地震勘探原理及方法-习题

1、 地震勘探原理及方法地震勘探原理及方法The Principle and Method of Seismic Exploration地震勘探基本原理及方法地震勘探基本原理及方法1 1 地震勘探基本原理地震勘探基本原理2 2 地震勘探工作方法与技术地震勘探工作方法与技术一、一、地震勘探基本原理地震勘探基本原理 1. 1. 地震地质模型基本分类地震地质模型基本分类 2. 2. 均匀、理想弹性介质中的三维波动方程均匀、理想弹性介质中的三维波动方程 3. 3. 无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征无限大均匀各向同性介质中的弹性波场及特征 4. 4. 地震波的反射、透射和折射地震波的反射、透射和折射

2、 5. 5. 多层黏弹性介质中的弹性波场及特征多层黏弹性介质中的弹性波场及特征 6. 6. 几何地震学原理几何地震学原理 7. 7. 地震波速度及地震地质条件地震波速度及地震地质条件 1.1 地震地质模型基本分类地震地质模型基本分类2. . 固体成为弹性介质的条件固体成为弹性介质的条件1. . 地震地质模型地震地质模型3. . 人工激发震源与岩层的弹性人工激发震源与岩层的弹性4. . 常用的弹性介质模型常用的弹性介质模型思考题思考题 1 1、某介质受外力后发生形变，而外力消失后不能完全恢、某介质受外力后发生形变，而外力消失后不能完全恢 复原状，这种介质为（复原状，这种介质为（ ） （A A）塑

3、性介质）塑性介质 （B B）理想弹性介质）理想弹性介质 （C C）粘弹性介质）粘弹性介质 （D D）均匀介质）均匀介质 2 2、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） （A A）波在完全弹性介质中传播有能量损耗；）波在完全弹性介质中传播有能量损耗； （B B）波在粘弹性介质中传播有能量损耗；）波在粘弹性介质中传播有能量损耗； （C C）层状介质即均匀介质；）层状介质即均匀介质； （D D）均匀介质即各向同性介质）均匀介质即各向同性介质1.2 均匀、理想弹性介质中的波动方程均匀、理想弹性介质中的波动方程 1.2.1 弹性波传播的方程弹性波传播的方程 1.2.2 纵波、横波的波动方程纵波、横波

4、的波动方程 思考题：思考题：1 1、在只有胀缩力的作用下，将产生（、在只有胀缩力的作用下，将产生（ ）扰动）扰动 A A）与体变系数有关的扰动）与体变系数有关的扰动 B B）与旋转形变有关的扰动）与旋转形变有关的扰动 C C）不产生扰动）不产生扰动 D D）有时产生与体变系数有关的扰动，有时产生与旋转形变）有时产生与体变系数有关的扰动，有时产生与旋转形变 有关的扰动有关的扰动2 2、公式、公式 中，中， 表示（表示（ ） A A）胀缩力）胀缩力 B B）剪切力）剪切力 C C）外力）外力 D D）内力）内力222()uugradFt 1.3 无限大均匀各向同性介质中的无限大均匀各向同性介质中的

5、 弹性波场及特征弹性波场及特征 1.3.1 无限大均匀各向同性介质中的平面波无限大均匀各向同性介质中的平面波1.3.2 无限大均匀各向同性介质中的球面波无限大均匀各向同性介质中的球面波1.3.3 地震波的动力学特征地震波的动力学特征1.3.4 地震波的运动学特征地震波的运动学特征 小小 结结1、 动力学特征（动力学参数）动力学特征（动力学参数）2、 运动学特征（运动学参数）运动学特征（运动学参数） 3、 动力学特征的体现：远近震源处的位移波形变化动力学特征的体现：远近震源处的位移波形变化 球面扩散、振动图和波剖面球面扩散、振动图和波剖面 谱分析谱分析 4、 运动学的原理和定理：运动学的原理和定

6、理：Huygens、Fermat、Snell5、 时间场和射线的关系时间场和射线的关系6、 基本概念：射线、视速度、频波关系、波数、波长基本概念：射线、视速度、频波关系、波数、波长动力学信息动力学信息（反映反映动力学特征动力学特征的信息的信息） 振幅振幅、频率频率、波形波形、吸收衰减吸收衰减、 极化特点、连续性极化特点、连续性 等特征。等特征。运动学信息运动学信息（反映反映运动学特征运动学特征的信息的信息） 传播时间传播时间( (旅行时间旅行时间) ) 、 传播时间传播时间- -空间距离的关系、空间距离的关系、 波的传播路径、波的传播路径、 地震速度等特征。地震速度等特征。复习题复习题:1、波

7、的强度与振幅的关系为（、波的强度与振幅的关系为（ ）（A）波的强度与振幅的平方成正比）波的强度与振幅的平方成正比 （B）波的强度与振幅成正比）波的强度与振幅成正比（C）波的强度与振幅的平方成反比）波的强度与振幅的平方成反比 （D）波的强度与振幅成正比）波的强度与振幅成正比2、惠更斯原理认为，射线是、惠更斯原理认为，射线是 于波前传播的。于波前传播的。在空间中，任意时刻波前面上的每一点都可以看成是在空间中，任意时刻波前面上的每一点都可以看成是一个一个 ，并由它产生元波前，各个元波前的，并由它产生元波前，各个元波前的包络就是包络就是 的位置。的位置。3、计算下列情况下的视速度、计算下列情况下的视速

8、度V*。（真速度。（真速度V=2000m/s）地表30射线波前波前4、球面纵波的位移方程为、球面纵波的位移方程为rrvrtrvvrtrvuppppp1141122 为震源函数，为震源函数， 为纵波速度，为纵波速度， 为波传播的距离。为波传播的距离。1）试解释上式的物理含义。）试解释上式的物理含义。2）试写出近震源、远震源球面纵波的表达式）试写出近震源、远震源球面纵波的表达式。pvr5、在远离震源情况下，球面纵波有如下特点（、在远离震源情况下，球面纵波有如下特点（ ） A）纵波位移与震源函数成正比，与传播距离成反比）纵波位移与震源函数成正比，与传播距离成反比 B）纵波位移与震源函数的一阶导数成正

9、比，与传播）纵波位移与震源函数的一阶导数成正比，与传播 距离的平方成反比距离的平方成反比 C）纵波位移与震源函数成正比，与传播距离的平方）纵波位移与震源函数成正比，与传播距离的平方 成反比成反比 D）纵波位移与震源函数的一阶导数成正比，与传播）纵波位移与震源函数的一阶导数成正比，与传播 距离成反比距离成反比 1 1.4 .4 地震波的反射、透射和折射地震波的反射、透射和折射 1. 1. 平面平面波的反射和透射波的反射和透射 2 2. . 弹性分界面上弹性分界面上的波型转换和能量分配的波型转换和能量分配 3 3. . 球面球面波的反射、透射和折射波的反射、透射和折射 4 4. . 地震面波地震面

10、波 小小 结结1、斯奈尔定理（包括反射定理、透射定理）、斯奈尔定理（包括反射定理、透射定理）2、波的转换（同类波、转换波）、波的转换（同类波、转换波）3、能量分配、能量分配 Zoeppritz方程方程 （法线入射、入射自由表面、反射产生条件）（法线入射、入射自由表面、反射产生条件）4、倾斜入射及折射波的产生、倾斜入射及折射波的产生 （产生条件、原因）（产生条件、原因）5、折射波的特点、折射波的特点 （波前为圆锥台、射线为直线、能量扩散比（波前为圆锥台、射线为直线、能量扩散比 反射波慢、折射盲区、屏蔽现象）反射波慢、折射盲区、屏蔽现象） 6、AVA曲线曲线 （临界入射前、临界入射、过临界入射）（

11、临界入射前、临界入射、过临界入射） 7、面波的特点、面波的特点 （传播速度、质点位移、频散现象）（传播速度、质点位移、频散现象）1、若、若vp、vs 、vR 分别表示某表层的纵波、横波、分别表示某表层的纵波、横波、 面波速度，它们之间满足（面波速度，它们之间满足（ ） （A） （B） （C） （D）2、在炮点附近，观测不到（、在炮点附近，观测不到（ ） （A）直达波）直达波 （B）折射波）折射波 （C）反射波）反射波 （D）随机干扰）随机干扰复习题复习题:RspvvvRspvvvRspvvvRspvvv3、 下列哪些特点不属于面波的特点（下列哪些特点不属于面波的特点（ ） （A）只在自由表面附

12、近传播）只在自由表面附近传播 （B）频率低）频率低 （C）速度高）速度高 （D）经常会出现频散现象）经常会出现频散现象4、 当界面为水平界面，介质为各向同性介质时，当界面为水平界面，介质为各向同性介质时， 下列哪种波入射，在界面上不产生转换波（下列哪种波入射，在界面上不产生转换波（ ） （A）纵波）纵波 （B）SV 波波 （C）SH 波波 （D）任何波入射都会在界面上产生转换波）任何波入射都会在界面上产生转换波 1.5 多层黏弹性介质中的弹性波场及特征多层黏弹性介质中的弹性波场及特征 1. 1. 黏弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用黏弹性介质中弹性波的传播和大地滤波作用 2 2. . 多层介

13、质中弹性多层介质中弹性波的传播特性波的传播特性 3 3. . 地震地震波的簿层效应波的簿层效应 4 4. . 地震绕射波地震绕射波 5 5. . 地震地震波的波导效应波的波导效应 6 6. . 反射波地震记录道形成的物理机制反射波地震记录道形成的物理机制 黏弹性介质中黏弹性介质中弹性波弹性波的传播的传播 基本概念基本概念地层对弹性波的地层对弹性波的吸收作用吸收作用Voigt 黏黏弹性理论弹性理论吸收系数及特性吸收系数及特性大地滤波作用大地滤波作用地震子波地震子波品质因素品质因素地震薄层地震薄层薄层的干涉作用薄层的干涉作用薄层的调谐作用薄层的调谐作用黏滞性介质黏滞性介质地震纵向分辨率地震纵向分辨

14、率地震绕射地震绕射波波地震横向分辨率地震横向分辨率菲涅尔带半径菲涅尔带半径波导效应波导效应地震道褶积模型地震道褶积模型思考题思考题2、当地震波通过地层时，何种频率的波容易被吸、当地震波通过地层时，何种频率的波容易被吸 收？（收？（ ） （A）低频成分）低频成分 （B）高频成分）高频成分 （C）3050Hz （D）与波的振幅有关）与波的振幅有关1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） （A）波在理想弹性介质中传播有能量损耗；）波在理想弹性介质中传播有能量损耗； （B）波在粘弹性介质中传播有能量损耗；）波在粘弹性介质中传播有能量损耗； （C）层状介质即均匀介质）层状介质即均匀介质 （D）均匀

15、介质即各向同性介质）均匀介质即各向同性介质 复习题复习题:3 3、关于横向分辨率，下列说法错误的是（、关于横向分辨率，下列说法错误的是（ ） （A）地震波的主频越高，横向分辨率越高。）地震波的主频越高，横向分辨率越高。 （B）地震波的振幅越大，横向分辨率越高。）地震波的振幅越大，横向分辨率越高。 （C）一般来说，深层地震记录的横向分辨率较低。）一般来说，深层地震记录的横向分辨率较低。 （D）地震波的传播速度越大，分辨率越低）地震波的传播速度越大，分辨率越低4、下列说法正确的是：、下列说法正确的是： ( (多选多选) )（A）在粘弹性介质中，地震波的高频简谐波分量衰减比）在粘弹性介质中，地震波的

16、高频简谐波分量衰减比 低频简谐波分量衰减快低频简谐波分量衰减快（B）在粘弹性介质中，地震波的高频简谐波分量衰减比）在粘弹性介质中，地震波的高频简谐波分量衰减比 低频简谐波分量衰减慢低频简谐波分量衰减慢（C）大地相当于一个低通滤波器）大地相当于一个低通滤波器（D）大地相当于一个高通滤波器）大地相当于一个高通滤波器（E）大地滤波作用降低了地震勘探的分辨率）大地滤波作用降低了地震勘探的分辨率判断：判断：1 1、所谓的频散现象是指波在介质中的传播速度是、所谓的频散现象是指波在介质中的传播速度是 振幅的函数（振幅的函数（ ）2 2、在地震勘探中，薄层的概念是相对的（、在地震勘探中，薄层的概念是相对的（

17、）3 3、韵律性薄层相当于一个带通滤波器（、韵律性薄层相当于一个带通滤波器（ ）4 4、地震反射波波形延续长度越小，地震纵向分辨率、地震反射波波形延续长度越小，地震纵向分辨率 越低（越低（ ）填空填空: :若地震子波为若地震子波为 ，地下地层的反射系数为，地下地层的反射系数为 ，在不考虑子波是时变和空变的情况下，则一个地震在不考虑子波是时变和空变的情况下，则一个地震记录记录 可表示为可表示为 。 ( )b t( )x t( ) t 如图所示（地震波垂直入射，为清楚显示射线如图所示（地震波垂直入射，为清楚显示射线路径，故将射线路径画为倾斜），波在第二、三层路径，故将射线路径画为倾斜），波在第二、

18、三层分界面（图中分界面（图中AB界面）上发生反射，若入射波振幅界面）上发生反射，若入射波振幅为为a，各层的速度、密度如图所示。请计算，各层的速度、密度如图所示。请计算R点接收点接收的地震波振幅。（不考虑球面扩散及吸收、衰减）的地震波振幅。（不考虑球面扩散及吸收、衰减） 1 v12 v23 3 v v3 3 RAB 1.6.1 地震反射波运动学地震反射波运动学1.6 几何地震学原理几何地震学原理 1.6.2 地震折射波的时距曲线地震折射波的时距曲线 1.6.3 地震绕射波的时距曲线地震绕射波的时距曲线 1.6.4 多次反射波的时距曲线多次反射波的时距曲线 1.6.5 垂直时距曲线方程垂直时距曲线

19、方程 1.6.6 域各种波的运动学特点域各种波的运动学特点 1.6.7 地震横波运动学特征地震横波运动学特征p小小 结结1、几何地震学的相关概念、几何地震学的相关概念 几种深度、倾角的概念，几种深度的关系，几种深度、倾角的概念，几种深度的关系， 视倾角与真倾角的关系。视倾角与真倾角的关系。2、反射波时距曲面方程、反射波时距曲面方程 时距曲面的形状时距曲面的形状3、单个水平界面、单个倾斜界面、多层界面的、单个水平界面、单个倾斜界面、多层界面的 时距曲线时距曲线 单个水平界面时距曲线的特点（极小点，单个水平界面时距曲线的特点（极小点， 渐进线方程，正常时差的概念）渐进线方程，正常时差的概念） 单个

20、倾斜界面时距曲线的特点（极小点与界面单个倾斜界面时距曲线的特点（极小点与界面 倾向的关系，倾角时差）倾向的关系，倾角时差） 界面曲率对时距曲线的影响；界面曲率对时距曲线的影响； 多层介质反射波时距曲线的速度问题多层介质反射波时距曲线的速度问题 连续介质中波的时间场和反射波时距曲线连续介质中波的时间场和反射波时距曲线4、地震折射波时距曲线、地震折射波时距曲线 一个水平、倾斜界面折射波时距曲线（时距曲一个水平、倾斜界面折射波时距曲线（时距曲 线的特点、盲区、相遇时距观测系统）线的特点、盲区、相遇时距观测系统） 多个水平层折射波时距曲线多个水平层折射波时距曲线 弯曲界面的折射波、穿透现象弯曲界面的折

21、射波、穿透现象5、绕射波的时距曲线（时距曲线的特点、与反射、绕射波的时距曲线（时距曲线的特点、与反射 波时距曲线的区别与联系）波时距曲线的区别与联系）6、多次波时距曲线的特点。、多次波时距曲线的特点。7、垂直时距曲线方程、垂直时距曲线方程 （了解）（了解）8、-p域各种波的特点（了解）域各种波的特点（了解）9、反射横波运动学特征（了解）、反射横波运动学特征（了解）思考题：思考题：1、下列哪种情况下波的时距曲线不是双曲线？下列哪种情况下波的时距曲线不是双曲线？（A）单层水平界面的反射波时距曲线）单层水平界面的反射波时距曲线 （B）单层倾斜界面的反射波时距曲线）单层倾斜界面的反射波时距曲线（C）断

22、点绕射波的时距曲线）断点绕射波的时距曲线 （D）单个水平界面的折射波时距曲线）单个水平界面的折射波时距曲线2、深层凹界面反射波时距曲线一般为（深层凹界面反射波时距曲线一般为（ ）（A）平缓型）平缓型 （B）聚焦型）聚焦型 （C）回转型）回转型 （D）直线型直线型3、对单倾斜界面反射波而言，其时距曲线的极小对单倾斜界面反射波而言，其时距曲线的极小点位于（点位于（ ）（A）界面的上倾方向）界面的上倾方向 （B）界面的下倾方向）界面的下倾方向（C）激发点的正下方）激发点的正下方 （D）不能确定）不能确定 O1D1DX第1题图 若若O1为炮点，为炮点，D为断层断点，为断层断点，D1为在测线上为在测线上的投影，试示意性地绘出反射波、绕射波的的投影，试示意性地绘出反射波、绕射波的时距曲线时距曲线O1D1x1、直达波的时距曲线为直线（、直达波的时距曲线为直线（ ）2、对于倾斜界面而言，若该界面能产生折射波，、对于倾斜界面而言，若该界面能产生折射波，则在地面任何位置都可能接收到折射波（则在地面任何位置都可能接收到折射波（ ）3、与反射波正常时差相比，绕射波正常时差较小、与反射波正常时差相比，绕射波正常时差较小（ ）在在-p域中，反射波的曲线为域中，