地震勘探地震波的時(shí)距曲線

地震勘探地震波的時(shí)距曲線第1頁(yè)/共111頁(yè)反射波時(shí)距曲線

主要內(nèi)容：一、時(shí)距曲線的概念二、單個(gè)水平界面反射波時(shí)距曲線

三、單個(gè)傾斜界面反射波時(shí)距曲線

四、水平層狀介質(zhì)共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程（*）五、連續(xù)介質(zhì)中反射波的時(shí)距曲線（*）第2頁(yè)/共111頁(yè)第3頁(yè)/共111頁(yè)1．時(shí)距曲線2．水平界面共炮點(diǎn)反射波的時(shí)距曲線3．傾斜界面共炮點(diǎn)反射波的時(shí)距曲線4．正常時(shí)差5．傾角時(shí)差6．動(dòng)校正一個(gè)分界面情況下反射波的時(shí)距曲線第4頁(yè)/共111頁(yè)1、時(shí)距曲線1）定義:波從震源出發(fā)，傳播到觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，與觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于激發(fā)點(diǎn)距離之間的關(guān)系。2）共炮點(diǎn)時(shí)距曲線：3）共反射點(diǎn)時(shí)距曲線：同一點(diǎn)激發(fā)，不同接收道接收，記錄的時(shí)距曲線炮點(diǎn)與接收點(diǎn)關(guān)于某一點(diǎn)對(duì)稱，記錄的時(shí)距曲線第5頁(yè)/共111頁(yè)2）實(shí)例---直達(dá)波直達(dá)波：從震源出發(fā)直接到達(dá)地面各接收點(diǎn)的地震波。第6頁(yè)/共111頁(yè)重點(diǎn)第7頁(yè)/共111頁(yè)假設(shè)：地表為均勻介質(zhì)，波速為V，X為炮檢距，t為旅行時(shí)。

直線斜率為：

求該斜率的倒數(shù)V=1/m就可以得出地表覆蓋層的波速。時(shí)距方程：

直達(dá)波的時(shí)距曲線

第8頁(yè)/共111頁(yè)A工區(qū)B工區(qū)第9頁(yè)/共111頁(yè)什么情況下直達(dá)波的時(shí)距離曲線不是直線？第10頁(yè)/共111頁(yè)2、水平界面共炮點(diǎn)反射波的時(shí)距曲線如圖所示：界面R，埋深h，波速為V,時(shí)距關(guān)系為：1）時(shí)距曲線方程引入虛震源法∠1+∠2+∠3=180o又∠4+∠2+∠3=180o∴∠1=∠4=∠3∴直角△OCA=直角△O*AC∴OC=O*C=h0

，OA=O*A即從O點(diǎn)激發(fā)、S點(diǎn)接收到的反射波路徑，相當(dāng)于從O*點(diǎn)激發(fā)并直接傳播到S點(diǎn)。把O*點(diǎn)稱為虛震源。第11頁(yè)/共111頁(yè)2、水平界面共炮點(diǎn)反射波的時(shí)距曲線如圖所示：界面R，埋深h，波速為V。時(shí)距關(guān)系為：上式即反射波時(shí)距方程，是一個(gè)關(guān)于X的二次方程，化簡(jiǎn)得上式為雙曲線方程，可見(jiàn)反射波時(shí)距曲線為雙曲線，對(duì)稱于t軸，曲線的頂點(diǎn)坐標(biāo)：(2h/V，0)漸近線斜率：

1）時(shí)距曲線方程第12頁(yè)/共111頁(yè)X2-T2曲線畫(huà)出上式t2和x2的曲線，可以得一條直線，其斜率為1/V2，截距是t0，此方法叫X2-T2法。X2-T2曲線的意義：從曲線上確定介質(zhì)的速度。第13頁(yè)/共111頁(yè)tX水平反射界面的時(shí)距曲線t第14頁(yè)/共111頁(yè)特點(diǎn)：1）雙曲線；2）極小點(diǎn)在炮點(diǎn)正上方，相當(dāng)于自激自收時(shí)間；3）直達(dá)波是反射波的漸近線，速度越大，雙曲線越平緩，曲率越小。反射波時(shí)距曲線方程：直達(dá)波時(shí)距曲線方程：2）時(shí)距曲線方程的特點(diǎn)第15頁(yè)/共111頁(yè)AB△S‘△t，△s由此式可見(jiàn)，視速度一方面反映真速度，另方面又受傳播方向影響，故也成為識(shí)別各種地震波的特征之一。

視速度定理從視速度的角度考慮時(shí)距曲線的彎曲情況

第16頁(yè)/共111頁(yè)視速度：時(shí)距曲線沿測(cè)線變化率的倒數(shù)

反射波時(shí)距曲線

視速度定理：

走時(shí)曲線斜率第17頁(yè)/共111頁(yè)時(shí)距曲線的彎曲情況

X增大→α增大(α２＞α１)→Va變小，斜率變大，曲線變陡；α→90°，Va=V→曲線趨近于漸近線；α→0°（近法線入射），Va→∞，斜率=0，曲線變得平緩。對(duì)一個(gè)界面：第18頁(yè)/共111頁(yè)對(duì)兩個(gè)界面：

深層反射波返回地表的α角比淺層的要小(α深＜α淺)，Va相對(duì)變大，斜率變小，曲線變緩，則深層的時(shí)距曲線比淺層平緩。

反射界面埋藏越深，反射波時(shí)距曲線越平緩，反正，則越陡??！時(shí)距曲線的彎曲情況

第19頁(yè)/共111頁(yè)曲率大曲率小第20頁(yè)/共111頁(yè)4、傾斜界面的反射波時(shí)距曲線1．反射波時(shí)距方程

傾斜平界面的反射波時(shí)距曲線

R為傾斜界面，傾角為，界面以上波速為V。

先求取時(shí)距方程。為討論簡(jiǎn)便，采用鏡象法。

作虛震源O*，顯證：OA=O*A，OB=O*B，O*、A、S三點(diǎn)共線。所以，路徑OAS＝O*AS，那么可變換成

上式即為傾斜界面的反射波時(shí)距方程，為雙曲線。

O*第21頁(yè)/共111頁(yè)2）時(shí)距曲線的特點(diǎn)

(1)極小點(diǎn)

極小點(diǎn)對(duì)應(yīng)虛震源，其坐標(biāo)為顯然，極小點(diǎn)向界面上升端偏移了Xm，時(shí)距曲線對(duì)稱于通過(guò)極小點(diǎn)的縱軸。

(2)t0時(shí)間當(dāng)X=0，可得t0時(shí)間坐標(biāo)為

則反射界面法向深度界面水平時(shí)，極小點(diǎn)就在t0點(diǎn)。

O*第22頁(yè)/共111頁(yè)第23頁(yè)/共111頁(yè)界面傾向、傾角相同時(shí)，埋藏大的反射界面，時(shí)距曲線極小點(diǎn)偏移值大第24頁(yè)/共111頁(yè)4、正常時(shí)差(NMO,NormalMoveOut)t0時(shí)間：時(shí)距曲線在t軸上的截距：表示波沿界面法線傳播的雙程旅行時(shí)間，自激自收時(shí)間。正常時(shí)差：任一接收點(diǎn)的反射波旅行時(shí)間tX和同一反射界面的雙程垂直時(shí)間t0之差。第25頁(yè)/共111頁(yè)結(jié)論：a)、炮檢距越大正常時(shí)差越大；b)、反射深度越深正常時(shí)差越??；c)、速度越大正常時(shí)差越小。第26頁(yè)/共111頁(yè)正常時(shí)差校正的意義：1）校正后，時(shí)距曲線的幾何形態(tài)與地下反射界面的起伏形態(tài)有了直接的聯(lián)系。

第27頁(yè)/共111頁(yè)2)速度分析的基礎(chǔ)

xOt校正速度偏低校正過(guò)量校正速度偏高校正不足校正速度正確校正拉平反射波第28頁(yè)/共111頁(yè)第29頁(yè)/共111頁(yè)5、傾角時(shí)差(DMO,DipMoveOut)傾角時(shí)差：由激發(fā)點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱點(diǎn)位置觀測(cè)到的來(lái)自同一界面的反射波旅行時(shí)之差，由于界面傾角所引起。

第30頁(yè)/共111頁(yè)O點(diǎn)自激自收得時(shí)間為：S點(diǎn)反射波旅行時(shí)為：時(shí)，利用級(jí)數(shù)展開(kāi)，略去高次項(xiàng)得：同理可得：第31頁(yè)/共111頁(yè)傾角時(shí)差：顯然根據(jù)傾角時(shí)差可估算界面的傾角：第32頁(yè)/共111頁(yè)6、動(dòng)校正1）定義：將反射波旅行時(shí)，校正到炮檢距中點(diǎn)的自激自收時(shí)間的過(guò)程。

2)水平界面的動(dòng)校正量3）傾斜界面（當(dāng)傾角不太大，炮檢距較小，界面較深時(shí)）的動(dòng)校正量

第33頁(yè)/共111頁(yè)傾斜界面下的動(dòng)校正界面傾斜下的動(dòng)校正會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題：首先，S點(diǎn)接收到的反射波經(jīng)動(dòng)校正后應(yīng)算哪一點(diǎn)？這時(shí)從x/2處的M點(diǎn)向界面作垂線與界面交于R’，而真正反射點(diǎn)在R，這兩者是有偏移的。

反射點(diǎn)不在炮檢距中點(diǎn)與界面的垂直點(diǎn)R’上，而在R點(diǎn)。當(dāng)傾角φ不大時(shí)，R’與R的偏離不大。近似地認(rèn)為R與R’相差很小，可忽略。

M點(diǎn)的自激自發(fā)時(shí)間為tR’M。第34頁(yè)/共111頁(yè)6、傾斜界面下的動(dòng)校正其次，怎樣計(jì)算動(dòng)校正量呢？最精確的辦法就是：動(dòng)校正量等于波的實(shí)際傳播時(shí)間t減去炮檢中點(diǎn)M處的自激自收時(shí)間tR’M(R’M的旅行時(shí))，即△tф=t-tR’M，動(dòng)校正：t-△tф=t-（t-tR’M）=tR’M動(dòng)校正后就把t變換成tR’M了。具體地說(shuō)，精確的動(dòng)校正量是：式中h0是激發(fā)點(diǎn)O處界面的法線深度；tR’M=2hM/V，hM是炮檢中點(diǎn)M處界面的法線深度。但是，因?yàn)椐婧蚳M都未知，無(wú)法用上式精確地計(jì)算傾斜界面的動(dòng)校正量。

第35頁(yè)/共111頁(yè)實(shí)際的做法是用水平界面的公式近似計(jì)算傾斜界面的動(dòng)校正量。

應(yīng)當(dāng)注意：上式要校正的只是正常時(shí)差，是對(duì)水平界面情況提出的。對(duì)傾斜界面的反射波進(jìn)行動(dòng)校正，不是（也不應(yīng)當(dāng)）把t校正成為t0，而是要把t校正成為tR’M。對(duì)傾角時(shí)差△tф和正常時(shí)差△t’粗略地分析可知，它們都有兩項(xiàng)之差?！鱰ф的兩項(xiàng)分別大于△t’對(duì)應(yīng)的兩項(xiàng)，所以△tф與△t’近似相等是有可能的。下面證明兩者是近似相等。

第36頁(yè)/共111頁(yè)傾斜界面動(dòng)校正量計(jì)算已知所以近似地有

第37頁(yè)/共111頁(yè)1、一個(gè)分界面情況下反射波的時(shí)距曲線2、水平層狀介質(zhì)中反射波的時(shí)距曲線3、連續(xù)介質(zhì)中反射波的時(shí)距曲線地震反射波的時(shí)距曲線：第38頁(yè)/共111頁(yè)1討論多層介質(zhì)問(wèn)題的思路實(shí)際的地層存在著許多分界面，某個(gè)界面以上也不可能是真正均勻的。在地震勘探中對(duì)客觀存在復(fù)雜的地層剖面，根據(jù)對(duì)問(wèn)題研究的深入程度，對(duì)成果精度的要求等因素，建立了多種地層介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，主要有三種：均勻介質(zhì)層狀介質(zhì)連續(xù)介質(zhì)第39頁(yè)/共111頁(yè)均勻介質(zhì)

所謂均勻介質(zhì)是認(rèn)為反射界面R以上的介質(zhì)是均勻的，即層內(nèi)介質(zhì)的物理性質(zhì)不變，地震波傳播速度是一個(gè)常數(shù)v。界面R是平面，界面可以是水平的或傾斜的。層狀介質(zhì)

認(rèn)為地層剖面是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)速度是均勻的，但層與層之間的速度不相同，介質(zhì)性質(zhì)的突變。這些分界面可以是傾斜的，也可以是水平的（此時(shí)稱為水平層狀介質(zhì)）。在沉積巖地區(qū)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單時(shí)，把地層剖面看成層狀介質(zhì)是比較合理的。均勻介質(zhì)平界面模型水平層狀介質(zhì)模型第40頁(yè)/共111頁(yè)連續(xù)介質(zhì)

所謂連續(xù)介質(zhì)是認(rèn)為在界面R兩側(cè)介質(zhì)1與介質(zhì)2的速度不相等，有突變。但界面R上部的覆蓋層（即介質(zhì)1）的波速不是常數(shù)，而是連續(xù)變化的。最常見(jiàn)的是速度只是深度的函數(shù)v(z)。第41頁(yè)/共111頁(yè)2

三層水平介質(zhì)反射波時(shí)距曲線如果在O點(diǎn)激發(fā)，在測(cè)線OX上觀測(cè)，R2界面的反射波時(shí)距曲線有什么特點(diǎn)呢?因?yàn)镽2界面上部有兩層介質(zhì)，已不能用虛震源原理簡(jiǎn)單地推導(dǎo)出時(shí)距曲線方程。沿著從不同入射角α入射到第一個(gè)界面R1，然后再透射到R2界面反射回地面的各條射線路程。計(jì)算地震波傳播的總時(shí)間t，以及相應(yīng)的接收點(diǎn)離開(kāi)激發(fā)點(diǎn)距離x。當(dāng)計(jì)算出一系列(t、x)值后，就可具體畫(huà)出R2界面反射波時(shí)距曲線。第42頁(yè)/共111頁(yè)下面找出計(jì)算（t，x）的公式。波從震源O出發(fā)，透過(guò)界面R1，其傳播方向必然滿足透射定律，即：式中α是波在R1界面上的入射角，β是波在R2界面上的入射角，P是這條射線的射線參數(shù)。然后這條射線在B點(diǎn)反射。由于界面水平，反射路程與入射路程是對(duì)稱的。接收點(diǎn)C到激發(fā)點(diǎn)距離x和波的旅行時(shí)t為：第43頁(yè)/共111頁(yè)有了上面兩個(gè)式子就可以計(jì)算R2界面的反射波時(shí)距曲線。例如，取第一條射線α=α1，可計(jì)算出一組(t1，x1)；取第二條射線α=α2，可計(jì)算出一組(t2，x2)；等等。把許多組(t，x)值標(biāo)出來(lái)，就得到R2界面的反射波時(shí)距曲線。第44頁(yè)/共111頁(yè)還可以由反射和透射定律進(jìn)一步化為以射線參數(shù)P表示的參數(shù)方程：上式不能進(jìn)一步化成某種標(biāo)準(zhǔn)的二次曲線方程，如雙曲線方程。這種情況，正常時(shí)差就不好計(jì)算，動(dòng)校正也比較麻煩。想解反問(wèn)題，由觀測(cè)到的資料估算地下界面的埋藏深度也很困難。第45頁(yè)/共111頁(yè)3平均速度概念的引入三層水平介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線已不是雙曲線，但是能否用一條雙曲線去近似它呢?在地震資料解釋中，有一個(gè)很重要的參數(shù)就是一條共炮點(diǎn)時(shí)距曲線的t0值（激發(fā)點(diǎn)處的反射時(shí)間）。因?yàn)橛辛藅0，如果又知道地震波的速度，就可以估算反射界面的深度。根據(jù)這種情況，假想的均勻介質(zhì)的厚度應(yīng)當(dāng)和水平層狀介質(zhì)總厚度相等。第46頁(yè)/共111頁(yè)（1）一個(gè)描述地震波在層狀介質(zhì)中傳播速度的例子設(shè)有兩種介質(zhì)結(jié)構(gòu)：它們都是三層水平介質(zhì)，兩個(gè)分界面。

R2界面上部那兩層的總厚度是:h1+h2＝1700mR2界面上部?jī)蓪拥目偤穸龋篽’1+h’2=l700m。第47頁(yè)/共111頁(yè)地震波在兩組地層中的垂直旅行時(shí)間：計(jì)算表明，地震波在(b)組地層中傳播得慢一些，在(a)組地層中傳播得快一些。兩組地層雖然都是由速度為v1，v2的兩種地層組成，但是由于在兩組地層中每層厚度不相同，顯然，波在這兩組地層中傳播的情況就有差別了。這種差別不僅與層的速度有關(guān)，還與各層的厚度有關(guān)。第48頁(yè)/共111頁(yè)由此可見(jiàn)，在層狀介質(zhì)中，只知道每一層的速度還不能確定波在其中傳播時(shí)的總特點(diǎn)。引用“平均速度”的概念，就可以比較合適地反映波在一組層狀介質(zhì)中傳播的快慢。平均速度vav：就是用波在垂直層面的方向旅行的總時(shí)間除這組地層的總厚度:利用上式計(jì)算前面例子中兩組地層的平均速度，分別為:

vav,a=1790m/s

vav,b=1730m/s第49頁(yè)/共111頁(yè)實(shí)際上也可以從“使地震波在總厚度與層狀介質(zhì)厚度相等的假想均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，t0保持不變”的準(zhǔn)則，導(dǎo)出假想均勻介質(zhì)的波速。（即層狀介質(zhì)的平均速度。）第50頁(yè)/共111頁(yè)

第51頁(yè)/共111頁(yè)（2）n層水平層狀介質(zhì)的平均速度地震波在各層中的傳播速度(稱為層速度)分別為v1,v2，…，vn；每層的厚度分別為h1,h2，…，hn；波垂直各層的傳播時(shí)間分別為Δt1,Δt2，…，Δtn。則這組地層的平均速度為：第52頁(yè)/共111頁(yè)必須指出，引入平均速度也是對(duì)介質(zhì)結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化。這種近似雖然在一定程度上便于進(jìn)行解釋，但也仍然存在不少矛盾。平均速度資料，是地震資料解釋的重要資料，它是通過(guò)對(duì)深井進(jìn)行專門的地震測(cè)井而取得的。第53頁(yè)/共111頁(yè)4真速度與平均速度時(shí)距曲線比較根據(jù)上面對(duì)假想均勻介質(zhì)的波速（平均速度）的定義，可以得出兩條時(shí)距曲線的t0是相等的，即它們?cè)冢▁=0，t=t0）點(diǎn)重合。那么在其它部分又如何呢?計(jì)算相應(yīng)的t和x值實(shí)例第54頁(yè)/共111頁(yè)三層介質(zhì)反射波時(shí)距曲線

三層介質(zhì)平均速度計(jì)算的反射波時(shí)距曲線第55頁(yè)/共111頁(yè)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出的三層介質(zhì)共炮點(diǎn)反射波距曲線兩條時(shí)距曲線比較－兩個(gè)現(xiàn)象。在激發(fā)點(diǎn)附近，這兩條時(shí)距曲線基本上重合。隨著遠(yuǎn)離激發(fā)點(diǎn)，它們逐漸地明顯分開(kāi)，三層介質(zhì)的時(shí)距曲線在下方。這說(shuō)明地震波在三層介質(zhì)傳播時(shí)真正速度要比平均速度大。第56頁(yè)/共111頁(yè)結(jié)論三層介質(zhì)的反射波時(shí)距曲線在激發(fā)點(diǎn)附近很接近于把上覆介質(zhì)看成速度為平均速度vav的均勻介質(zhì)時(shí)得到的反射波時(shí)距曲線。用引入平均速度的辦法，就可以把三層介質(zhì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為均勻介質(zhì)問(wèn)題，并可以把三層介質(zhì)的時(shí)距曲線近似地看成雙曲線。引入平均速度是對(duì)層狀介質(zhì)的一種簡(jiǎn)化方案。它的準(zhǔn)則是兩種情況下t0相等，或者說(shuō)兩條時(shí)距曲線在(x＝0；t＝t0)點(diǎn)重合。實(shí)際地層剖面中，不只三層而是很多層，這時(shí)仍可以用上述方法，用不同的平均速度值，把各個(gè)界面的上覆介質(zhì)簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)，而每個(gè)層面的反射波時(shí)距曲線也都可以近似地當(dāng)作雙曲線。第57頁(yè)/共111頁(yè)多層介質(zhì)例子現(xiàn)采用兩種方法來(lái)計(jì)算各界面的反射波時(shí)距曲線：第一種方法是考慮到射線在各個(gè)界面上的偏折第二種方法是采用平均速度法簡(jiǎn)化為均勻介質(zhì)。第58頁(yè)/共111頁(yè)第一種方法是考慮到射線在各個(gè)界面上的偏折。在水平多層介質(zhì)情況下，反射波時(shí)距曲線參數(shù)方程的一般公式是：第二種方法是采用平均速度法。即把某一個(gè)界面以上的介質(zhì)用具有平均速度vav和厚度為H的均勻介質(zhì)來(lái)代替。用下面公式計(jì)算該界面的反射波時(shí)距曲線。第59頁(yè)/共111頁(yè)從表中可以看出：對(duì)R2界面，兩者差別很小。因?yàn)镽2界面上部的兩層介質(zhì)速度相差不大，即不均勻性不明顯。并且表中所列最大炮檢距只有1692m，比較小。對(duì)R4界面，按兩種方法計(jì)算出的波旅行時(shí)間的差別比較大，特別是當(dāng)炮檢距較大時(shí)，例如當(dāng)炮檢距是6243m時(shí)，t平均－t四層＝4380－4339＝41ms。

第60頁(yè)/共111頁(yè)測(cè)井示意圖

第61頁(yè)/共111頁(yè)聲波測(cè)井TⅠⅡ滑行波R輻射能θ1*

或θ2*滑行縱波和橫波沿界面滑行時(shí)，將沿臨界角方向向介質(zhì)Ⅰ中輻射能量。對(duì)于井下巖層，一般都滿足vm（泥漿速度）＜vp（地層速度）第一臨界條件，因此井中很容易激發(fā)沿井壁滑行的地層縱波。第62頁(yè)/共111頁(yè)△t=t2-t1=如果井徑規(guī)則，則AB=DF=CE，上式為：顯然：CD正好是儀器的間距（常數(shù)），時(shí)差與聲速成反比。時(shí)差的表達(dá)式時(shí)差：在介質(zhì)中聲波傳播單位距離所用的時(shí)間。ABCDTR1R2源距間距記錄點(diǎn)OOFEG聲時(shí)差測(cè)井測(cè)量聲波通過(guò)井下單位厚度巖層的傳播時(shí)間，即時(shí)差Δt（μs/m），由于時(shí)差的倒數(shù)就是聲速v（m/s），因此又叫聲速測(cè)井。第63頁(yè)/共111頁(yè)1、一個(gè)分界面情況下反射波的時(shí)距曲線2、水平層狀介質(zhì)中反射波的時(shí)距曲線3、連續(xù)介質(zhì)中反射波的時(shí)距曲線地震反射波的時(shí)距曲線：第64頁(yè)/共111頁(yè)第65頁(yè)/共111頁(yè)第66頁(yè)/共111頁(yè)第67頁(yè)/共111頁(yè)第68頁(yè)/共111頁(yè)第69頁(yè)/共111頁(yè)第70頁(yè)/共111頁(yè)第71頁(yè)/共111頁(yè)第72頁(yè)/共111頁(yè)第73頁(yè)/共111頁(yè)1）地震波的基礎(chǔ)知識(shí)2）地震的地質(zhì)地球物理基礎(chǔ)3）地震波的時(shí)距曲線4）地震勘探野外工作方法5）地震勘探數(shù)據(jù)處理6）地震資料的解釋目錄：反射波的時(shí)距曲線折射波的時(shí)距曲線第74頁(yè)/共111頁(yè)第75頁(yè)/共111頁(yè)1、水平層狀介質(zhì)中折射波時(shí)距曲線1）二層介質(zhì)

界面R，深度h，V2＞V1。O，S距離--X。波以臨界角i投射到界面A點(diǎn)，滑行距離AB后，在B點(diǎn)以i角出射到S點(diǎn)，路程為OA+AB+BS從圖中幾何關(guān)系得所以由于第76頁(yè)/共111頁(yè)因此二層介質(zhì)的時(shí)距方程。顯然時(shí)距曲線是一條直線，如圖所示。直線的斜率是m=1/V2，將時(shí)距曲線延長(zhǎng)到時(shí)間軸，截距為t0，那么，截距時(shí)間為則第77頁(yè)/共111頁(yè)由此，可用直達(dá)波和折射波時(shí)距曲線得出V1、V2、t0，按上式計(jì)算出震源點(diǎn)下界面埋深h。此外，盲區(qū)為第78頁(yè)/共111頁(yè)2、三層模型那么，折射波路徑OABCDS的傳播時(shí)間為

V3＞V2＞V1

圖中，OABCDS是在界面R2上產(chǎn)生折射波的射線路程。在B點(diǎn)形成折射波，則入射角必須滿足界面R2的臨界角，據(jù)斯奈定律得D第79頁(yè)/共111頁(yè)式中h1、h2分別為二個(gè)折射層的厚度。推廣到n層（Vn＞Vn-1……V2＞V1），則那么，截距時(shí)間t0k為第80頁(yè)/共111頁(yè)可見(jiàn)，對(duì)多層介質(zhì)，折射波時(shí)距曲線仍為直線，斜率是該折射層波速的倒數(shù)1/Vn。幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：初至波：最先到達(dá)接收點(diǎn)的波；續(xù)至波：在初至波到達(dá)之后，陸續(xù)到達(dá)接收點(diǎn)的波稱為續(xù)至波；初至區(qū)：某區(qū)段內(nèi)，折射波總以初至波的形式最先到達(dá)(圖中C1C2段)；臨界距離：剛出現(xiàn)初至波的距離（OC段）。第81頁(yè)/共111頁(yè)第82頁(yè)/共111頁(yè)第83頁(yè)/共111頁(yè)第84頁(yè)/共111頁(yè)4、傾斜界面折射波時(shí)距曲線1.時(shí)距方程

O1激發(fā)，O2接收：

由圖見(jiàn)

則ABh1h2第85頁(yè)/共111頁(yè)ABh1h2O2激發(fā)，O1接收：同理計(jì)算：

折射波的相遇時(shí)距曲線1）兩條折射波的時(shí)距曲線都是直線2）兩條折射波的時(shí)距曲線相互交叉3）兩條折射波的時(shí)距曲線的斜率不同4）互換時(shí)間第86頁(yè)/共111頁(yè)2.時(shí)距曲線特點(diǎn)（1）時(shí)距曲線的形狀

時(shí)距曲線為直線，其斜率或視速度倒數(shù)分別為討論：m下＞m上，Va下＜Va上，曲線下陡上緩。

（２）特征點(diǎn)的距離

盲區(qū)：

（下傾）O1M1＜O2M2（上傾）

ABh1h2第87頁(yè)/共111頁(yè)臨界距離：（下傾）O1C1＜O2C2（上傾）截距時(shí)間：（下傾）t01(t01=2h1cosi/V1)＜t02(t02=2h2cosi/V1)（上傾）

(3)界面傾角的計(jì)算

所以：利用上式就可以求出臨界角i和界面傾角φ。

第88頁(yè)/共111頁(yè)(4)互換時(shí)間

互換原理：O1激發(fā)、O2接收，同O2激發(fā)、O1接收，路徑都是O1ABO2，兩個(gè)特定點(diǎn)處折射波的旅行時(shí)間完全相等。

兩點(diǎn)時(shí)間用T表示，稱互換時(shí)間。

在上下傾方向分別激發(fā)和接收，稱相遇觀測(cè)，得到的二支時(shí)距曲線稱相遇時(shí)距曲線。

ABh1h2第89頁(yè)/共111頁(yè)第90頁(yè)/共111頁(yè)折射波勘探：利用折射波傳播時(shí)間中的界面深度及產(chǎn)狀信息，研究淺層地層的產(chǎn)狀、低速帶的厚度、速度等。折射波勘探的目的：測(cè)量淺層低速帶的厚度及其變化和低速層的速度。第91頁(yè)/共111頁(yè)折射波勘探的特點(diǎn)：1）界面下層波速大于界面上層波速，入射角達(dá)到臨界角2）地下某一界面上要形成折射，則該界面上層的所有各層速度都要小于界面下的層速度3）一般情況下，地震波速度隨深度增加而增加，所以可以形成一些折射界面，但是折射界面總是少于反射界面4）折射波存在盲區(qū)，界面越深，盲區(qū)范圍越大5）深、淺層折射波相互干涉，對(duì)反射波有一定影響第92頁(yè)/共111頁(yè)第93頁(yè)/共111頁(yè)第94頁(yè)/共111頁(yè)第四節(jié)特殊波時(shí)距曲線特殊波：斷面波，繞射波，多次反射波，回轉(zhuǎn)波，回折波。1、繞射波時(shí)距曲線繞射波時(shí)距曲線產(chǎn)生繞射波的地質(zhì)條件：

斷層棱角、地層尖滅點(diǎn)等物性突變處。將以這些“棱角”點(diǎn)作為新震源產(chǎn)生振動(dòng)，形成繞射波。如圖示：M為D的投影點(diǎn)，O1M＝d，O1S＝X。則：第95頁(yè)/共111頁(yè)繞射波(Defraction)時(shí)距曲線

極小點(diǎn)在繞射點(diǎn)的正上方，其坐標(biāo)為：第96頁(yè)/共111頁(yè)繞射波(Defraction)時(shí)距曲線

上式中，第一項(xiàng)為常數(shù)，第二項(xiàng)是X的函數(shù)，時(shí)距曲線也為雙曲線。它有如下特點(diǎn)：改變激發(fā)點(diǎn)的位置，即改變d值，繞射波時(shí)距曲線的形狀和極小點(diǎn)位置不變，所得時(shí)距曲線互相平行。斷點(diǎn)位置：極小點(diǎn)位置。

第97頁(yè)/共111頁(yè)2．繞射波和反射波的關(guān)系

繞射波(Defraction)時(shí)距曲線

①當(dāng)X=2d時(shí)其斜率為

以上表示，當(dāng)X=2d時(shí)，繞射波和反射波有相同的傳播路徑，兩波時(shí)距曲線相切，切點(diǎn)處兩波斜率相同。第98頁(yè)/共111頁(yè)水平界面的反射波距曲線

第99頁(yè)/共111頁(yè)②當(dāng)X≠2d時(shí)，t繞＞t反。表明：除切點(diǎn)外，繞射波時(shí)距曲線總在反射波時(shí)距曲線上方。第100頁(yè)/共111頁(yè)②當(dāng)X≠2d時(shí)，t繞＞t反。表明：除切點(diǎn)外，繞射波時(shí)距曲線總在反射波時(shí)距曲線上方。第101頁(yè)/共111頁(yè)各種類型的多次波2、多次波（Multiple）時(shí)距曲線第102頁(yè)/共111頁(yè)圖3.27二次反射波時(shí)距曲線如圖示：當(dāng)?shù)叵麓嬖趶?qiáng)波阻抗界面（低速帶底界面、基巖面等）時(shí)，易形成多次反射波。多次反射波與一次反射波并存，形成一次反射波的假象或相互干涉，是干擾波。多次反射波分為：全程多次波、層間多次波、短程多次波等。全程多次波規(guī)律性強(qiáng)，易識(shí)別，且具代表性。為方便，討論一個(gè)傾斜平界面的情況。如圖示：波從O點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)二次全程反射，按OABCS的路徑到達(dá)S點(diǎn)。第103頁(yè)/共111頁(yè)將AB