桂林理工大学地震勘探考试要点

1、地震勘探一、名词解释1. 反射系数：（Rpp=A反/A入）反射波的振幅与入射波的振幅之比，叫反射界面的反射系数。2. 透射系数：（Tpp=A透/A入）透射波的振幅与入射波的振幅之比，叫反射界面的透射系数。3. 转换波：当纵波入射到界面时，界面上的质点震动可以分为与界面垂直和平行的两个分量。可以4. 产生四种子波：反射纵波，反射横波，透射纵波，透射横波，其中反射横波和透射横波称为转换波。5. 绕射波：地震波在传播过程中，如遇到弹性不连续的间断点（尖灭点，不整合接触点，断层棱角6. 点等），只要这些地质体大小同地震波波长大致相当，这些间断点就会成为新震源，再次发出球面波，向四周传播，这就叫绕射波。

2、7. SH波：横波的水平面内分量称SH波。8. SV波：横波的垂直面内分量称SV波。9. 吸收系数：弹性粘滞性介质的吸收作用使地震波的振幅随传播距离成指数减小，而减小的快慢又与岩石的物理性质和波的振动频率有关，用吸收系数表示。10. 几何扩散：又叫波前扩散，表示地震波在向周围传播的过程中，波前越来越大，振幅越来越小。11. 吸收衰减：在波动过程中，介质的不同部分之间会出现粘滞力，从而导致一部分机械能转化为热能。弹性能转化为热能的过程叫吸收。12. 透射损失：是指地震波在地层中传播，透过界面所发生的能量损失。13. 地震子波：由震源激发，经地下传播并被人们在近震源地面或井中接收到的地震波，通常是

3、一个短脉冲震动，应用信号分析领域中的广义术语，称该震动为地震子波。14. 相速度：单频波的传播速度。15. 群速度：单频波叠加形成最大振幅的传播速度。16. 正常时差：在界面水平的情况下，各观测点相对于爆炸点纯粹是由于炮检距不同而引起的反射波旅行时差。17. 倾角时差：当界面倾斜时，震源两边炮检距相同两个检波点的时间差。18. 动校正：在界面水平的情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差t，得到x/2处的时间t0时间。这一过程称为正常时差校正或动校正。19. 静校正：消除由地形起伏不平或低速带厚度不均匀对各叠加道记录带来的反射波传播时间差称为静校正。20. 振动图：从某一确定的距离观察该处

4、质点位移随时间变化的图形。21. 波剖面：在某一确定的时刻观察质点位移与波传播距离的关系的图形。22. 斯奈尔定律：23. 同相轴：在时间剖面上反映同一个反射波所对应的相同相位构成的连接线。24. 频谱分析：时间域地震记录经傅立叶变换后转化为频率域地震信号，表示随频率变化的振幅或相位的函数，这个过程称为频谱分析。25. 最佳窗口：为了减少面波、直达波和折射波的干扰，可以把接收地段选择在既不受面波影响也不受折射波影响的地段，这种最佳接收地段称为最佳窗口。26. 惠更斯原理：在弹性介质中，已知T时刻的同一波前面上的各个点，可以把这些点看做从该时刻产生子波的新的点震源，经过任何一个T时刻后，这些子波

5、的包络面就是波T+T时刻到达的新的波前面。27. 吉普斯现象：数字频率滤波的有限性造成的频率特性曲线的倾斜波动。28. 主频和频宽：主频：振幅曲线极大值对应的频率。频宽：脉冲信号的大部分能量集中在主频附近的频率范围，这个范围的宽窄叫做频带宽度。29. 干扰剖面：是一种小道间距，小偏移距，多个排列组成的剖面。30. 速度谱：我们把地震波的能量（或平均振幅、道间相关系数、相似系数）相对于波的传播速 度的变化规律（曲线）称为速度谱。31. 半波损失：指地震P波由致密介质向稀疏介质传播时在界面上所产生的压缩波前经反射后变为稀疏波前的现象。32. 互换点：在甲点激发地震波，在乙点接收；或者在乙点激发，甲

6、点接收。这两种情况下，同一界面上的反射波或折射波所走路程相同，传播时间相等，所以甲、乙两点称为互换点。33. 反射波观测系统：简单连续观测系统、间隔连续观测系统、延长时距曲线观测系统。34. 地震映像法：是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的一种常用浅地层勘探方法。二、论述题1. 用自己理解的语言描述惠更斯菲涅耳原理和费马原理答：a.惠更斯原理：在弹性介质中，t时刻的同一波前面上的各点，可以把这些点看作从该时刻产生子波的新的点振源，经过t时刻后，这些子波的包络面就是t+t时刻新的波前面。据惠更斯原理可以从已知波前面的位置求出以后各时刻波前面的位置。但是，惠更斯原理只给出了波传播的空间几何位

7、置，而没有描述波到达该位置时的物理状态。菲涅尔补充：由波前面上各点所产生的子波，在观测点上相互干涉叠加，其叠加结果就是我们在该点观测到的总振动。b.费马原理弹性波的传播，除了可用波前来描述外，还可用射线来描述：费马原理（射线原理）：波沿射线传播的时间和沿其它任何路径传播的时间相比为最小。即波沿旅行时最小的路径传播。这一最小路径称作射线。2. （作业）从反射波和折射波的形成机制分析反射波和折射波的形成条件。分析：反射波和折射波形成的共同条件是地层存在波阻抗差异，即存在地层界面。满足这一条件后有两种情况：地震波从高速介质入射到低速介质的情况：此时V1V2，在不垂直入射的情况下总有=，此时反射波存在

8、，但不存在折射波，即使垂直入射时也只存在反射波不存在折射波。地震波从低速介质入射到高速介质的情况：此时V1V2存在反射波。当逐渐增大时，会达到临界角ip=arcsin（V1/V2），此时=90，从此透射波变为滑行波沿界面传播，所到之处会在介质W1中产生新的折射波。3. （作业）一以30度为出射角的反射波的视周期40MS，视波长为250m，计算视频率和介质中的波速，当视周期不变，出射角变为20度时，视频率，视波数，视波长以及视速度有无变化，若变化，应为多少？ 答：4. （作业）满足临界条件时，产生滑行波和沿界面传播的勒夫波有何区别？ 答：勒夫波是SH型横波，在近地表覆盖层中出现，属于面波。滑行波

9、是纵波，在地层分界面上出现，属于体波。5. （作业）叙述视速度定理（包含图）？视速度：就是沿测线方向观测到的传播速度。视速度定理：V=V*cose= V*sin，V*表示视速度，V表示真速度，e为地震波射线与其自身的地表投影的夹角，为地震波射线与地面法线的夹角。（1）当90时，波沿测线方向入射到观测点，传播方向就是测线方向，V*=V。此时波的视速度等于真速度。（2）当=0时，即波垂直测线方向传播,有V*。此时波前同时到达地面各点,各点间没有时间差,好像波沿测线方向传播速度为无穷大一样。（3）当由0变到90时，V*则由无限大变至V。一般情况，视速度V*大于真速度V，即V*V。（4）若波速 V不变

10、，视速度V*的变化反映了地震波入射角的变化。6. （作业）简述大地对地震波的滤波作用？ 答：介质吸收系数的大小与频率有关，频率越高，吸收系数越大。因此，地震波随着传播距离的增大，高频成分很快被吸收，而只保留较低的频率成分。这样，地震波在实际介质中传播时，介质相当于一个低通滤波器，滤去了较高的频谱成分而保留了较低的频率成分。这种作用又称为大地的滤波作用。7. （作业）影响岩土层地震波速度的主要因素有？答：岩石矿物成分与结构、密度、孔隙度以及孔隙度中流体的物理性质和饱和度。8. 岩土层地震波速度随孔隙率的增大而减小，随密度增大而 增大 。9. 激发点 和 接收点之间的相互关系称为观测系统。10.

11、（作业）相遇时距曲线观测系统，此系统可以解决哪些地质问题？ 答：可以解决地下界面起伏较大或者不甚规则时测得结果只能获得激发点处界面深度而无法反映界面起伏情况的问题，从而减小观测误差。11. （作业）采用双重时距曲线观测系统采集数据，可以获得哪些信息？答：界面的起伏情况。可计算界面深度。可了解折射界面是否有穿透现象。可了解折射界面是否有横向速度变化。用来延长某些需要加长的时距曲线。12. （作业）在折射波法勘探中，在倾斜界面的上倾方向接收，当i时，折射波时距曲线会发生什么现象？为什么？分析：i时，时距曲线斜率为负，V*为负，较远路径的折射波先于近路径的折射波到达，这是因为界面速度高于覆盖层的速度

12、，远接收点处的折射波的传播时间小于近接收点。时距方程为：（i=） （i） 13. （作业）什么是地震勘探的横向和垂向分辨率？影响分辨率的因素有哪些？如何提高分辨率？ 答：画图！横向分辨率：是指地震记录沿水平方向能够分辨的最小地质体的宽度。垂向分辨率：是指地震记录沿垂直方向能够分辨的最薄地层的厚度，它与薄层顶、底面反射波的时差和振幅变化大小有关。影响分辨率的因素：勘探深度，频率。分辨率随深度增加而变差，随着频率的提高而得到改善。提高分辨率的方法：可以采用横波勘探来实现，因为横波传播速度比纵波低，同一薄层顶底面横波传播时差比纵波大，可以使 t ；缩短地震波延续时间，即所谓改造纵波的办法；提高地震波

13、的高频成分，加宽频带宽度。14. （作业）动校正的目的是什么？如何求出动校正量？影响动校正效果的主要因素有哪些？ 答：目的：消除炮检距变化在不同叠加道中所造成的反射波的旅行时差（正常时差），使叠加后该点的有效反射得到加强。方法：速度分析方法求动校正量。其中V用速度扫描的方法求出。影响因素：偏移距的选择，双程垂直时间的测量及波速的估计。15. （作业）水平叠加技术压制干扰波的原理是什么？ 答：将来自同一反射点的各反射信号，校正对齐后叠加，使来自该点的有效反射波得到加强，而使多次反射波和其它干扰波相对地减弱，从而提高时间剖面的信噪比。16. （作业）简介数字滤波方法压制干扰波的原理和方法？ 答：数

14、字滤波方法利用干扰波和有效波在频谱或视速度方面的差异来压制干扰。频率滤波只需对单道资料进行运算，称为一维频率滤波；视速度滤波用多道资料进行运算，称为二维视速度滤波。17. 最佳偏移距技术答：所谓最佳偏移距技术是在广角反射测量的最佳窗口内选择一个点接收反射波，在这一点上，目的层的反射波具有较好的信噪比和分辨率，并将这个偏移距定为最佳偏移距。18. （作业）什么是广角反射技术？简述广角反射技术的特点。 答：在临界角附近进行反射波测量的方法称为广角反射测量。特点：在波阻抗差异较小的弱反射界面上，也能得到较强的广角反射信号；在临界角附近，反射波在相位上也会有相应的变化。由于广角反射测量要求接收点和震源

15、点必须保持较大的距离，这样也就避开了震源点附近各种地滚波、面波等的干扰，突出了反射信号。19. （作业）简述用一维数字滤波法压制高频声波的方法步骤（加图）。 答：对地震记录进行频谱分析，确定有效波和干扰波的频率特征。设计理想的带通滤波器：根据有效波的频率分布范围f1-f2，设计带通滤波器，其频率函数为H(f),在有效波频率范围内，频率函数为1，在其它频率范围内，频率函数为0。进行滤波计算：对地震记录x(t)进行傅里叶变换，得到其频谱，将其与滤波器频率函数相乘，得到压制了干扰信号的输出信号。20. （作业）制作干扰波调查剖面，可以获得哪些信息。答：研究干扰波的目的在于对测区内的各种波进行抽样，了

16、解各种波动的特征，对干扰波采取相应的措施，从而获得良好的反射地震记录。21. （作业）浅层反射波勘探的主要干扰波有那些？各有那些特征？答：规则干扰波：声波、面波、工业电干扰、重复冲击、虚反射、交混回响、多次反射、侧面波、底波。不规则干扰波：微震、高频背景、低频背景声波特点：速度稳定，频率高，延续时间长，在地震记录上呈现强而尖锐的波至。面波特点：频率低，能量强，延续时间长，速度小于横波速度，在地震记录上呈扫帚状，且有频散现象。工业电干扰特点：50Hz正弦干扰波，振幅大小受输电电压、输电线粗细、检波器电缆与输电线的距离、检波器电缆的漏电情况制约。多次反射波特点：与正常反射波相似，只是传播时间低于相

17、同t0时间的正常反射波，时距曲线斜率大，对于简单的多次波，其旅行时间与对应的一次波近似为倍数关系。侧面波特点：水中侧反射视速度为海水的波速（1500m/s），陆地勘探时，在地形变化剧烈的黄土高原或陡地层也会产生侧反射。底波特点：频率(10-20Hz)低，视速度(1000m/s)小，横向衰减慢，延续时间长。虚反射特点：伴随在正常一次反射波之后，使正常反射波波形复杂化，相位数目增多，其波形、频率、视速度、振幅与正常反射波相似，难以分辨，利用垂直叠加或反褶积有可能压制它。重复冲击特点：波的视速度与一次波相同，使后来的正常反射受到干扰。微震特点：频带宽(1-150Hz),统计相关半径为6-9m，强度不

18、一，主要取决于激发接收瞬间的周围条件。22. （作业）影响反射波振幅的因素有那些？在低速层中哪一中因素哪种因素表现最明显？答：入射角大小；震源类型；波前扩散；吸收衰减；反射系数；反射界面形态；接收条件。在低速层中吸收系数表现最明显，低速层疏松，吸收作用相当强烈。23. （作业）如何选择最佳窗口？答：最佳窗口要结合理论计算和实地试验来选择确定。选择最佳窗口时，靠近震源一边受面波限制，远离震源一边受振幅和相位变化的控制，如果两层介质波速相差比较大，根据经验，离震源最远的检波器的距离不得大于界面深度的1.5倍。反之，如果速度相差得很小，这个距离可适当放宽。24. （作业）解释折射界面深度的t0、函数

19、法的应用条件是什么？如不满足这一应用条件会出现什么问题？答：前提条件是：折射面的曲率半径比其埋深要大得多；界面倾角小于15；地震波沿折射面滑行时没有穿透现象。如不满足这一应用条件：对于两翼坡度较大的凹界面或凸界面，解释结果将改变界面的中心地段的h值，前者偏小，后者偏大。这种误差必然使折射界面的起伏变得平缓。25. 用自己理解的方式解释组合检波的原理，并画出图形示意26. 用自己的理解来介绍水平叠加原理，画图辅助解释。27. 给出图，指出基阶和高阶面波，为什么？28. 面波法勘探的用途有哪些。答：1）工程地质勘察2）地基加固处理效果评价3）岩土的物理力学参数原位测试4）地下土洞探测5）饱和沙土层的液化判别6）滑坡调查29. 稳态面波法和瞬态面波法中，稳态和瞬态的区别。答：稳态面波勘探是在地面使用稳态震源以一固定频率激发垂向简谐振动，瑞利面波以单频谐波的方式传播，在地面用检波器接收面波，根据相位差或时间差法计算这一频率面波的速度VC。改变震源的频率，重复测量和计算，即可得到不同频率的面波速度，从而获得VC-f 曲线。瞬态面波法勘探利用瞬态冲击力作震源激发面波，地表在脉冲荷载作用下，产生波动。在离震源稍远处，用传感器记录面波的垂直分量。对记录的面波信号作频谱分析和处理，计算并绘制VR频散曲线，根据频散曲线特征分析解决地质问题。3