工程與環(huán)境物探-第1.2節(jié)-工程地震勘察-反射波法

§1.2反射波法地震反射波法（Reflectionsurvey）是利用介質(zhì)界面的反射波作為有效信號(hào)進(jìn)行探測的方法。反射波法的優(yōu)勢是可以探明整個(gè)剖面，是地震勘探最主要的方法，尤其是在石油地震勘探中，在工程地震領(lǐng)域也是最基本的方法之一。地震反射波法的應(yīng)用條件是：地形平坦、潛水面高、表層現(xiàn)代沉積的厚度變化小且?guī)r性（波速）穩(wěn)定等；目的層地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡單，界面穩(wěn)定連續(xù)，起伏不太大，斷裂系統(tǒng)不太復(fù)雜；地震反射界面與地質(zhì)界面吻合，反射系數(shù)適中，能夠產(chǎn)生明顯的反射波，又不至于形成屏蔽。1.2.1反射波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征地震勘探中的基本介質(zhì)模型是水平層狀介質(zhì)模型，這種情況下可以產(chǎn)生波的反射，在地表接收到來自地下界面的反射波，并根據(jù)該反射波研究地下界面起伏形態(tài)和地下地層介質(zhì)的巖性特征。兩層均勻介質(zhì)模型是地震勘探中最簡單，同時(shí)又是最實(shí)用的介質(zhì)模型，時(shí)間場的分布規(guī)律相對(duì)簡單，規(guī)律性強(qiáng)，時(shí)距曲線基本特征為雙曲線形態(tài)。根據(jù)界面的傾斜與否，可以分為水平界面和傾斜界面兩種，根據(jù)激發(fā)–接收點(diǎn)的關(guān)系又可分為共炮點(diǎn)和共中心點(diǎn)兩種時(shí)距關(guān)系（曲線）。1.水平界面共炮點(diǎn)時(shí)距曲線已知水平界面模型第一層介質(zhì)的厚度和波速，求t–x關(guān)系。h=500mv=2500m/sOO*震源相對(duì)于界面的對(duì)稱點(diǎn)稱為虛震源反射點(diǎn)/段xxt水平界面條件下的正常時(shí)差各點(diǎn)自激自收的旅行時(shí)間是可以反映界面深度/形態(tài)的。共炮點(diǎn)道集的時(shí)距曲線與地下界面形態(tài)是不符合的。與自激自收的工作方式相比，炮檢距不為零引起旅行增大，該增量被稱為正常時(shí)差。h=500mv=2500m/sOO*正常時(shí)差的計(jì)算式理論上，正常時(shí)差是地震波實(shí)際旅行時(shí)間與自激自收旅行時(shí)間之差，即：從實(shí)際的旅行時(shí)間中減去正常時(shí)差（即正常時(shí)差校正），可以將共炮點(diǎn)時(shí)距曲線校正成水平線，使旅行時(shí)間與界面深度/形態(tài)相對(duì)應(yīng)。實(shí)際應(yīng)用中，上層介質(zhì)的厚度和波速可能都是未知的，t0

時(shí)間也有可能是未知的，即沒有自激自收記錄道。因此需要用另外的方式求取正常時(shí)差。正常時(shí)差的近似計(jì)算式反射波旅行時(shí)間可以表示為：在的條件下，利用二項(xiàng)式展開，得到：只取其一階近似，得到：所以有：正常時(shí)差校正正常時(shí)差校正就是從反射波的旅行時(shí)間中減去正常時(shí)差，，消除炮檢距對(duì)傳播時(shí)間的影響，得到界面反射點(diǎn)處，相當(dāng)于自激自收工作方式的地震垂直旅行時(shí)間。正常時(shí)差的大小不僅與炮檢距有關(guān)，對(duì)于固定的地震道，該時(shí)差還與界面深度有關(guān)，不同旅行時(shí)間的反射波，正常時(shí)差校正量是隨時(shí)間的增大而動(dòng)態(tài)變化的（減?。?，因此通常被稱為動(dòng)校正。速度是動(dòng)校正中一個(gè)非常重要的參數(shù)。正常時(shí)差校正后的時(shí)距關(guān)系共炮點(diǎn)道集經(jīng)過正常時(shí)差校正（動(dòng)校正）后，得到各反射點(diǎn)相當(dāng)于自激自收的地震波旅行時(shí)間，將其顯示在反射點(diǎn)在地表的投影點(diǎn)，即激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)連線的中點(diǎn)。動(dòng)校正后的時(shí)距關(guān)系可以反映地下反射界面的形態(tài)。h=500mv=2500m/sOO*2.水平界面共中心點(diǎn)時(shí)距曲線在地表面上，滿足激發(fā)--接收連線中點(diǎn)相同的地震道的集合稱為共中心點(diǎn)道集。共中心點(diǎn)道集的時(shí)距曲線是雙曲線。雙曲線極小點(diǎn)在自激自收點(diǎn)。極小點(diǎn)的旅行時(shí)間就是自激自收雙程旅行時(shí)。h=500mv=2500m/sO共中心點(diǎn)道集動(dòng)校正后的時(shí)距關(guān)系共中心點(diǎn)道集經(jīng)過動(dòng)校正以后，各道都相當(dāng)于中心點(diǎn)處自激自收的記錄，相當(dāng)于對(duì)地下的同一個(gè)反射點(diǎn)重復(fù)觀測了多次。此時(shí)，將校正后的多道記錄疊加，作為中心點(diǎn)處的一道地震自激自收地震記錄。h=500mv=2500m/sO3.傾斜界面共炮點(diǎn)時(shí)距曲線已知傾斜界面模型的界面傾角，激發(fā)點(diǎn)法向深度和第一層介質(zhì)波速，可以求出t–x關(guān)系。共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線仍然是雙曲線形態(tài)。曲線極小點(diǎn)位置向上傾方向偏移。根據(jù)傾斜界面反射波時(shí)距曲線的特征點(diǎn)，可以確定界面的傾向和傾角。O=15°h=955mv=2500m/s傾斜界面條件下的傾角時(shí)差界面傾斜的情況下，上、下傾方向上炮檢距相同的兩點(diǎn)的地震波旅行時(shí)間之差是由于界面傾斜引起的，稱為傾角時(shí)差。O=15°h=955mv=2500m/s傾角時(shí)差傾斜界面條件下的傾角時(shí)差界面傾斜的情況下，也可以反射波旅行時(shí)間理解為自激自收時(shí)間、正常時(shí)差、傾角時(shí)差三項(xiàng)之和。O=15°h=955mv=2500m/s正常時(shí)差

傾角時(shí)差正常時(shí)差校正后的時(shí)距關(guān)系界面傾斜的情況下，對(duì)共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線作正常時(shí)差校正，校正后的“時(shí)距曲線”是傾斜的，而且與反射界面的傾向一致，因此能反映地下反射界面的形態(tài)。但是時(shí)距關(guān)系與界面形態(tài)還是有差別。O=15°h=955mv=2500m/s傾角時(shí)差

正常時(shí)差較大偏小4.傾斜界面共中心點(diǎn)時(shí)距曲線已知傾斜界面模型的界面傾角，中心點(diǎn)法向深度和第一層介質(zhì)波速，可以求出t–x關(guān)系：O=15°h=955mv=2500m/s地表面的共中心點(diǎn)道集所對(duì)應(yīng)的反射點(diǎn)不再是一個(gè)共反射點(diǎn)，而是上傾方向的一個(gè)界面段。傾斜界面共中心點(diǎn)時(shí)距曲線的特點(diǎn)傾斜界面條件下：地表共中心點(diǎn)道集的時(shí)距曲線仍然是雙曲線形態(tài)；雙曲線的極小點(diǎn)位于共中心點(diǎn)位置；極小點(diǎn)的反射時(shí)間值是中心點(diǎn)處自激自收時(shí)間。O=15°h=955mv=2500m/s1.2.2反射波法的數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是整個(gè)地震勘探中重要的基礎(chǔ)工作，主要是地震波的激發(fā)、接收和記錄，也包括干擾波（類型和規(guī)律）和低降速帶（厚度和波速）調(diào)查。內(nèi)容提要地震測線的布置現(xiàn)場試驗(yàn)工作干擾波調(diào)查與識(shí)別觀測系統(tǒng)選擇激發(fā)方式選擇接收參數(shù)設(shè)計(jì)1.地震測線布置地震測線是指沿著地面進(jìn)行地震勘探野外數(shù)據(jù)采集工作的路線。沿測線觀測的地震數(shù)據(jù)經(jīng)處理之后的成果是反映地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地震剖面（時(shí)間剖面或深度剖面），是地震資料地質(zhì)解釋的基本依據(jù)。因而，測線的布置與了解地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系很大。石油地震勘探早已從二維發(fā)展到三維，以及高分辨率三維，甚至是時(shí)移地震；工程地震勘探一般還是二維測網(wǎng)的方式。地震測線布置的基本要求測線應(yīng)盡可能為直線。測線為直線時(shí)，所得的剖面圖可以被視為沿直線的斷面，所反映的構(gòu)造形態(tài)相對(duì)比較直觀；當(dāng)測線為折線（或曲線）時(shí)，所得的剖面與直線斷面有一定差異，當(dāng)成直線斷面解釋會(huì)使地質(zhì)構(gòu)造畸變，不當(dāng)做直線斷面解釋則復(fù)雜性增加。測網(wǎng)一般應(yīng)以垂直構(gòu)造走向的測線為主，起連接作用的平行走向的測線為輔；目的是為了更好地反映地下地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)和獲取反射界面的鉛直深度。這里的構(gòu)造走向一般是指主要構(gòu)造走向，有時(shí)可以是目標(biāo)構(gòu)造走向。如沿?cái)鄬诱覞L動(dòng)背斜時(shí)，平行斷層走向的測線是主要的。地震測線布置的基本要求++++2.現(xiàn)場試驗(yàn)工作試驗(yàn)工作的目的是選擇正確的施工方案，內(nèi)容包括：干擾波調(diào)查、激發(fā)方式和接收條件的選擇，以及觀測系統(tǒng)和儀器因素的確定。如在老工區(qū)開展工作，應(yīng)該全面收集和分析原有資料，對(duì)存在的問題進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)，加以解決。試驗(yàn)階段的工作干擾波調(diào)查測定地層的波速激發(fā)、接收條件的選擇觀測系統(tǒng)選擇使用儀器的選擇目的層地震地質(zhì)條件調(diào)查要注意與地層剖面、相應(yīng)深度有關(guān)的地質(zhì)情況，并收集以下幾方面的資料：了解基巖結(jié)構(gòu)及埋藏深度，預(yù)計(jì)勘測深度，確定記錄時(shí)長；掌握地層的沉積結(jié)構(gòu)、縱橫分布及其接觸關(guān)系，預(yù)計(jì)可能存在的反射層和產(chǎn)生多次波的反射界面；收集有關(guān)資料，分析測區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造情況，包括較大的構(gòu)造走向及判斷各種構(gòu)造的復(fù)雜程度；研究斷層的特點(diǎn)，如斷距、傾角、走向、延伸長度和控制地層分布的程度等。好的條件：構(gòu)造簡單，斷層較少，巖層傾角不大，巖性穩(wěn)定，基巖埋深不大等。表層地震地質(zhì)條件影響地震勘探效果的表層介質(zhì)和地形地貌等條件收集覆蓋層的厚度、巖性（土層）的情況及其變化的資料；了解工作區(qū)的地形、河流、沼澤、道路、交通、農(nóng)田、居民點(diǎn)及高壓輸電線分布等情況，分析施工中可能遇到的問題；了解潛水面深度及變化，土層剖面是否存在低速或高速層。好的條件：交通方便，地形平坦，河流湖泊不多，居民點(diǎn)少，農(nóng)作物少或已收割等。3.干擾波調(diào)查與識(shí)別野外地震資料采集是以接收和記錄有效波（地震反射法勘探中特指來自于地下地層界面的一次反射波）為目的。實(shí)際的地震波場并非只有一次反射波，地震檢波器接收到的是各種波（包含有效波和各種干擾）在檢波點(diǎn)引起的疊加振動(dòng)。振動(dòng)信號(hào)在轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)以后的傳輸過程中，還會(huì)受到各種電磁信號(hào)的干擾。內(nèi)容提要：干擾波調(diào)查的方法干擾波的類型和特點(diǎn)干擾波與有效波的差異干擾波調(diào)查的方法干擾波調(diào)查是野外試驗(yàn)工作的重要內(nèi)容，地震資料采集階段的許多技術(shù)措施都是為了壓制干擾波，增強(qiáng)有效波，提高信噪比，提高原始地震記錄的質(zhì)量。調(diào)查、分析各種干擾波的特點(diǎn)，是保證各種野外方法技術(shù)能使用得當(dāng)、效果顯著的重要條件。干擾波調(diào)查的方法主要有：(1)

小排列(2)

直角排列(3)

方位觀測(4)三分量觀測

……等。干擾波的類型和特點(diǎn)根據(jù)干擾波的出現(xiàn)規(guī)律，可以將其分為規(guī)則干擾和無規(guī)則（隨機(jī)）干擾兩大類。規(guī)則干擾是指有一定的主頻和視速度的干擾波，在地震記錄上表現(xiàn)為某種特征的同相軸。例如面波、聲波、淺層折射波、多次反射波、側(cè)面波等；無規(guī)則（隨機(jī)）干擾主要指沒有一定頻率，也沒有一定傳播方向的波，在地震記錄上形成雜亂無章的干擾背景。干擾的成因有自然形成的，有激發(fā)產(chǎn)生的，有人為造成的。Rayleigh面波Rayleigh面波存在于地面附近，是地震勘探中最常遇到的面波，通常被稱為地滾波。其特點(diǎn)是：頻率低，幾赫茲到30赫茲，同相軸寬。速度低，相對(duì)恒定，最常見為200-500m/s，在地震記錄上的時(shí)距關(guān)系表現(xiàn)為直線。頻散現(xiàn)象明顯，隨傳播距離的增大，振動(dòng)延續(xù)時(shí)間明顯變長，形成“掃帚狀”，隨遠(yuǎn)離爆炸點(diǎn)，強(qiáng)相位逐漸向后或向前轉(zhuǎn)換，連續(xù)追蹤一般只有幾十米。比有效波能量強(qiáng)，與激發(fā)巖性、深度及表層地震地質(zhì)條件有關(guān)。在淤泥、黃土及沙漠等疏松的介質(zhì)中激發(fā)或藥量過大，信號(hào)頻率低，面波能量相對(duì)較強(qiáng)；爆炸井較淺時(shí)面波能量強(qiáng)。選擇激發(fā)條件和檢波器組合是克服面波的主要辦法。聲波聲波是在空氣中傳播的彈性波。聲波的特點(diǎn)是：速度低，最低為340m/s左右。頻率較高，延續(xù)時(shí)間短。呈窄帶出現(xiàn)。在坑中、淺水池中、河中和干井中激發(fā)，都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的聲波，在山區(qū)勘探時(shí)，有時(shí)還會(huì)遇到多次聲波干擾。為避免聲波干擾，應(yīng)盡量不在淺水及淺井中激發(fā)，盡量采用井中激發(fā)并采用埋井的辦法以增強(qiáng)有效波的能量和防止聲波干擾。淺層折射波在地層剖面中的折射界面比較深的情況下，折射波的盲區(qū)也比較大，可以選擇在折射波的盲區(qū)范圍內(nèi)接收反射波。當(dāng)淺部存在高速層，或第四系以下的老地層埋藏較淺時(shí)，可能觀測到同相軸為直線的淺層折射波。折射波的特點(diǎn)：同相軸為直線，視速度穩(wěn)定；頻率范圍與反射波相當(dāng)。多次波多次波類型繁多，如多次反射波、反射-折射波、折射-反射波、反射-繞射波和繞射-反射波等。多次反射波是從震源出發(fā)，到達(dá)接收點(diǎn)時(shí)，在地下界面之間發(fā)生了一次以上反射的波。多次反射波產(chǎn)生的條件：地層剖面中存在良好的反射界面（存在較大的波阻抗差）；如基巖面、不整合面、火成巖、地面、水面等強(qiáng)反射界面，或石膏層、巖鹽、石灰?guī)r等地層。多次反射波在頻率和視速度方面均與一次反射波最為相似。側(cè)面波當(dāng)測線兩側(cè)存在陡傾地層界面時(shí)，在測線上進(jìn)行地震波的激發(fā)和接收，可以記錄到來自測線旁側(cè)陡傾界面的反射波。側(cè)面波在本質(zhì)上也是一次反射波，只是反射點(diǎn)不在測線垂直空間內(nèi)。如果這樣的陡傾界面在地層剖面的淺層，如黃土塬地區(qū)溝與塬的交界面是黃土與空氣的分界面，形成一個(gè)強(qiáng)波阻抗分界面，可以將激發(fā)點(diǎn)傳來的地震波反射回接收排列。這樣的側(cè)面波只是一種干擾波。如果反射地震信號(hào)的陡傾界面是在地層剖面的深層，如潛山、陡傾地層界面、斷層面、海底山等，這樣的側(cè)面波是完全有可能得到應(yīng)用的。次生干擾次生干擾是地表障礙物（如溝、壩、公路、樹木、線桿、建筑、小山包等）和/或淺層不均勻體，在地震波場的激發(fā)作用下，相當(dāng)于次生震源向外發(fā)出次生的直達(dá)波和面波，在遠(yuǎn)處產(chǎn)生次生的折射波等。次生干擾根據(jù)視速度分為次生低速干擾和次生高速干擾。次生干擾種類繁多，次生源的分布也比較復(fù)雜，因此有極大的復(fù)雜性，但是這類波又具有一定的頻率和視速度，與有效波頻率相當(dāng)；次生高速干擾的視速度和視波長與有效波部分重合。隨機(jī)干擾地震勘探中的隨機(jī)干擾是隨空間和時(shí)間而變化的，即形式為，是具有各態(tài)歷經(jīng)性質(zhì)的平穩(wěn)隨機(jī)過程，其統(tǒng)計(jì)學(xué)性質(zhì)不隨時(shí)間改變。各態(tài)歷經(jīng)性質(zhì)：一個(gè)隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)規(guī)律不必從多次實(shí)現(xiàn)中求得，只需從一次實(shí)現(xiàn)便可求得。即一次實(shí)現(xiàn)能反映隨機(jī)過程的全部特點(diǎn)。平穩(wěn)隨機(jī)過程：統(tǒng)計(jì)規(guī)律不隨時(shí)間而變化的隨機(jī)過程。對(duì)隨機(jī)過程的一次實(shí)現(xiàn)，只需研究足夠長的一段時(shí)間即可獲得該次實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。地震勘探中的隨機(jī)干擾均值為零，方差相當(dāng)，重點(diǎn)應(yīng)用的是其相關(guān)半徑的差異。干擾波與有效波的差異各種干擾波與有效波的差異歸納總結(jié)如下：傳播方向（視速度）上的差異，如面波沿測線傳播，有效波近似垂直垂直測線傳播；頻譜上的差異，各種干擾波與有效波在頻率上可能是不相同的；出現(xiàn)規(guī)律上的差異，如隨機(jī)干擾與有效波的出現(xiàn)規(guī)律是明顯不同的；動(dòng)校正后剩余時(shí)差上的差異，有效波動(dòng)校正后旅行時(shí)間拉平，多次波經(jīng)動(dòng)校正后有剩余時(shí)差?！c地震勘探有關(guān)的一些波的頻譜一次反射波主頻約30-50Hz，淺層頻率高，深層頻率低；面波頻率低，約10-30Hz；聲波頻率較高，大于100Hz；工業(yè)交流電，50Hz左右窄帶；淺層折射、多次反射等干擾與一次反射波頻率相當(dāng)。地震勘探中不同波的頻譜4.觀測系統(tǒng)選擇觀測系統(tǒng)的選擇主要根據(jù)勘測對(duì)象和各種干擾波的特點(diǎn)來確定。保證反射波位于通放帶內(nèi)，干擾波位于壓制帶內(nèi)；能避開較強(qiáng)的面波和聲波干擾，也要兼顧深、淺層的反射，并有利于分層和速度分析；覆蓋次數(shù)應(yīng)根據(jù)勘探階段及干擾波被壓制的程度來定；根據(jù)覆蓋次數(shù)，縱測線觀測系統(tǒng)分為單次覆蓋觀測系統(tǒng)和多次覆蓋觀測系統(tǒng)。展開排列觀測系統(tǒng)固定激發(fā)點(diǎn)不動(dòng)，依次移動(dòng)接收排列，或是固定接收排列不動(dòng)，每次移動(dòng)震源，獲得不同炮檢距的記錄合在一起。一般按照目的層的深度確定排列次數(shù)和道間距，如果探測深度30-40m，道距2m，12道接收，3~4個(gè)排列即可?？梢园阎边_(dá)波、反射波及各種干擾的分布形態(tài)和相對(duì)位置關(guān)系搞清，是試驗(yàn)階段的有效觀測系統(tǒng)。（a）

時(shí)距平面圖（b）

波形圖簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)每個(gè)排列都是兩端激發(fā)，然后整個(gè)排列沿測線移動(dòng)一個(gè)排列的距離，根據(jù)反射點(diǎn)位于激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)連線中點(diǎn)下方這一關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)界面的一次連續(xù)觀測。近炮點(diǎn)接收，野外施工方便，不受折射波干擾，也減少有效波之間的干擾。近炮的幾道受面波和聲波干擾嚴(yán)重。（a）

時(shí)距平面圖雙重連續(xù)觀測系統(tǒng)實(shí)際是展開排列與簡單連續(xù)兩個(gè)觀測系統(tǒng)的組合。先是在O1點(diǎn)激發(fā)兩次，分別在O1

O2和O2O3范圍接收，反射段為R1R2；然后在O3點(diǎn)激發(fā)兩次，分別在O1O2和O2O3范圍接收，反射段為R2R3。然后工作范圍前移。可以充分分析復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)和特殊波，工作效率低。（a）

時(shí)距平面圖（b）

綜合平面圖間隔連續(xù)觀測系統(tǒng)在震源點(diǎn)和接收排列之間總是間隔一個(gè)或幾個(gè)排列，即震源點(diǎn)到最近的接收點(diǎn)有一定的間隔距離，稱為偏移距。通過互換點(diǎn)可以連續(xù)追蹤反射界面。由于面波和聲波速度較低，當(dāng)遠(yuǎn)離震源點(diǎn)時(shí)，反射波先于面波和聲波到達(dá)接收點(diǎn)，便于避開干擾。（a）

時(shí)距平面圖（b）

綜合平面圖延長時(shí)距觀測系統(tǒng)在簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)應(yīng)用受限的情況下，靈活采用間隔連續(xù)觀測系統(tǒng)，使障礙物處于觀測系統(tǒng)的偏移距范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)界面的連續(xù)觀測，但是不能使障礙物的時(shí)距曲線進(jìn)行互換對(duì)比，尤其當(dāng)障礙物過寬時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)淺層折射與反射波之間的干擾。（a）

時(shí)距平面圖（b）

綜合平面圖多次覆蓋觀測系統(tǒng)按照炮點(diǎn)激發(fā)、多道接收的方式，在震源點(diǎn)間距小于半個(gè)接收排列長度的情況下，多炮地震數(shù)據(jù)中包含了對(duì)地下反射點(diǎn)的多次覆蓋數(shù)據(jù)。5.激發(fā)方式選擇在各種條件許可的情況下，可以采用小藥量或雷管在淺孔或地坑中激發(fā)，產(chǎn)生的地震波能量強(qiáng)、高頻成分豐富，有利于提高分辨率；非炸藥震源激發(fā)的能量相對(duì)要弱、頻率偏低大錘沖擊激發(fā)，效果與重錘、墊板、介質(zhì)等因素有關(guān)，錘輕、介質(zhì)堅(jiān)硬，信號(hào)頻率高；錘重、介質(zhì)松軟，頻率低；重錘沖擊激發(fā)，能量大，信號(hào)頻率低；可控震源激發(fā)，震動(dòng)延續(xù)時(shí)間長，信號(hào)頻率可變；電流體沖擊源激發(fā)，信號(hào)？？，笨重；氣槍震源激發(fā)，頻譜高，信號(hào)穩(wěn)定，多用于水域作業(yè)；電火花震源激發(fā)，信號(hào)頻譜高，可達(dá)4000hz，能量強(qiáng)，但不集中，多用于水域作業(yè)；6.接收參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)主要是在接收環(huán)節(jié)，如：實(shí)際接收道數(shù)空間采樣道距時(shí)間采樣間隔接收排列長度時(shí)間記錄長度多次覆蓋次數(shù)。。。。時(shí)間域采樣定理與假頻概念對(duì)時(shí)間域的周期信號(hào)作離散采樣，要求每個(gè)周期內(nèi)至少兩個(gè)樣點(diǎn)，才可以較好地反映原時(shí)間信號(hào)的頻率特征，即采樣間隔小于半個(gè)周期，

，這就是時(shí)間域采樣定理。稱為采樣頻率。如果采樣間隔不滿足采樣定理，原高頻信號(hào)在離散采樣后將以某種低頻形式出現(xiàn)。對(duì)時(shí)間域的非周期信號(hào)，根據(jù)付立葉變換理論，離散采樣要求最高頻率成分滿足采樣定理。

即：采樣間隔和記錄長度采樣間隔應(yīng)滿足最高頻率信號(hào)采樣的采樣定理要求；記錄長度應(yīng)足以記錄偏移孔徑內(nèi)最深目的層的繞射尾部。h=1000mv=2500m/sOR空間域采樣與空間假頻地震波場是空間的連續(xù)函數(shù)，而檢波器接收只能在有限的點(diǎn)上進(jìn)行，其本質(zhì)是對(duì)空間連續(xù)函數(shù)進(jìn)行離散采樣，道間距（相鄰檢波點(diǎn)之間的距離）就是空間采樣間隔。參照時(shí)間域采樣定理，空間采樣間隔應(yīng)小于波長的一半。否則高波數(shù)的成分在采樣后以低波數(shù)形式出現(xiàn)。由于地震勘探是在地表接收，實(shí)際觀測到的是地震波的視波長和視速度，所以，空間采樣間隔應(yīng)小于視波長的一半。即：

道間距選擇的基本原則道間距的選擇應(yīng)以在地震記錄上可靠辯認(rèn)同一有效波的相同相位為原則。能否可靠辯認(rèn)同一相位，取決于有效波到達(dá)相鄰檢波器的時(shí)差、所記錄有效波的視周期及其它波對(duì)有效波的干擾程度。相鄰檢波點(diǎn)的波至?xí)r差應(yīng)小于視周期的一半，即：時(shí)差小于半個(gè)周期，對(duì)比可靠時(shí)差大于半個(gè)周期，對(duì)比不可靠實(shí)際道間距的選擇深層界面的反射波視速度高，淺層界面反射波的視速度低。為了能同時(shí)可靠地追蹤、對(duì)比深層和淺層反射波，道間距應(yīng)以淺層反射波作為選擇的標(biāo)準(zhǔn)。簡單條件下，可把道間距選擇得適當(dāng)大一些。在地震地質(zhì)條件復(fù)雜、波形不穩(wěn)定、干擾背景大的情況下，就要縮小道間距才能保證對(duì)比的可靠性。根據(jù)工區(qū)大小和要求，選擇相對(duì)規(guī)則的數(shù)值，如1m、2m、4m、5m、10m等。淺層界面反射波深層界面反射波偏移距（offset）偏移距（offset）概念有多重含義：即炮檢距，震源點(diǎn)到每個(gè)檢波點(diǎn)的距離激發(fā)點(diǎn)到最近檢波點(diǎn)的距離，即最小炮檢距垂直剖面法中激發(fā)點(diǎn)到垂直排列的水平距離折射波法中……海上勘探時(shí)……反射波到反射點(diǎn)位置的位移最大和最小炮檢距的選擇在于使目的層反射波盡量不被噪聲所掩蓋。最佳偏移距法最佳偏移距法就是在“最佳窗口”內(nèi)選擇一個(gè)公共偏移距，移動(dòng)震源保持所選定的偏移距，用地震儀上的“存儲(chǔ)凍結(jié)”功能將數(shù)據(jù)存起來。每激發(fā)一次便/使用12道地震儀在每個(gè)觀測點(diǎn)接收，最后得到一張多道記錄，而且各道具有相同的偏移距。另一種方法是采用計(jì)算機(jī)對(duì)CSP共炮點(diǎn)記錄進(jìn)行自動(dòng)抽共偏移道距的選排，也可以獲得各種偏移距的共偏移距地震剖面，利用這種共偏移距剖面容易正確識(shí)別同相軸。由于偏移距相同，不需做正常時(shí)差校正，在進(jìn)行其他數(shù)據(jù)處理之前，常用來了解反射波同相軸的初步位置。接收排列長度對(duì)于二維勘探，接收排列的長度就是道間距與儀器道數(shù)的乘積，即：。排列長度的選擇需要綜合考慮如下因素：淺層遠(yuǎn)道動(dòng)校正拉伸明顯，導(dǎo)致頻率降低，限制了排列的最大值；隨炮檢距增大，接近臨界角入射，界面反射系數(shù)會(huì)發(fā)生突變，限制了排列的最大值；適當(dāng)增加排列長度可提高速度分析的精度，因而限制了排列長度的最小值；多次波的剩余時(shí)差隨炮檢距增大而增大，限制了排列長度的最小值；直達(dá)波干涉限制了炮檢距的最大值；最大炮檢距應(yīng)小于深層臨界反射炮檢距；通常最大炮檢距應(yīng)大于最深目的層的埋深。最佳窗口的選擇最佳窗口是指在測線上有效信號(hào)受干擾波影響最小的地段。近道記錄上面波、直達(dá)波、聲波等干擾強(qiáng)烈，信噪比低；遠(yuǎn)道記錄上的能量明顯減弱，且反射波受折射波干涉，信噪比也不高。炮記錄示例，各種

波特征明顯偏移距2m道間距2m采樣間隔0.25ms記錄時(shí)長250ms最佳窗口選擇示例某煤礦淺層地震反射的水平三層模型：第一層厚度約90m，波速1500m/s；第二層厚度約130m，波速2000m/s；第三層波速4000m。界面1折射波

臨界角

盲區(qū)半徑界面2折射波

臨界角

盲區(qū)半徑最佳窗口范圍：80-200m最佳窗口選擇示例兩層模型示例：上覆層波速1500m/s，厚度約90m；下伏基巖波速2000m/s。界面1折射波

臨界角

盲區(qū)半徑最佳窗口范圍：40-200m最佳窗口選擇示例水平三層模型：第一層波速500m/s，厚度約3m；第二層波速2000m/s，厚度約25m；第三層波速1600m?。界面1折射波

臨界角

盲區(qū)半徑回避第一個(gè)界面的折射波是不現(xiàn)

實(shí)的；該界面對(duì)下層有屏蔽作用，

但是應(yīng)該問題不大。最佳窗口范圍：20-40m

（缺少淺層反射）反射波振幅和相位的變化最佳窗口的選擇除考慮避開干擾外，還要考慮反射波振幅和相位的變化。近源范圍振幅和相位均相對(duì)穩(wěn)定，遠(yuǎn)道由于折射波的影響，振幅和相位都產(chǎn)生突變，甚至是反相。如何看待窗口選擇在地震儀器道數(shù)較少的情況下，充分利用有限的資源，盡量接收有效反射，而回避嚴(yán)重的干擾。在地震儀器道數(shù)足夠多的情況下，充分記錄各種不同類型的波，清楚地顯示各自的時(shí)距和振幅特征，可以選擇反射信號(hào)信噪比高的范圍作為最佳窗口來應(yīng)用，也可以設(shè)法壓制強(qiáng)干擾以提取有效反射，還可以利用其他類型的波作為有效信號(hào)加以應(yīng)用。1.2.3反射波法的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是地震勘探的重要環(huán)節(jié)，對(duì)野外采集的原始地震數(shù)據(jù)進(jìn)行以壓制干擾、提高信噪比和分辨率、提取地震和地層參數(shù)為目的的整套方法和技術(shù)，為地震資料的地質(zhì)解釋提供直觀、可靠、精細(xì)地反映地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地震成果數(shù)據(jù)，以及各種地震巖性參數(shù)。地震資料數(shù)字處理最主要的是反褶積、多次疊加和偏移成像這三項(xiàng)技術(shù)，以及與之配套的其他技術(shù)。在處理中，波速是最重要的參數(shù)之一。多次疊加提高信噪比提高分辨率1.多次疊加處理多次疊加是把多次覆蓋的原始資料通過一系列處理，使其都變成激發(fā)-接收連線中點(diǎn)位置的自激自收性質(zhì)，然后按時(shí)間疊加，可以壓制干擾，提高信噪比。多次疊加處理流程包括：抽道集動(dòng)校正疊加速度分析靜校正多道疊加修飾性處理2.提高信噪比有效波與干擾波在頻率、波速、傳播方向等方面存在差異，這是壓制干擾的前提，主要技術(shù)是濾波。去除面波是最大的難題。保真去強(qiáng)低頻面波兩個(gè)靠近的地震道，反射波近似相等而面波差異，分別為：兩道求差，參考道只剩面波成分：設(shè)法從參考道求取面波定義誤差求取系數(shù)，使均方誤差最小。f-x濾波壓制隨機(jī)噪聲根據(jù)f-x域中道與道之間信號(hào)可預(yù)測而隨機(jī)噪聲不可預(yù)測這一差別，設(shè)計(jì)濾波器使信號(hào)通過、消除噪聲。設(shè)子波為W(t)，N道地震剖面中有M組傾斜線性同相軸，其數(shù)學(xué)模型為：式中k為線性同相軸的序號(hào)，為相應(yīng)同相軸的斜率。對(duì)變量t做付氏變換，有：由于x是離散采樣的，即，，所以有f-x濾波壓制隨機(jī)噪聲f-k濾波壓制噪聲對(duì)時(shí)間-空間域的二維函數(shù)（或數(shù)據(jù)分布）做二維付立葉變換，就得到其在頻率-波數(shù)域內(nèi)的分布。時(shí)-空域內(nèi)，時(shí)距曲（直）線的斜率dt/dx=1/va。對(duì)應(yīng)于頻率-空間域內(nèi)，直線OP的斜率f/k=va。在t-x域內(nèi)相互干涉的不同信號(hào)，在f-k域內(nèi)有可能完全分開，從而進(jìn)行濾波以壓制噪聲。P(k3,f3)xt時(shí)間-空間域t1(x)Ot2(x)t3(x)p(x,t)f頻率-波數(shù)域OP(k2,f2)P(k1,f1)k高視速度區(qū)低視速度區(qū)炮集數(shù)據(jù)F-K濾波衰減面波面波濾除前面波濾除后濾除的面波3.提高縱向分辨率縱向分辨率是指地震數(shù)據(jù)分辨薄層的能力，影響因素主要有地震子波、信噪比及介質(zhì)因素。地震子波的延續(xù)時(shí)間越短，波長越短，分辨率越高；子波頻譜的主頻越高、頻帶越寬，分辨率越高；