面段斜線記錄O1O2O3R2R3AB(1)O2O3O4R4R5CD(2)O3O1O2R3R4BC(3)O4O2O3R5R6DE(4)放了四炮，連續(xù)追蹤了地下界面R2-R6正好平面圖是離開炮點一個排列段的三角網(wǎng)。3．延長時距觀測系統(tǒng)

(Prolong/EnlongTimeandDistanceGeometry在測線上如遇到河流，村莊，沼澤等障礙，而不能鋪設檢波器時和電纜時，這時要采用一種專門的觀測系統(tǒng)，才能連續(xù)追蹤地下界面。該觀測系統(tǒng)用時距平面圖表示。設AB中間有河流，不能布置檢波器，為了獲得地下AB段界面，則這樣布置觀測系統(tǒng)。A點激發(fā)，BC端接收，反射界面a，B點激發(fā)，AD端接收，反射界面b，四.觀測系統(tǒng)因素的選擇

(GeometryFactorSelect)單次觀測系統(tǒng)使用選擇：1．道間距(IntervalDistanceTraceandTrace)，簡稱道距，它的選擇原則是本著道與道之間的反射波可進行對比追蹤為準，即保證相鄰道同一反射界面的反射波具有波形相似的特點。所以，野外，兩個檢波器的距離(時差)小于(視周期/2)，ΔX=20-100米。2．接收距，它是指地表安排檢波器的測線長度，它的大小取決于ΔX，N(L=(N-1).ΔX3．炮點移動的距離(d)：它是指相鄰兩炮點間的距離；一般端點放炮，炮點移動的距離是排列長度的倍數(shù)；中點放炮，炮點移動的距離是排列長度的一半。D=L/2=(N-1).ΔX/2

4.偏移距(X1)(MigrateDistance)：一般第一個檢波器離開炮點的距離。

第五節(jié)．提高資料信噪比的接收手段之一

—組合法Group/ArrayMethod

AMethodIncrease/Raise/EnhanceDataRatioSignalandNoise.組合法的原理(Principle)：主要是利用有效波(一次反射波)與干擾波(面波)的視速度或傳播方向的差異(Difference)來達到提高反射波，削弱面波(干擾波)的目的。組合法包括：組合檢波和組合爆炸。這里我們以組合檢波為例來說明其原理和方法。

一．什么叫檢波器組合(即組合檢波)(GeophoneArray/Group)在一個接收道上(檢波道)按一定規(guī)律放2個以上檢波器，同時接收地震波，然后把它們所接收的信號相加在一起，作為某一道的地震信號送到放大器中(輸出)。如果某道上放一個檢波器，得到一個信號，振幅A，

如果某道上放兩個檢波器，得到兩個信號，每個振幅為A，將兩個信號相加后，送入到放大器中。如果兩個檢波器緊密在一起，可能相加后，總振幅為2倍A，如果兩個檢波器離的較遠，相加后，總振幅不會為2倍A，但一般都大于A，二．組合的方向特性(DirectionCharacterOfgroupmethod1．組合對反射波的作用(物理實質(zhì))；2．組合對面波的作用；3。組合的方向特性1．組合對反射波的作用(物理實質(zhì))(Group/ArrayMethodFunctiontoReflection）例子：假設某道放兩個檢波器(沿測線是線性組合)，討論反射波到達檢波器的情況。設組內(nèi)距(δX)。如組內(nèi)距=10米，反射波速度為1860m/s,入射角=20度，令t0=0.5秒.這時視速度V*=V/sinα=1860/sin20=5438m/s所以反射波到達兩個檢波器的時差為：Δt=10/5438=1.8ms由于時差很小，可以認為它們大致是同時接收到反射波，所以組合后，兩個反射波信號近似是同相疊加，疊加后，總振幅變成2倍A；結(jié)論1(ConclusionOne)：

組合對于反射波來說，相當于不同位置，時間幾乎相同的波的近同相疊加，疊加(stack)后，反射波能量得到加強。(EnergyisStrengthen)2．組合對面波的作用

(Group/ArrayMethodtoSurfaceWave)若面波速度為500m/s,(Vr=Vr*),這時到達兩個檢波器面波的時差為：t=10/500=20ms因為有較大的時差，兩個波明顯不同相，所以疊加后能量降低，振幅變小。

結(jié)論2：組合對于面波來說，相當于不同位置，不同時間波的非同相疊加，疊加后能量(振幅)變小。(壓制了面波SuppresssurfaceWave).3。組合的方向特性

(DirectionCharacterofGroup/Arraymethod

假設反射波波動為正弦(余弦)信號，兩個檢波器信號分別為用位移表示：

U1=A.cos2πftU2=A.cos2πf(t-Δt)相加后：U∑=A∑.cos2πf(t-Δt/2)這里用到三角公式；A∑=2Acos2πfΔt=2AcosπΔt/T(1)利用組合公式---看組合后結(jié)果

Δt一定的值，則代入公式就可求得相應疊加后的總振幅A∑。Δt：0T/4T/2A∑:2A1.4A0(2)用圖解的方法繪出合成振動圖形。

對反射波Δt→0，所以A∑→2A

對面波Δt》0，所以如果讓Δt→T/2，則A∑→0。

(3)組合的靈敏度(Group/ArrayMethodSensitivity)：фn=A∑/A，組合后振幅和組合前振幅之比，叫組合得靈敏度(sensitivityofGroup)，它是衡量組合效果的尺度，一般фn大，則組合效果好。其值為；n：表示組合檢波器的個數(shù)，當n=2時，

ф2=A∑/A=(2AcosπΔt/T)/Aф2=2cosπΔt/T=(sin2πΔt/T)/(sinπΔt/T)

(sin2α=2.sinα.cosα)

(4)組合的方向特性因為它與傳播方向有關，又稱它為組合的方向特性(DirectionCharacter)。

所以對n個檢波器組合后，其組合特性為：

фn=(sinnπΔt/T)/(sinπΔt/T)(sin2α=2.sinα.cosα)(5)相對靈敏度RelativitySensitivity

歸一化后的相對靈敏度RelativitySensitivity：

ф’n=(sinnπΔt/T)/(n.sinπΔt/T)(6)組合方向特性曲線以n為參數(shù)，Δt/T為橫坐標，∣ф’n∣為縱坐標，可作出方向特性曲線(DirectionCharacterCurve)。曲線特點：(n=2)

(7)曲線特點：(n=2)

1)

Δt→0，則∣ф’n∣=1，(靈敏度大)，極值為1，相當于反射波到達兩個檢波器Δt→0的情況，A∑→2A。當Δt/T=0.5(Δt=T/2)時，∣ф’n∣=0，A∑→0，這對面波使其成為這個情況。2)

當Δt/T=0.25(Δt=T/4)時，∣ф’n∣=0707，A∑→1。4A，這對波疊加后，相對還是增加的。3)當n增大時，通放帶(Passband)變窄，壓制面波效果較好，同樣反射波將受到一定的壓制(Suppress)。

三.組合的頻率特性

(FrequencyCharacterofGroup/Array)1。組合的低通濾波：

討論反射波組合時，假設當Δt=0，組合的波是完全同相疊加。即兩個波形一樣，所以組合后其波形不變(頻率)不變，但實際中，反射波的Δt可能等于0，所以波是不同時間的值相加，疊加后信號波形變寬，頻率變低，(尤其是遠道)，這就是組合的低通濾波(低頻響應)(LowFrequencyPassFilter)(LowFrequencyResponse)。2。組合的低通濾波特點

一般時差Δt越大，低頻濾波作用越強

3。頻率特性公式：

由方向特性公式(T—F)得到頻率特性公式：ф’(f)n=(sinnπfΔt)/(n.sinπfΔt)4。頻率特性曲線：以n=7為參數(shù)，作ф與Δt的關系曲線。稱為頻率特性曲線(frequencyCharacterCurve)。5。頻率特性曲線特點：(1)當Δt→0，各種f的波都通過，組合后頻率特性為一直線，無低頻響應作，即無頻率濾波作用。(2)Δt=0.25秒時，小于60HZ的信號可以通過；(3)Δt增大后，小于10HZ的信號才可通過，即高于10HZ的信號被濾去了；所以時差增大，則組合后信號頻率變低(波形變胖WaveShapeWidth/Fatter)，因此，組合前后波形發(fā)生了變化(畸變Distortion)(這是組合的副作用)(SideEffect)

四．組合的統(tǒng)計效應和平均效應StatisticsandAverageEffectsofGroup/Array1．統(tǒng)計效應(壓制隨機干擾)(StatisticsEffecttoSuppressRandomNoise)

據(jù)有效波和干擾波出現(xiàn)的規(guī)律的差異來壓制隨機干擾。假設到達檢波器的隨機干擾是相互統(tǒng)計獨立的，則從概率的角度考慮，它們相加后均值為0，所以組合后其信噪比增大3(n)1/2倍(n個檢波器組合)。2．平均效應(AverageEffect)組合時我們把地下兩個不同反射點的信號相互疊加后，作為中點的信號輸入儀器中，這實際上是對兩個信號取了平均，其作用是：

(1)好的一面：把地表地質(zhì)構(gòu)造微小變化相互平均了，因而使有效波具有比較規(guī)則的波形，有利于波的對比；(2)副作用：對反射界面平均，模糊了細節(jié)，易漏掉小斷層，構(gòu)造.五．組合因素的選擇(SelectGroup/Arrayfactors組合因素指：組內(nèi)距，組合個數(shù)，組合形式。1．組合個數(shù)

(GeophoneNumbersinaArray/Group)

：5-30，組合效果好，作用效率高；2．組內(nèi)距(DistanceBetweenGeophoneandGeophoneinaGroup)

3-5米—5-10米，據(jù)工區(qū)面波速度而定，目的使面波波峰與波谷相對，即Δt=T/2，完全被統(tǒng)治；3。組合形式(Group/ArrayForm:；線性組合，面積組合，組合檢波-爆炸-聯(lián)合組合。

第六節(jié)．地震波速度的野外測定SeismicVelocityareMeasuredinField.地震波速度的野外測定(Measure)：指在露頭、坑道或井中測量地震波穿過巖石的傳播速度。常用的方法有：1)地震測井(SeismicLog);2)聲波測井(SoundLog).一．地震測井(必須有大井)

(SeismicLog)1．方法(Method)

在大井中用電纜沉放檢波器，在井口放炮激發(fā)地震波(檢波器必須是抗高壓、高溫的特殊檢波器)，檢波器接收到透過波走時t(是透過波從炮點O沿近似垂直層面方向傳播到沉放檢波器深度H處的旅行時)，所以它是法線時間t0的一半即t0=t/2，H可由電纜長度測得，這樣就可以用公式V=H/t計算出該深度點上覆地層的平均速度。然后向上一點點上提檢波器(一般20-50米)，提一次放一炮，得到一個ti,Hi,得到Vi，依次進行由下向上逐點放炮記錄，就可求出平均速度，可得到垂直時距曲線、透射波時間t隨H的變化.2．繪制綜合柱狀圖(成果圖)

(1)

H-t曲線—垂直時距曲線(將H，t在H-t坐標中繪出)(2)

平均速度曲線：因為t=t0/2--V(t0)曲線；(3)

層速度曲線：Vn(H)曲線(ΔH/Δt=Vn)

把這幾個曲線在一張圖上表示出來—得到綜合柱狀圖)由于垂直時距曲線一般由若干不同斜率的直線段組成，而每段直線的斜率Δt/ΔH是常值，所以其倒數(shù)即對應地層的層速度，Vn=ΔH/Δt也是常數(shù)，所以據(jù)H-t資料可繪制出Vn-H的關系曲線。用地震測井求得的平均速度，一般精度高，但必須有大井存在，并且精度高低與H有關，ΔH小，精度就高。但畢竟是一孔之見。3．6．2聲波測井(連續(xù)速度測井)-主要用的是折射波法1．儀器設備在大井中沉放超聲波測井儀，即用超聲波測井儀進行的，超聲波儀器井下分為三部(超聲波發(fā)生器O，接收器M，N2個)2．計算層速度Vk

測井時將該儀器由井底向上提升，發(fā)生器發(fā)射超聲波，波經(jīng)過泥漿以臨界角入射到井壁，在井壁產(chǎn)生滑行波，該波的能量又經(jīng)過泥漿折射到接收器M，N，這時波被接收下來，超聲波傳播到M，N時間分別為：tM=2.a/V1+b1/VktN=2.a/V1+b2/VkV1,Vk分別為超聲波在泥漿，巖層中傳播的速度，波到達兩個接收器的時間差：Δt=tN-tM=(b1-b2)/Vk當井壁與儀器平行時，b2-b1=MN(折射波射線平行)，若使MN=1米，則Δt=1/Vk，這式說明，測到的時差等倒數(shù)就是層速度Vk,它與巖性有關。3．比較(1)聲波測井分層細，方法簡單，但精度較差，因為它是連續(xù)測量，接收點距又小，Δt有累積誤差，它的時間是累