地震勘探原理

《地震勘探》課程考試大綱適用專業(yè)：勘查技術(shù)與工程學(xué)制：四年本科學(xué)時：80石家莊經(jīng)濟學(xué)院教務(wù)處審定

二零零二年一月課程教學(xué)目標(biāo)課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時配表編寫考試大綱的必要性和求要4地震勘探考試大綱內(nèi)容第一章彈性波的基本理論彈性理論概述彈性波的形成彈性波的描述彈性波的傳播地震波的衰減地震反射波記錄道的形成地震波速度及影響因素分析第二章地震波的時距曲線反射波的時距曲線折射波的時距曲線第三章地震勘探的野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)有效波和干擾波測線設(shè)計和觀測系統(tǒng)地震波的激發(fā)高分辨率地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)地震勘探的分辨率地震勘探工作參數(shù)選擇淺層地震勘探野外抗干擾技術(shù)地震波速度的測定第四章地震數(shù)據(jù)處理預(yù)處理參數(shù)提取與分析3.數(shù)字濾波處理反濾波處理校正和疊加處理偏移歸位處理第五章地震資料的解釋與應(yīng)用地震剖面反射特征的識別和構(gòu)造解釋動彈性模量及在巖土工程勘察中的應(yīng)用地震折射資料的解釋地震勘探的應(yīng)用第六章特殊技術(shù)（地震新技術(shù)）反射波測樁技術(shù)常時微動觀測技術(shù)瞬態(tài)瑞雷波勘探技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)：（1）課程任務(wù)和地位：《地震勘探》是勘查技術(shù)與工程專業(yè)的必修課，是應(yīng)用地球物理學(xué)原理，解決工程與環(huán)境中的地質(zhì)問題，是工程與環(huán)境勘查的重要方法，是勘察技術(shù)與工程專業(yè)的一門主干課。（2）知識要求：對于地震勘探理論，應(yīng)在掌握高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)（如積分變換、級數(shù)、波動方程、卷積等）及普通物理基礎(chǔ)上，掌握彈性波理論；并具有一定的水文工程地質(zhì)學(xué)、巖土工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)。（3）能力要求：通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解本課程的基本原理，和野外工作方法技術(shù)，特別在解決工程與環(huán)境地質(zhì)問題時的抗干擾、提高分辨率的措施，提高學(xué)生應(yīng)用地震新方法解決工程與環(huán)境地質(zhì)問題的實際能力。這就必須加強實驗實習(xí)課的份量，跟上目前工程建設(shè)和環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害探測對人才的要求。課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配表章次rzr章目學(xué)時安排備注總學(xué)時講授實習(xí)續(xù)論物探分類、淺震特點及發(fā)展史22第一章彈性波的基本理論18162第二章地震波的時距曲線862第二章地震勘探野外數(shù)據(jù)米集技術(shù)及方法18162第四章地震數(shù)據(jù)處理1212-J-*Vr.第五章地震資料的解釋與應(yīng)用1010第六章地震新技術(shù)1212合計80746編寫考試大綱的必要性和求要編寫考試大綱是實現(xiàn)大學(xué)教考分離的基礎(chǔ)，是保證教考分離得以正確實施、統(tǒng)一考試標(biāo)準(zhǔn)，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，準(zhǔn)確衡量學(xué)生學(xué)習(xí)水平的必要文件。編寫考試大綱要求抓住地震勘探課程的核心內(nèi)容，基本知識點、重點和難點、本課程的學(xué)科前緣大綱涉及的內(nèi)容應(yīng)盡量全面、具體，使出題人根據(jù)大綱中提供的教學(xué)時數(shù)、課時分配、本課程的教學(xué)目標(biāo)、對學(xué)生的知識能力要求，能準(zhǔn)確把握學(xué)生應(yīng)該掌握的內(nèi)容和基本知識點、容易把握考題深度和廣度，各章考題題量分配等。考試大綱內(nèi)容緒論學(xué)生通過緒論的學(xué)習(xí)，應(yīng)該掌握物探按工作原理和按工作場所及用途進行的分類方法。例如按工作原理劃分可分為六種方法。地震在物探中的地位和作用、工程與環(huán)境地震的特點，按地震儀器發(fā)展階段分類的發(fā)展過程概述。第一章彈性波的基本理論通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握：均勻各向同性介質(zhì)及層狀介質(zhì)的定義，楊氏模量、泊松比、剪切模量的物理含義：如楊氏模量E為L臨“8(1+6)p~^jp「V1—A剪切模量R呻bxy/甲，式中平是剪切角，。巧是介質(zhì)所受它是表示介質(zhì)所受剪切力，表示介質(zhì)阻止剪切應(yīng)變的度量。泊松比^是表示介質(zhì)形變性質(zhì)的度量。CT=AZ/Z縱波、橫波及面波的傳播特點，縱波、橫波速度的表達式為:縱波與橫波的速度比一般巖石的泊松比為0.25,所以vp/vs是1.73；縱波與橫波都是體波，屬于線性極化波。橫波傳播方向與質(zhì)點振動方向垂直，縱波傳播方向與質(zhì)點振動方向一致。質(zhì)點位移大小與震源強度、震源形狀及變化率有關(guān)縱波與橫波的質(zhì)點位移大小與傳播距離有關(guān)；縱波是體積形變的傳播；橫波是剪切形變的傳播。橫波有SH和SV波；面波是橢圓極化波；面波向下傳播深度是一個波長；面波具有頻散現(xiàn)象，據(jù)此可以進行介質(zhì)分層。面波與橫波速度相當(dāng)，七5.950彈性波的描述振動圖形和波剖面的文字和圖形描述；振動圖形是固定位置，研究質(zhì)點位移隨時間變化關(guān)系的圖形，即地震記錄道圖形，要明確視周期和視頻率的概念。波剖面與振動圖的區(qū)別，波剖面是固定時間，研究質(zhì)點位移隨位置變化關(guān)系的圖形，視波長計、波數(shù)分量k和視速度之間有如下關(guān)系：入*=v*T=v*/f

PR=aR當(dāng)+巧巧透野系數(shù)為T=Fm+凡嶺FSill號Sltl沔、瑚siiiaI、弓波剖面上具有極大正位移的點稱波峰，極大負(fù)位移的點稱波谷，兩相鄰波峰(谷)之間的距離稱視波長X*；視波長的倒數(shù)稱波數(shù)，k=1/X*=f/v*。即單位距離內(nèi)波的數(shù)目；波前面和波尾面的定義，波前面與地震波射線間的關(guān)系頻譜分析：地震信號進行付里葉變換，求頻譜的過程稱頻譜分析；頻譜是振幅譜和相位譜的總稱。PR=aR當(dāng)+巧巧透野系數(shù)為T=Fm+凡嶺時間場和等時面的概念的概念：波至?xí)r間的空間分布形成時間場，它是標(biāo)量場。不同時刻的等時面與相應(yīng)的波前面重合，射線處處與波前面正交。非周期性的地震子波是由無數(shù)多個簡諧分振動合成，地震子波是具有有限的起始時間、能量有限、在很短的時間內(nèi)衰減、非周期振動的一個信號。振動圖上質(zhì)點振動的起始時間t］和終了時間t2之間的時間長度差(t2-t1)即位波的時間延續(xù)長度攵；地震子波的時間延續(xù)長度At與它的頻帶寬度Af成反比波動傳播原理波傳播時是按照惠更斯原理、費馬原理，(即最小時間原理)，掌握視速度v*的概念，v*是沿測線方向傳播的速度，沿射線傳播的速度是真速度，視速度與真速度之間的關(guān)系稱視速度定理，如下式式中a是射線與地面法線間的夾角。視速度v*大于或等于真速度；視速度v*在無窮大和真速度之間變化；地震波傳播滿足，反射定律，即入射角和反射角相等；還滿足斯奈爾定律:e2稱透射角，p稱射線參數(shù)；反射系數(shù)與介質(zhì)的波阻抗差異有關(guān)，波阻抗差異是形成反射波的條件，即：S羊戶山反射系數(shù)R與透射系數(shù)T的表達式如下反射系數(shù)R>0，表明反射波與入射波相位相同，R<0,說明反射波與入射波相位相反。透射系數(shù)T=1-R永遠(yuǎn)為正。若不考慮波前擴散和介質(zhì)的吸收作用，反射系數(shù)和透射系數(shù)之和等于1（9）平面波垂直入射時不存在轉(zhuǎn)換波，但地震波傾斜入射時會產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波，在臨界角附近會形成寬角反射（又稱廣角反射）。（10）折射波的形成條件是：當(dāng)界面下方波速大于上方介質(zhì)波速，且入射角等于臨界角i時形成折射波；其中sinz=—（11）折射波存在盲區(qū)，盲區(qū)半徑R=2htgi。（12）折射波的波前面是圓臺的側(cè)面；（13）由視速度定理，以i角出射的折射波的視速度等于v2;（14）折射波總是以初至波的形式被記錄下來；同一界面的反射波比折射波先到達接收點，因此折射波常以初至波形式出現(xiàn)。地震波的繞射和散射（15）地震波遇到斷層棱角點或巖性尖滅點會形成繞射波，并稱為狹義繞射。界面上任意點可看成廣義繞射點（16）當(dāng)界面被侵蝕或界面起伏不平會形成散射波。地震波的衰減（1）幾何擴散地震波能量（振幅）隨傳播距離而衰減的現(xiàn)象稱為幾何擴散。但不同類型的波衰減速度不同。存在球面擴散、柱面擴散。平面波不隨傳播距離而衰減，因此不存在幾何擴散。（2）吸收吸收即大地濾波作用，濾去較高頻率成分，保留較低頻率成分，濾波后的子波延續(xù)時間加長，頻率降低，振幅減小。吸收是按指數(shù)規(guī)律衰減，見下式A=禺（3）地震波的透射損失入射波每透過一個彈性界面，必使入射波的振幅乘上一個損失因子，即能量要損失一部分，由于透射損失，地震波透過n-1個界面后的由第n個界面反射回到地面的振幅An為4=囚?！V）（1-R地震反射波記錄道的形成（1）Af為是兩個波彼此是否相互干涉的條件。（2）在不考慮其它損失時，地震道是由地震子波與反射系數(shù)序列的卷積，這便是地震道卷積模型。如下式典)=R、++旦奴+...+琳頃=NR?L?3-l掌握每一反射界面在地震記錄道上對應(yīng)一個短脈沖振動，一個地震記錄道是由無數(shù)個地震反射子波組成的復(fù)合振動。地震波速度及影響因素分析三大巖類的速度變化規(guī)律，及各類巖土體的速度變化范圍，速度大小體現(xiàn)巖土體的彈性性質(zhì)。地震波速度是表征地層彈性性質(zhì)的重要參數(shù)，不同地質(zhì)年代、不同成因和物質(zhì)成分、不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造的巖石，地震波速度不同，即使同樣的巖性，由于沉積環(huán)境、沉積年代不同，巖石密度、孔隙度及充填物方面也會有很大變化，這就導(dǎo)致某一類巖石的速度可以在很大范圍內(nèi)變化影響地震波速度的主要因素如裂隙、孔隙度：裂隙和孔隙度會使地震波速度減小，孔隙使衰減增大、振動周期變長；孔隙中充填物影響地震波速度；風(fēng)化和破碎帶均使速度降低；埋深越大，年帶越老，速度越大。第二章地震波的時距曲線通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)明確地震記錄圖的形成，同相軸的概念，相同相位點的連線形成同相軸。將地震波的旅行時間t與炮檢距x的關(guān)系曲線稱時距曲線。地震勘探正反演的概念，掌握不同類形的地質(zhì)體的反射波和折射波時距曲線的特征。反射波的時距曲線反射波時距曲線在x-t坐標(biāo)系是雙曲線，其極小點在炮點正上方；反射波時距曲線在X2-t2坐標(biāo)系是直線，利用直線的斜率可求界面上方介質(zhì)的速度；正常時差的近似表達式是傾斜界面反射波時距曲線是雙曲線時距曲線的極小點向上傾方向偏移2hsin甲；傾角時差(界面傾斜引起的單位距離的時間差)為Atd/Ax，其中Ax為排列長度的一半，Atd是炮點兩端距離為Ax的兩點的時間差；均方根速度：(2.2.2)彎曲界面的反射波時距曲線，凹界面時，由于聚焦作用，時距曲線比平界面時要界面曲率大時，形成回轉(zhuǎn)波。繞射波時距曲線是雙曲線，雙曲線的極小點在繞射點的正上方；對同一繞射點，不同激發(fā)點產(chǎn)生的雙曲線相互平行；繞射波時距曲線比相同深度的反射波時距曲線陡；全程多次反射波時距曲線是雙曲線；全程多次反射波時距曲線比相同t0的一次反射波時距曲線陡；多同一接收點，多次波的正常時差比相同t0的一次反射波的正常時差大。對同一界面，多次反射波的t0時間是一次波的整數(shù)倍，這是區(qū)分多次波的t0標(biāo)志。折射波的時距曲線單一界面的折射波時距曲線是斜率為1/v2的直線；根據(jù)t0的表達式，可以反演界面深度z多層結(jié)構(gòu)的折射波時距曲線是多條斜率不同、互相交叉的直線；各時距曲線的斜率是各層波速的倒數(shù)；應(yīng)用直達波時距曲線的斜率倒數(shù)求表層介質(zhì)的速度對彎曲界面時距曲線的形成作定性分析。第三章地震勘探野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)及方法通過本章學(xué)習(xí)，掌握地震野外工作方法、參數(shù)選擇技術(shù)、掌握多次覆蓋觀測系統(tǒng)、縱向和橫向分辨率的概念，了解組合法和水平疊加法壓制干擾波的特點。有效波和干擾波有效波和干擾波是相對的，把能夠解決某一特定地質(zhì)問題的波稱為有效波，而一切妨礙有效波識別的其它波稱之為干擾波。規(guī)則干擾波主要包括面波、聲波、工業(yè)電干擾、虛反射及多次反射。各種干擾波的特點，面波頻率低速度小，能量大，這是與有效波的主要區(qū)別；而聲波速度低、頻率高、波形尖銳；多次反射與一次反射特征相似，可由t0標(biāo)志識別。

In(3.2.1)不規(guī)則干擾波主要包括微震和低頻、高頻背景干擾，掌握其特點和產(chǎn)生的原因。In測線設(shè)計和觀測系統(tǒng)2.1測線設(shè)計反射波法和折射波法測線最好設(shè)計為直線；主測線應(yīng)與巖層或構(gòu)造走向相垂直；盡可能與鉆探線或其他物探測線相一致，布置測線既考慮地質(zhì)任務(wù)，又要考慮地表地質(zhì)條件。對特定地質(zhì)體，有不同方法，如滑波和邊波調(diào)查，需布置網(wǎng)格狀測線，使測線與地層走向一致。對重力壩調(diào)查，一般以壩的軸線為中心，布置網(wǎng)格狀測線。面積測量時應(yīng)有聯(lián)絡(luò)測線，以檢測不同測線上反射波的閉合情況2.2觀測系統(tǒng)激發(fā)點與接收排列的相互位置關(guān)系稱為觀測系統(tǒng)。反射波法觀測系統(tǒng)，分單次覆蓋和多次覆蓋觀測系統(tǒng)；地質(zhì)情況復(fù)雜時采用多次覆蓋觀測系統(tǒng)，“是采用有規(guī)律的移動激發(fā)點和接收點，對地下界面段多次重復(fù)采樣的觀測形式”。炮點距計算公式為式中s為常數(shù)，單邊放炮時，s=1，雙邊放炮時，s=2；n是覆蓋次數(shù)；N是儀器道數(shù)；一般采用下傾方向激發(fā)的單邊放炮觀測系統(tǒng)。來自不同炮點激發(fā)的同一接收點的記錄道的集合叫共反射點道集；折射波法觀測系統(tǒng)主要是相遇時距曲線觀測系統(tǒng)，在測線兩端激發(fā)，在全測線上接收的觀測系統(tǒng)。得到的時距曲線叫相遇時距曲線。追逐時距曲線觀測系統(tǒng)，屬于單邊激發(fā)，就是在同一接收地段的同側(cè)不同激發(fā)點上激發(fā)；主要用于了解折射界面是否產(chǎn)生穿透現(xiàn)象，或用來延長某些需要加長的時距曲線。當(dāng)沒有穿透現(xiàn)象時，由不同激發(fā)點激發(fā)的兩支時距曲線是平行的，折射波時距曲線的形態(tài)只和界面的形狀和上下介質(zhì)的速度有關(guān)，與激發(fā)點的位置無關(guān)；地震波的激發(fā)炸藥震源的激發(fā)特點是具有好的脈沖特性、頻帶寬、高頻成分豐富，藥量大，信號頻率低，視周期大，但為壓制干擾，需加大藥量。高分辨率地震勘探應(yīng)采用小藥量激發(fā)，一般為幾十克到幾百克；遇到砂質(zhì)土或腐質(zhì)土，或隨機干擾大時，藥量要加大；激發(fā)通常在潛水面或低速帶以下激發(fā)。（5）非炸藥震源是工程勘查常用震源，但需墊金屬墊板，勘探深度不超過100m；（6）擊板震源是橫波激發(fā)常用震源；另外還有電火花震源，落重法和可控震源、夯源、地震槍等。（7）在工程與環(huán)境地震勘探中，應(yīng)采用小能量激發(fā)，以使信號頻譜中主頻高，并能壓制聲波和面波干擾，使接收點處的質(zhì)點產(chǎn)生小變形和小位移，以滿足彈性理論要求。4高分辨率地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（1）應(yīng)有較高的靈敏度；（2）大的動態(tài)范圍，動態(tài)范圍是指地震儀能夠線性記錄地震信號的最大值與最小值之間的范圍，通常用他的比值來表示。其表達式為20log（線性記錄的最大信號電壓）/（線性記錄的最小信號電壓）單位為分貝（db）.例如當(dāng)比值為104為時，動態(tài)范圍為80分貝；（3）地震儀應(yīng)有寬的頻帶和可選擇的濾波器；（4）對地震脈沖有良好的分辨能力；（5）儀器對各道有良好的一致性；一個檢波器+一個放大器+記錄顯示系統(tǒng)二一個地震記錄道（6）檢波器是將地震波返回到地表時所引起的地面振動轉(zhuǎn)換成電信號的一種裝置；（7）有動圈電磁式（用于陸地工作）和壓電式（用于海洋和沼澤地）（8）數(shù)字地震儀上瞬時浮點放大器是以二進制增益控制方式為基礎(chǔ)，瞬時實現(xiàn)的。增大方式是以6分貝為臺階。（9）記錄系統(tǒng)，數(shù)字地震儀是經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，變換成二進制數(shù)存儲在磁盤上，且記錄是按時序排列。5地震勘探的分辨率（1）垂直分辨率是指用地震記錄沿垂直方向能夠分辨的最薄地層的厚度，它主要取決于地震波長，當(dāng)?shù)貙雍穸刃∮?/4波長時，稱為薄層。（2）當(dāng)?shù)貙雍穸却笥?/4波長時能夠從地震記錄的波形特征分辨夾層頂、底界面的反射波。地層厚度等于1/4波長稱為調(diào)諧厚度，此時頂?shù)捉缑娴模?.5.3）反射波產(chǎn)生相長性干涉，振幅最大。（3）橫向分辨率是指沿水平方向所能分辨的最小地質(zhì)體的尺寸。一個深部的地質(zhì)體必須有較大的延伸面積才能與一個埋深淺的小地質(zhì)體產(chǎn)生相同的地震響應(yīng)。只有地質(zhì)體的尺度大于或等于第一夫列涅爾帶，才能從地震記錄上分辨該地質(zhì)體的存在。AZ=式中r是第一夫列涅爾帶的半徑。fc是最高截止頻率。（4）分辨率與頻率成分的關(guān)系：提高分辨率需提高地震波的主頻，并同時拓寬頻帶寬度，單頻波的分辨率為零。（5）分辨率與信噪比之間的關(guān)系：地震記錄的信噪比會影響地震記錄的分辨率，提高信噪比的處理往往會降低分辨率。信噪比趨于零時，分辨率趨于零，一般信噪比保持在2~4之間較合適。（6）分辨率與大地濾波作用：了解大地濾波作用是衰減信號的高頻成分，因而會降低分辨率，要提高地震記錄的縱向分辨率，又要有較大的穿透深度，就要增大子波的頻帶寬度，即子波向低頻端擴展。6地震勘探工作參數(shù)選擇（1）記錄長度與時間采樣率采樣點數(shù)乘以采樣率（采樣間隔）等于記錄長度；（2）采樣間隔必須小到不使預(yù)期的有效波的最高頻率假頻化，即滿足采樣定理。（3）最大炮檢距就是炮點距最遠(yuǎn)接收道之間的距離，經(jīng)驗上最大炮檢距與目的層深度相近較合適，即xmax=（0.7?1.5）h。最大炮檢距太大，會帶來寬角反射的影響；（4）最小炮檢距不應(yīng)小于最小目的層深度，最小炮檢距大一些，可以有效消除產(chǎn)生的噪聲，減小面波、聲波干擾。（5）最佳窗口技術(shù)，需通過野外試驗工作確定，使近炮點道避開面波聲波干擾，遠(yuǎn)炮點端不使反射波振幅和相位發(fā)生畸變。對復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造，應(yīng)采用多次覆蓋技術(shù)；（6）道間距又稱空間采樣率。一般道間距越小，分辨率越高；（7）有利于有效波的對比：選取道間距Ax要保證相鄰接收道的波至?xí)r間差A(yù)t<T/2,以便于有效波的可靠對比；（8）確保足夠的空間采樣率：即滿足空間采樣定理，不使陡傾界面假頻化；（9）對反射界面進行充分采樣：即在水平疊加時間剖面上，第一夫列涅爾帶內(nèi)至少有兩道、四個CDP點。即道間距應(yīng)小于第一夫列涅爾帶半徑。淺層地震勘探野外抗干擾技術(shù)（1）組合法是指一組檢波器產(chǎn)生一道信號輸入，是根據(jù)波傳播方向的不同來壓制干擾的一種方法。（2）規(guī)則波均勻線性組合：n個檢波器組合后，會使視速度大的有效波落入通放帶，組合后的輸出振幅得到加強，振幅是組合前的n倍，組合使低視速度的干擾波落入壓制帶，振幅減小。最終突出了有效波。（3）組合具有頻率濾波作用，當(dāng)視速度無限大時，組合后沒有頻率濾波作用，當(dāng)視速度小時，組合后對高頻成分有壓制，組合后波形產(chǎn)生畸變。為使有效波不產(chǎn)生頻率畸變，應(yīng)設(shè)法提高有效波的視速度。如采用近炮點接收、對傾斜界面采用下傾激發(fā)，上傾接收。（4）不規(guī)則波的組合特性：如果組合內(nèi)各檢波點接收的不規(guī)則干擾波相互統(tǒng)計獨立，則統(tǒng)計效應(yīng)有最大值，即組合使地震記錄的信噪比提高質(zhì)倍。（6）組合參數(shù)的選取：組合內(nèi)的參數(shù)，如組合內(nèi)道間距，組合基距L=（n-1）Ax，組合數(shù)目n，n增多，會使通放帶變窄，對高頻信號有抑整理用，（7）組合不利于提高分辨率，具有平均效應(yīng)。（8）垂直疊加：是利用數(shù)字地震儀的信號增強功能，對多次激發(fā)信號進行疊加，經(jīng)m次垂直疊加后，如果每次激發(fā)的隨機干擾相互統(tǒng)計獨立，將使地震記錄的信噪比提高成倍。（9）水平疊加：水平疊加是對共反射點道集內(nèi)的信號進行疊加。它是基于多次覆蓋觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)。其作用主要是壓制多次反射波，提高信噪比。疊加前首先對共反射點道集的記錄道進行動校正，對有效波動校正后，可變成t=t0的水平同相軸，而對多次反射波，仍有剩余時差，疊加后有效波相對得到加強，多次反射波相對被削弱。（10）對不規(guī)則干擾波，經(jīng)水平疊加后，信噪比提高插倍，n是水平疊加次數(shù)。（11）偏移距R對疊加特性的影響：謎曾大，通放帶變窄，因此小偏移距有利于提高分辨率；（12）道間距對疊加頻率特性的影響：小道間距通頻帶變寬，提高分辨率需減小道間距；（13）短排列接收有利于提高分辨率；（14）覆蓋次數(shù)n的變化對頻率特性影響不大，但n大可提高信噪比，同時工作量增大；并可能增強多次反射波同相性。（15）影響疊加效果的因素：（1）界面傾斜；（2）動校正速度不準(zhǔn)；（3）地表高程及地表起伏的影響。地震波速度的測定（1）ps測井：ps測井是p波、s波速度測井的簡稱，分跨孔法和下孔法（檢層法），常用下孔法。目的是得到各地層的縱波和橫波速度，并由此計算地層的動彈性模量。廣泛用于地基勘查。（2）下孔法現(xiàn)場工作方法：包括1.打測孔；2.震源設(shè)置；3.波動信號測量下孔法資料整理解釋：將彈性波旅行時間換算成垂直時間，并作垂直時距曲線圖，由垂直時距曲線拐點確定界面，由各折射線段斜率倒數(shù)求各層速度。利用折射波測量求速度：主要根據(jù)相遇觀測系統(tǒng)中的直達波斜率求表層速度，由折射波時距曲線斜率倒數(shù)求界面速度。利用反射波測量求速度：X2—12法求速度：在X2—12坐標(biāo)系繪制反射波時距曲線，利用斜率倒數(shù)并開平方得倒界面上方速度；t-At法求速度：利用正常時差公式，換算反射界面上方覆蓋層速度。一般是利用大炮檢距的正常時差攵計算波速，并利用大量計算結(jié)果取平均值。第四章地震數(shù)據(jù)處理通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握地震數(shù)據(jù)處理流程，各處理環(huán)節(jié)所解決的問題及所起的作用，各處理方法的特點和銜接。對水平疊加時間剖面掌握其形成過程并對其進行地質(zhì)解釋。了解相關(guān)分析、速度分析、二維濾波、最小平方反濾波、有限差分波動方程偏移、校正和疊加基本概念和所起的作用。預(yù)處理數(shù)據(jù)解編將磁帶記錄上按時序排列的二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成按道序排列。編輯對不正常道、炮的記錄進行充零處理。抽道集將共反射點(共深度點)的記錄道排成一組，并按共深度點次序排在一起。真振幅恢復(fù)處理：將被地震儀放大的振幅轉(zhuǎn)換成只與地質(zhì)因素有關(guān)的放大前的振幅。參數(shù)提取與分析1頻譜分析對子波進行付氏變換求頻譜(振幅譜、相位譜)的過程叫頻譜分析。求振幅譜的目的是了解有效波和干擾波所處的頻段，求地震記錄有效波的主頻，掌握各種波的頻譜特征。2相關(guān)分析相關(guān)系數(shù)與相關(guān)函數(shù)：用相關(guān)系數(shù)表示兩地震記錄道的相似程度，對每一個時移都可計算相關(guān)系數(shù)，對一系列變化的時移求相關(guān)系數(shù)就構(gòu)成相關(guān)函數(shù)。自相關(guān)、互相關(guān)與多道相關(guān)：對一道記錄自身作相關(guān)運算叫自相關(guān)。自相關(guān)在時移為零時有極大值；對兩道記錄作相關(guān)運算叫互相關(guān)。為對共反射點道集進行剩余時差校正，需計算多道相關(guān)系數(shù)，對m道記錄所有可能形式的互相關(guān)系數(shù)之和，稱多道相關(guān)系數(shù)。相關(guān)分析的應(yīng)用：用互相關(guān)求取道間時差；用互相關(guān)求取地震子波；進行相關(guān)濾波。3速度分析速度譜分析的原理和整理方法：用一系列速度代入疊加振幅公式，計算疊加振幅，以速度為橫坐標(biāo)，疊加振幅為縱坐標(biāo)描繪的曲線叫速度譜線，譜線上疊加振幅極大值對應(yīng)的速度即疊加速度。速度掃描：用一系列速度對單張記錄作速度掃描動校正，尋找各試驗速度校正記錄上的平直同相軸，便得到不同時間處的反射波速度。各種速度之間的關(guān)系：地震波沿射線傳播的速度叫射線速度，射線參數(shù)為零時的射線速度叫平均速度，炮檢距為無限大時的射線速度為水平層狀介質(zhì)中的最高速度層的速度，射線速度大于平均速度，均方根速度大于平均速度；對于單層介質(zhì)，疊加速度是介質(zhì)的真速度等。數(shù)字濾波處理1數(shù)字濾波：數(shù)字濾波是根據(jù)有效波和干擾波頻譜差異來壓制干擾的方法，分一維濾波和二維濾波。線性時不變?yōu)V波器的濾波機理：線性時不變?yōu)V波器的性質(zhì)，在時間域?qū)σ坏卣鹩涗涍M行濾波，就是讓濾波器的脈沖響應(yīng)與該地震記錄道進行離散卷積運算，在頻率域是相乘運算，也可在Z域進行濾波。濾波器的特性和分類：1.無畸變?yōu)V波器；2.純相位濾波器；3.純振幅濾波器。2—維頻率濾波各種濾波器的特性，分析實用濾波器的偽門現(xiàn)象，是由于對脈沖響應(yīng)函數(shù)離散采樣形成的；實用濾波器的吉普斯現(xiàn)象是對脈沖函數(shù)截斷形成的；為避免吉普斯現(xiàn)象可采用鑲邊濾波器。3二維濾波單獨的頻率濾波改變波剖面形狀，單獨的波數(shù)濾波會改變振動圖的形狀，都存在不足，故提出二維視速度濾波。二維濾波原理：在二維付里葉變換基礎(chǔ)上導(dǎo)出的二維濾波，每次取N個道，依次對每一道進行一維濾波處理，再對濾波后的N個道求和代替對空間坐標(biāo)的積分，得到這N個道的中間處二維濾波后的輸出。反濾波處理1一般反濾波：仍是一個濾波過程。只是與某一個濾波過程作用相反。(2)地震勘探反濾波：即研究一個濾波因子，與地震記錄進行卷積，以抵消大地濾波的作用。2最小平方反濾波最小平方濾波的基本原理：在于設(shè)計一濾波算子，用它把已知的輸入信號轉(zhuǎn)換為與給定的期望輸出信號在最小平方誤差意義下是最佳接近的輸出。最小平方反濾波是設(shè)計一反濾波因子，用它對大地濾波后的記錄進行卷積運算，將其壓縮成期望的尖脈沖，借以提高垂向分辨率。提高垂直分辨率與提高信噪比的關(guān)系：提高分辨率的同時會降低信噪比。3預(yù)測反濾波預(yù)測濾波原理：預(yù)測濾波就是設(shè)計一濾波因子，根據(jù)物理量的過去值和現(xiàn)在值進行濾波處理，獲得未來某時刻的預(yù)測值。預(yù)測反濾波：預(yù)測反濾波又叫預(yù)測誤差濾波，將實測值與可預(yù)測值相減，得到不可預(yù)測部分，即地質(zhì)因素引起的波。預(yù)測反濾波因子的求?。合韧ㄟ^解矩陣方程得到濾波因子，再用Z變換方法，得到反濾波因子。用預(yù)測反濾波消除海上鳴震干擾：由于海上鳴震是可預(yù)測的，可以由本方法濾掉。校正和疊加處理1野外一次靜校正野外靜校正所包含的內(nèi)容和意義：由炮點和檢波點的地形起伏和高程變化及低速帶變化所引起；進行野外靜校正須選準(zhǔn)基準(zhǔn)面；對同一地震記錄道有相同的靜校正值，這就是所謂“靜”的含義；也稱為地表一致性條件；靜校正量有正有負(fù)；實現(xiàn)野外靜校正要整道搬家。2、動校正動校正是針對共反射點道集的，校正由炮檢距變化所引起的正常時差；對于同一地震記錄道，深淺層反射波動校正量不同，這就是動校正中“動”的含義；動校正的目的是將雙曲線型的同相軸校正為共中心點處的回聲時間，以實現(xiàn)同相位疊加；動校正實現(xiàn)要分段搬家；動校正會引起波形拉伸畸變，淺層比深層畸變嚴(yán)重。3剩余靜校正由于各種原因，經(jīng)野外一次靜校正后仍殘存著剩余時差，提取表層影響的剩余靜校正量并加以消除的過程稱剩余靜校正；掌握靜校正的處理過程，首先計算模型道，采用互相關(guān)求取道間時差，根據(jù)時差進行校正。5.4水平疊加水平疊加是將經(jīng)動、靜校正處理后的各道上序號相同的采樣值取算術(shù)平均值，組成疊加輸出道，疊加輸出道在測線上規(guī)則排列，形成供解釋用的水平疊加時間剖面。偏移歸位處理偏移歸位處理是將地震數(shù)據(jù)元素歸位到產(chǎn)生這些波形的反射層或繞射點相應(yīng)位置。主要對傾斜界面、凹陷產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)波、背斜產(chǎn)生的發(fā)散波及斷層棱角點產(chǎn)生的饒射波等，形成直接供解釋用的地震時間剖面。1有限差分波動方程偏移的基本概念本方法是基于波動方程理論，將地面波場作為邊界條件，對波場進行延拓，并利用成象原理，將t=0時刻的波場(波前形狀)形狀表示成產(chǎn)生這個波前面的反射界面的形狀。2偏移方法求解標(biāo)量形式的波動方程，應(yīng)用坐標(biāo)變換，將方程變換成上行波的波動方程，代入定解條件，如1.記錄最大時間以外的波場為零，2.測線兩端外側(cè)的波場為零，3.水平疊加時間剖面為給定的邊界條件，據(jù)此，可以得到地下不同深度處的波場值，取舊坐標(biāo)系的零時刻的波場就是偏移后的輸出剖面。3影響偏移效果的主要因素有限差分波動方程偏移中，影響偏移效果的主要因素是偏移速度和延拓步長。同時資料的信噪比、波動方程精度、偏移計算方法等都影響偏移效果。第五章地震資料的解釋與應(yīng)用通過本章的學(xué)習(xí)，掌握各種構(gòu)造波場的基本特征，應(yīng)用動彈性模量解決工程與環(huán)境地質(zhì)問題，對彎曲界面應(yīng)用差數(shù)時距曲線法進行解釋，對地震時間剖面進行地質(zhì)解釋。地震剖面反射特征的識別和構(gòu)造解釋，時間剖面的地質(zhì)解釋，在各種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害體上的波場特征識別。地震剖面反射特征的識別和構(gòu)造解釋1時間剖面反射波的對比標(biāo)志同相性：屬于同一界面的反射波在時間剖面上形成平滑的同相軸；波形相似性：同一界面的反射波在相鄰接收道上振動圖形相同；振幅突出：有效波振幅大于干擾波振幅。2各種構(gòu)造波場特征分析背斜型界面的發(fā)散波；向斜型構(gòu)造的回轉(zhuǎn)波；繞射波；斷面波。3時間剖面的地質(zhì)解釋斷層和空洞在時間剖面上的同相軸變化特征時深轉(zhuǎn)換方法。動彈性模量及在巖土工程勘察中的應(yīng)用1動彈性模量的求取應(yīng)用縱、橫波速度求動彈性模量、剪切模量、泊松比。2波速和彈性模量在巖土工程勘察中的應(yīng)用劃分場地土類別和巖土性質(zhì)；地基振動特性研究；評價地基液化勢；地震小區(qū)域的劃分。地震折射資料的解釋1折射波的識別與對比利用與反射波相同的三個識別標(biāo)志，1.同相性；2.波形相似；3.振幅突出。2繪制時距曲線將折射波繪在以橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示波至?xí)r間的坐標(biāo)系內(nèi)，繪制時距曲線可以是人工也可用計算機繪圖。3折射界面的繪制t「差數(shù)時距曲線法的原理；繪制to(x)曲線；繪制差數(shù)時距曲線，并由其斜率求速度v；2折射界面的繪制。地震勘探的應(yīng)用1折射與反射資料應(yīng)用概論了解折射法的應(yīng)用范圍，主要確定基巖埋深等，反射法主要用于溶洞等小型局