第三章地震资料的野外采集

第三章地震资料的野外采集

Chapter3AcquisitionSeismicDatainField第三章地震资料的野外采集

AcquisitionSeismicDatainField野外工作是地震勘探中重要的基础工作，它的基本任务是根据具体的地质任务进行野外施工，要齐全准确地采集地震数据，为下一阶段的数据处理，资料解释做准备。工作顺序(WorkOrder)：踏勘工区，布置测线；试验工作，为了选择最佳的激发，接收条件，多次波，面波调查；完成一定的工作量及地质任务；第一节地震测线的布置及试验性工作(自学)

Passage1ArrangeSeismicLineandExperiment一．地震测线布置ArrangeSeismicLine地震测线SeismicLine：是指沿地面或海面进行地震勘探野外工作的路线。沿测线观测到的数据经数据处理以后的成果，就是地震剖面(时间剖面或深度剖面)，他是地震资料解释的基本依据。测线的布置与地质测线布置的原则(Rule)类似。测线布置的原则1．主测线(In-Line)应尽量垂直构造走向，目的是能更好地反映构造形态，此时倾角为真倾角；2．测线应尽量为直线，此时，垂直切面为一平面，反映构造形态比较真实；3．

测线间隔随勘探程度的提高，由蔬到密，地震工作可分为：区域测量，面积测量，面积普查，面积详察，构造细测；(1)区域测量：面积很大，测量间距以不漏掉局部构造为原则，通常为十几—几十公里，并有一定的联络测线。(2)面积普查：任务是在含油气远景区，普查含油气构造，一般测线也较稀，为几公里；(3)面积详查：在已圈闭的含油气构造的基础上，加密测线，搞清构造圈闭的形态，产状。间距2-4公里；(4)细测阶段：任务是查明构造的细节和断层产状，提供钻探井位，这时间距密到1公里，4.如工区有钻井，测线要尽量通过钻孔，以便进行地震层位和地质层位的对比。2．试验工作(ExperimentWorks)是正式生产之前对前人已做过的资料进行研究和做一些试验性工作，目的是要了解该工区反射波，面波的速度，衰减情况，从而来确定炮点与接收点离多远；试验工作：1)选激发条件(SelectSourceCondition)2)选接收条件(SelectReceiveCondition)3)干扰波(面波)调查(NoiseInvestigation)第二节．地震波的激发

Passage2Seismicwaveource/Stimulate

激发(Stimulate)：是产生地震波的震源条件(SourceCondition)，在地震勘探中把震源条件叫做激发条件(Stimulatecondition)，它是指选择合适的震源类型(Source/FocusType)和激发方式(StimulateWays)，震源条件如何，将对地震记录的好坏起着重要的作用。一．震源类型Source/FocusType1．炸药震源(explosive/chargessource)(20年代就有)，主要用于华北，在井中放炸药，通过引爆，产生振动，产生地震波。2．非炸药震源(60年代产生)(1)可控震源(controlSource)

：是一种机械震源，他是靠装载在特种汽车上的振动器冲击地面而产生地震波的，由于振动的频谱和能量的大小都可以人工控制，故称可控震源。这种震源较先进，在我国主要用于西北，新疆，青海等地表砂土无水，用井中激发较困难的地区。(2)空气枪(Airgun)：他是将压缩空气在短暂瞬间释放于水中，而产生地震波。(3)电火花(ElectricalSpark)

：他是利用高压电极在水中的放电效应，使其周围的海水受压产生振动，产生地震波。二．纵波的激发

(Longitudinal/PrimarySourceCondition)HowProduceLongitudinal/Primary?1．纵波震源PSource：是胀缩震源(PressureForceSource)，在陆地广泛使用的胀缩震源是炸药震源(ChargesSource)，可控震源(ControlSource/Focus)；激发方式(Produce/StimulateWays)主要是在井中，坑中，水中，其中以井中激发用的最多。2．激发条件Produce/StimulateCondition多用井炮，井深？药量多少？为了得到较强的能量。(1)井深WellDepth：在潜水面下3-5米处激发，在低速带下面激发。(2)岩性RockCharacter/Property；最好是胶泥，含水粘土；(3)药量大小ChargesQuantity

，据勘探目的层深度所定。一般深度大，药量大，反之，药量小一点。但必须注意，增加药量与增加反射波能量并不是成正比的，即当药量增加大到一定值后，弹性波的能量不再随药量而增大，这时大部分能量用于破坏周围岩石了，所以，药量一定要适中，可采用组合爆炸方式，提高震源能量。振幅与药量的关系三．横波的激发

Transverse/SProduce

要激发横波就要使岩层受到一个剪切力(ShearForce)，目前，用的比较多的是SH波，这就要求有一种使介质受到垂直测线水平方向剪切力的震源

1．横波震源(S/Transversesource)

介质(medium)受剪切应力作用，使岩层产生形变，产生横波，震源类型主要有三种：1)炸药(Charger)；2)敲击(Tap)；3)可控震源(ControlSource))。

三．横波的激发

Transverse/SProduce1。水平可控震源

要激发横波就要使岩层受到一个剪切力(ShearForce)，目前，用的比较多的是SH波，这就要求有一种使介质受到垂直测线水平方向剪切力的震源可控震源(ControlSource)：。水平可控震源用于产生横波的可控震源，又称为水平可控震源，他是振动器为水平，且垂直于测线，为了使振动器与大地紧密耦合，他的底板要做成锥形2。

炸药震源(Charges/ExplosiveSource)

用炮井激发横波时，先打三排间距为1-2米平行测线的井，先在中排炮井中激发，使之造成空洞，同时记录下纵波，第二次在右排井中激发，由于在左侧破坏的岩层存在，突出了向下和向右的水平方向的力，产生纵波和SH波(向右的)；第三次在左排井中激发也产生纵波和向左的SH波，把第二次和第三次激发所得结果相减即：

S=SH++P-SH--P=SH+-SH-式中表示第二次，第三次激发时所得到的纵波形态基本一致，而SH波极性相反，所以，相减后消除了P波，得到了振幅强度为单波两倍的SH波。第三节．地震仪简介

Passage3SeismographSimplyIntroduce

为了记录由地下反射回来的地震波(SeismicWave)，需要使用一套专门的记录装置—地震仪(Seismology)。现在我们野外使用的都是数字地震仪(DigitSeismology)，因此，我们就对这种现在最常用的且性能较好的地震仪—数字地震仪的一些组成(Component)、功能(Function)及特点(Character)作一简单介绍(SimplyIntroduce)。一．数字地震仪的组成(ComponentofSeismograph)数字地震仪由两部分组成：1.记录系统(RecordSystem)2.回放系统(Play

BackSystem)，他们在逻辑控制系统的统一下进行工作。包括Include；1)检波器(Geophone)；2)前置放大器FrontAmplifier；3)多路转换(ManyTransformSwitch)开关；4)主放大器(MainAmplifier)；5)采样保持器(Sample)；6)模数转换器(A/D)(Analogue/DigitTransformer)；7)磁记录器(magnetismrecorder)组成。其功能(Function)：把地震波的信号反射波记在磁带上或写在磁带上1。记录系统(RecordSystem)：2。回放系统(PlayBacksystem)包括：1)回放输入解排器；2)数字自动增益控制(DigitAutomaticgainControl)；3)数模转换器(Digit/Analogue)(D/A)；4)反多路转换开关(AnltipathTransformSitch)；5)回放滤波器(Play

BackFilters)；6)显示器功能：把记录信号从磁带上读出来，即把记录变成监视记录(放录象一样)二．记录系统的功能简介

(RecordSystemFunctionIntroduce)1.地震检波器Geophone

1)作用Function：

把地表微弱的机械振动变成电信号，然后记录下来。因此，实质上它是一种机电转换装置(原理就是发电机原理)。因为，在陆地上由地下深部反射回来的地震波振幅很小，只有几微米，如何把这么弱的信号记录下来，人们就采用了这样一种方法：首先把这种很弱的机械振动转换为电振动信号，再利用电子装置放大它到几十万倍，然后再记录下来，由机械振动变成电信号的工作就由检波器来完成。2)检波器结构(structure)：检波器主要由外壳，圆柱形磁缸，环形弹簧片和线圈组成。磁缸被垂直的固定在外壳中央，它产生一个强磁场，线圈绕在圆形的线圈架上，它通过上下两个弹簧片与外壳作软连接，使它置于磁缸和外壳之间的环形磁通间隔中并能上下移动。3)检波器工作原理(Principle)：

(它是怎样把机械振动变成电信号？)它利用电磁感应的原理，当地震波来到地面引起地面振动时，检波器外壳连同磁缸随地面质点一起振动，这时线圈由于惯性却滞后于磁缸运动，从而形成线圈与磁缸的相对运动，线圈切割磁力线，便产生感应电流(大小，强弱是变化的)，这样就实现了把机械振动变成电信号.感应电流的大小，方向都是变化的并与地面振动的大小，方向，速度有关，只有与检波器线圈的轴向方向一致时的机械振动才能产生最大的输出电压，在地震勘探中，反射波是近垂直于出射于地表的，因此野外进行纵波勘探时，一般使用垂直检波器。并把检波器垂直安置在地面上，才可接受到强的反射纵波.4)检波器类型(据频率分):低频检波器(f=8HZ)(LowFrequencyGeophone)

中频检波器(MiddlefrequencyGeophone)

高频检波器(f>100Hz)(HighFrequencyGeophone)浅层工程多用高频检波器；石油地震勘探中多用中、低频检波器。

2．

前置放大器(前放)

(FrontAmplifier)

前置放大器:是指放置在仪器最前面的放大器，常简称前放。每一道检波器对应有一道前放，显然有多少个地震道就有多少个前置放大器。1)作用：(1)是对输入输出阻抗进行必要的匹配(Match)，以使检波器所接受到的地震信号不失真的送入仪器中。(2)放大(Amplify)：对微弱的信号进行低噪声的线性放大(放大几十万倍)；(3)滤波(Filtering)：可对信号进行滤波—各种干扰波，50HZ点干扰，面波等)3。多路转换开关

(Multipath/ManyTransformSwitch)

前置放大器输出的是模拟信号(analogueSignal)，对这种信号计算机是无法处理的。因为，数字计算机只能对数字进行处理运算，因此，就必须对这种信号进行某种改造，多路转换开关可完成这项工作。1)作用(Function)

(1)对模拟信号进行离散采用，变成数字信号(离散的十进制)；(2)把“多路并行”的地震信号变成“单路串行”的子样脉冲送到主放大器中。模拟信号(AnalogueSignal)：信号随时间是连续变化的，即一个信号可用随时间连续变化的曲线表示；数字信号(Digitsignal)：信号只能用一系列数字序列表示，每一个振幅代表一个子样；

采样(Sample)：按一定时间间隔对模拟信号离散取样，这个过程称采样或抽样；抽样间隔用Δt表示。对模拟信号抽样时，应满足采样定律，即Δt≤(Tmin/2)对模拟信号采样的过程多路并行：即多个地震道与检波器只有一个放大器，在仪器中只设计了一个主放大器，这个主放大器为大家公用。因为，在每一个前放中都有信号输入，所以，N个前置放大器中的信号都在向前传送，准备进入主放中，所以是多路并行，而整个仪器中只有一个主放大器，这就出现了多个地震道只有一个数字传输道路的矛盾。多路转换开关可以解决这个矛盾。多路转换开关相当于一个单刀多掷开关，按顺序，一个地震道因一次只输出一个子样，这时刀与第二个地震道接通，第二个地震道中第一个子样输出，依此类推，待所有的地震道都输出了一个子样后，刀再与第一个地震道接通，第一个地震道中第二个子样输出，。。。。。。。，从而把多路变成单路信号，“多路合一”4。主放大器(mainAmplifier)1)作用(function)：放大(Amplify)

(1)能不畸变(notDistortion)地放大能量悬殊很大的地震信号，即，有较大的动态范围(DynamicRangeWidth)，或线性放大(LinerAmplify)范围大，即，在此范围内信号放大后不畸变。因为，地震信号的大小在深浅层可悬殊一百万倍(浅层能量强，深层能量弱)。所以，必须有很大的动态范围才可记录下来。(2)对强弱不同的信号可自动调节放大倍数，从而回放时可恢复其真值，一般能量强的信号，放大倍数取小一些，能量弱的信号取大一些。5。模数转换器(A/Dtransformer)(TransformAnalogueintoDigitSignal)

作用：把离散的模拟信号(十进制)变成二进制的数字信号。因为，离散后信号经放大后还只是一批离散的十进制量，要把他们转换成二进制数字量，才能用磁带记录下来。6。磁记录器(Magnetismrecorder

作用：把数字量(二进制)通过磁头记录在磁带上，这种资料可直接送到计算站进行处理加工。小结(Conclusion)数字地震仪的记录过程，即，地震检波器接收到了地震信号，经前置放大器后送到多路转换开关，该转换开关把多路输入的随时间变化的地震信号离散并重新编排成一路按顺序输出的离散子样，子样被送到主放大器后，进行放大并使振幅值在模数转换器的动态范围内，采样保持器将放大后的子样在时间上展宽后(但其振幅保持不变)，送到模数转换器由该转换器将子样幅值转换成数字信号。最后数字信号被磁带记录下来，这就是仪器记录幅值信号的过程。三．回放系统的功能(监视回放)(Play

BackSystemFunction)

它是记录系统的逆过程，即放带(PlayMagnetismTap)。功能：它是把数字磁带记录中见不到的数字信号在野外及时转换成可见的模拟波形记录，其目的就是为了及时在野外大致检验资料质量的好坏和了解施工情况。数模转换器(Digit/Analoguetransformer)：把数字信号变成模拟信号；平滑滤波(Filtering)：把尖角去掉，使变成光滑连续曲线(因为，先把模拟信号变成数字信号，现在复原，但是折线，所以要平滑变成曲线)小结：记录在磁带上的数字信号被送到回放输入编排电路，经一定的规律后，送到数字自动增益控制电路，该控制电路要完成两项工作：真振幅恢复和自动增益控制。经真值恢复后，才能表示地震子样的真值。它是显示地震信号原形的一项必须步骤。显示器的动态范围比较小，故必须实行增益控制，使被恢复后的信号值落入到选定的显示范围内。地震信号经过数字自动增益控制电路后，送到数模转换器，该转换器把数字量又转换成模拟量，而后再送到反多路转换开关，由它把一路输入的信号又转变成多路输出的信号，把它们重新按地震道复原，经回放滤波器平滑滤波后，并送到显示器进行显示，得到可见的地震监视记录。这就是数字地震仪回放系统的工作过程。

四．数字地震仪的特点(与模拟磁带地震仪相比)(DigitSeismographCharacter)(1)有较高信噪比的特征，高放大倍数，并有频率滤波装置，可滤去50HZ电信号干扰，滤去低频面波干扰，提高信噪比；(2)能较好的保存地震波动力学特点：动态范围大(DynamicRangeLarge)，频带宽(3-300HZ)(FrequencyBandWidth)，仪器对波形改造的畸变小(DistortionSmall)；(3)与计算机直接配套(DirectMatch)，资料处理快(ProcessingQuick)；(4)自检能量强(自动化程度高)(AutomationDegreeHigh

第四节．地震勘探野外观测系统

(施工图纸)

Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inField

地震勘探野外观测系统(施工图纸)

Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inField地震勘探野外采集形式，一般布置多条测线进行观测，布置成网状(Net)，尽可能为直线，在具体施工中，每条测线分为若干观测段，逐段进行观测，激发点与接收点在测线上的相对位置关系---观测系统(ObserveandMeasureSystem)(Geometry)

一．观测系统的术语(GeometryTerm)1

.

检波道数(N)(GeophoneNumbers)：地震勘探施工中，检波器沿测线等距离布置在地面上的个数，(接收点数)，如N=24，48，96。。。。。1024。2．

道间距(Δx)：(DistanceBetweenTraceandTrace)两个检波器之间的距离，一般Δx=25-100米。3．

接收距(L)(ReceiveDistance)(A：安排检波器的地表长度，

L=(N-1).Δx4.放炮形式：(1)中间放炮，(2)端点放炮；5．偏移距(X1)(MigrateDistance)：第一个检波器离开炮点的距离；

X1必须是Δx的整数倍。X1=0，零偏移距。

6.排列长度(X)：一个炮点与24或更多道检波器所组成的测线段，当偏移距X1=0时，排列长度为X=L=(N-1).Δx当偏移距X1不等于0时，X=L+X17.最大炮检距(Xmax)(MaximumBetweenShootandReceiverPoint)(Offset-炮检距)：它是指炮点到最远检波器的距离，数值上等于排列长度。

二．观测系统的图示法

(ObserveSystemShow/GeometryPattern)1．观测系统(Geometry)：简单的说：观测系统就是炮点与接收点在测线上的相对位置关系。这种关系一般用图来表示，它包括：1)时距平面图;2)综合平面图。2。观测系统的图示法1)时距平面法(TimeDistancePlanepattern)

它是在平面图上用时距曲线的方式来表示炮点与其观测点段的相对位置关系，以及它与反射界面的相互关系。表示方法：它把测线上炮点O1，O2，O3。。。。，按一定比例尺标在水平测线上，然后按其炮点与其接收地段的相互关系，画出时距曲线及其对应反射界面。炮点接收段曲线界面段记录O1O1O2t01T’R1R2(1)O2O1O2t02TR2R3(2)O2O2O3t03TR3R4(3)O3O2O3t04T’R4R5(4)因为是水平界面，所以t01=t02=t03=t04=2.h/V相遇时距曲线：t1(x)与t2(x);互换时间：T与T’

称互换时间T=T’互换点：O1与O2是互换点；解释：从图中可见：当O1炮点。波沿O1R2O2传播，其旅行时间为T’，若在O2炮点，波沿O2R2O1传播，其旅行时间为T，因为波传播路径相等，所以T=T’

这种图使用不是很方便，所以，在实际工作中多使用另一种图—综合平面图。

2)综合平面图

(ComprehensiveplanePattern)把炮点排列标在水平走向线上(X)轴，从各个炮点向两侧作与测线45度斜线组成直角等腰三角形的坐标网，并把水平排列投影到45度斜线上，这种表示出激发点与接收点的相对位置关系的直角坐标网---称为综合平面图观测系统施工过程；炮点接收段界面段斜线记录O1O1O2R1R2O1A(1)O2O1O2R2R3O2A(2)O2O2O3R3R4O2B(3)O3O2O3R4R5O3B(4)从图可见:O1A斜线在X轴上投影为(O1O2)/2,正好是界面段R1R2长度。

O2A斜线在X轴上投影为(O1O2)/2,正好是界面段R2R3长度。这样放了两炮后，界面段R1R2被观测了一次，叫一次观测系统，还有两次，多次观测系统。一般表示只有上面三角形，非常简便，施工人员一看观测系统便知如何布置炮点与接收点。放多少炮。三．反射波法观测系统(ReflectWaveObserveSystem/Geometry)

1．简单连续观测系统(一次覆盖)(singleFold/Sample)

通过移动炮和排列就可以连续追踪地下界面，这种观测系统叫简单连续观测系统。(如上面的观测系统)特点:是能连续追踪界面。施工方便，为了防止炮点处受干扰，实际工作中常采用一定偏移距的观测系统。2．间隔连续观测系统

(intervalSuccessionGeometry)它一般是当井口干扰很大，故就离开炮点一段距离才布置检波器，但间隔长度必须是道间距或排列长度的整数倍。下面以间隔连续观测系统为例看一下它的观测系统炮点接收段界面段斜线记录O1O2O3R2R3AB(1)O2O3O4R4R5CD(2)O3O1O2R3R4BC(3)O4O2O3R5R6DE(4)放了四炮，连续追踪了地下界面R2-R6正好平面图是离开炮点一个排列段的三角网。3．延长时距观测系统

(Prolong/EnlongTimeandDistanceGeometry在测线上如遇到河流，村庄，沼泽等障碍，而不能铺设检波器时和电缆时，这时要采用一种专门的观测系统，才能连续追踪地下界面。该观测系统用时距平面图表示。设AB中间有河流，不能布置检波器，为了获得地下AB段界面，则这样布置观测系统。A点激发，BC端接收，反射界面a，B点激发，AD端接收，反射界面b，四.观测系统因素的选择

(GeometryFactorSelect)单次观测系统使用选择：1．道间距(IntervalDistanceTraceandTrace)，简称道距，它的选择原则是本着道与道之间的反射波可进行对比追踪为准，即保证相邻道同一反射界面的反射波具有波形相似的特点。所以，野外，两个检波器的距离(时差)小于(视周期/2)，ΔX=20-100米。2．接收距，它是指地表安排检波器的测线长度，它的大小取决于ΔX，N(L=(N-1).ΔX3．炮点移动的距离(d)：它是指相邻两炮点间的距离；一般端点放炮，炮点移动的距离是排列长度的倍数；中点放炮，炮点移动的距离是排列长度的一半。D=L/2=(N-1).ΔX/2

4.偏移距(X1)(MigrateDistance)：一般第一个检波器离开炮点的距离。

第五节．提高资料信噪比的接收手段之一

—组合法Group/ArrayMethod

AMethodIncrease/Raise/EnhanceDataRatioSignalandNoise.组合法的原理(Principle)：主要是利用有效波(一次反射波)与干扰波(面波)的视速度或传播方向的差异(Difference)来达到提高反射波，削弱面波(干扰波)的目的。组合法包括：组合检波和组合爆炸。这里我们以组合检波为例来说明其原理和方法。

一．什么叫检波器组合(即组合检波)(GeophoneArray/Group)在一个接收道上(检波道)按一定规律放2个以上检波器，同时接收地震波，然后把它们所接收的信号相加在一起，作为某一道的地震信号送到放大器中(输出)。如果某道上放一个检波器，得到一个信号，振幅A，

如果某道上放两个检波器，得到两个信号，每个振幅为A，将两个信号相加后，送入到放大器中。如果两个检波器紧密在一起，可能相加后，总振幅为2倍A，如果两个检波器离的较远，相加后，总振幅不会为2倍A，但一般都大于A，二．组合的方向特性(DirectionCharacterOfgroupmethod1．组合对反射波的作用(物理实质)；2．组合对面波的作用；3。组合的方向特性1．组合对反射波的作用(物理实质)(Group/ArrayMethodFunctiontoReflection）例子：假设某道放两个检波器(沿测线是线性组合)，讨论反射波到达检波器的情况。设组内距(δX)。如组内距=10米，反射波速度为1860m/s,入射角=20度，令t0=0.5秒.这时视速度V*=V/sinα=1860/sin20=5438m/s所以反射波到达两个检波器的时差为：Δt=10/5438=1.8ms由于时差很小，可以认为它们大致是同时接收到反射波，所以组合后，两个反射波信号近似是同相叠加，叠加后，总振幅变成2倍A；结论1(ConclusionOne)：

组合对于反射波来说，相当于不同位置，时间几乎相同的波的近同相叠加，叠加(stack)后，反射波能量得到加强。(EnergyisStrengthen)2．组合对面波的作用

(Group/ArrayMethodtoSurfaceWave)若面波速度为500m/s,(Vr=Vr*),这时到达两个检波器面波的时差为：t=10/500=20ms因为有较大的时差，两个波明显不同相，所以叠加后能量降低，振幅变小。

结论2：组合对于面波来说，相当于不同位置，不同时间波的非同相叠加，叠加后能量(振幅)变小。(压制了面波SuppresssurfaceWave).3。组合的方向特性

(DirectionCharacterofGroup/Arraymethod

假设反射波波动为正弦(余弦)信号，两个检波器信号分别为用位移表示：

U1=A.cos2πftU2=A.cos2πf(t-Δt)相加后：U∑=A∑.cos2πf(t-Δt/2)这里用到三角公式；A∑=2Acos2πfΔt=2AcosπΔt/T(1)利用组合公式---看组合后结果

Δt一定的值，则代入公式就可求得相应叠加后的总振幅A∑。Δt：0T/4T/2A∑:2A1.4A0(2)用图解的方法绘出合成振动图形。

对反射波Δt→0，所以A∑→2A

对面波Δt》0，所以如果让Δt→T/2，则A∑→0。

(3)组合的灵敏度(Group/ArrayMethodSensitivity)：фn=A∑/A，组合后振幅和组合前振幅之比，叫组合得灵敏度(sensitivityofGroup)，它是衡量组合效果的尺度，一般фn大，则组合效果好。其值为；n：表示组合检波器的个数，当n=2时，

ф2=A∑/A=(2AcosπΔt/T)/Aф2=2cosπΔt/T=(sin2πΔt/T)/(sinπΔt/T)

(sin2α=2.sinα.cosα)

(4)组合的方向特性因为它与传播方向有关，又称它为组合的方向特性(DirectionCharacter)。

所以对n个检波器组合后，其组合特性为：

фn=(sinnπΔt/T)/(sinπΔt/T)(sin2α=2.sinα.cosα)(5)相对灵敏度RelativitySensitivity

归一化后的相对灵敏度RelativitySensitivity：

ф’n=(sinnπΔt/T)/(n.sinπΔt/T)(6)组合方向特性曲线以n为参数，Δt/T为横坐标，∣ф’n∣为纵坐标，可作出方向特性曲线(DirectionCharacterCurve)。曲线特点：(n=2)

(7)曲线特点：(n=2)

1)

Δt→0，则∣ф’n∣=1，(灵敏度大)，极值为1，相当于反射波到达两个检波器Δt→0的情况，A∑→2A。当Δt/T=0.5(Δt=T/2)时，∣ф’n∣=0，A∑→0，这对面波使其成为这个情况。2)

当Δt/T=0.25(Δt=T/4)时，∣ф’n∣=0707，A∑→1。4A，这对波叠加后，相对还是增加的。3)当n增大时，通放带(Passband)变窄，压制面波效果较好，同样反射波将受到一定的压制(Suppress)。

三.组合的频率特性

(FrequencyCharacterofGroup/Array)1。组合的低通滤波：

讨论反射波组合时，假设当Δt=0，组合的波是完全同相叠加。即两个波形一样，所以组合后其波形不变(频率)不变，但实际中，反射波的Δt可能等于0，所以波是不同时间的值相加，叠加后信号波形变宽，频率变低，(尤其是远道)，这就是组合的低通滤波(低频响应)(LowFrequencyPassFilter)(LowFrequencyResponse)。2。组合的低通滤波特点

一般时差Δt越大，低频滤波作用越强

3。频率特性公式：

由方向特性公式(T—F)得到频率特性公式：ф’(f)n=(sinnπfΔt)/(n.sinπfΔt)4。频率特性曲线：以n=7为参数，作ф与Δt的关系曲线。称为频率特性曲线(frequencyCharacterCurve)。5。频率特性曲线特点：(1)当Δt→0，各种f的波都通过，组合后频率特性为一直线，无低频响应作，即无频率滤波作用。(2)Δt=0.25秒时，小于60HZ的信号可以通过；(3)Δt增大后，小于10HZ的信号才可通过，即高于10HZ的信号被滤去了；所以时差增大，则组合后信号频率变低(波形变胖WaveShapeWidth/Fatter)，因此，组合前后波形发生了变化(畸变Distortion)(这是组合的副作用)(SideEffect)

四．组合的统计效应和平均效应StatisticsandAverageEffectsofGroup/Array1．统计效应(压制随机干扰)(StatisticsEffecttoSuppressRandomNoise)

据有效波和干扰波出现的规律的差异来压制随机干扰。假设到达检波器的随机干扰是相互统计独立的，则从概率的角度考虑，它们相加后均值为0，所以组合后其信噪比增大3(n)1/2倍(n个检波器组合)。2．平均效应(AverageEffect)组合时我们把地下两个不同反射点的信号相互叠加后，作为中点的信号输入仪器中，这实际上是对两个信号取了平均，其作用是：

(1)好的一面：把地表地质构造微小变化相互平均了，因而使有效波具有比较规则的波形，有利于波的对比；(2)副作用：对反射界面平均，模糊了细节，易漏掉小断层，构造.五．组合因素的选择(SelectGroup/Arrayfactors组合因素指：组内距，组合个数，组合形式。1．组合个数

(GeophoneNumbersinaArray/Group)

：5-30，组合效果好，作用效率高；2．组内距(DistanceBetweenGeophoneandGeophoneinaGroup)

3-5米—5-10米，据工区面波速度而定，目的使面波波峰与波谷相对，即Δt=T/2，完全被统治；3。组合形式(Group/ArrayForm:；线性组合，面积组合，组合检波-爆炸-联合组合。

第六节．地震波速度的野外测定SeismicVelocityareMeasuredinField.地震波速度的野外测定(Measure)：指在露头、坑道或井中测量地震波穿过岩石的传播速度。常用的方法有：1)地震测井(SeismicLog);2)声波测井(SoundLog).一．地震测井(必须有大井)

(SeismicLog)1．方法(Method)

在大井中用电缆沉放检波器，在井口放炮激发地震波(检波器必须是抗高压、高温的特殊检波器)，检波器接收到透过波走时t(是透过波从炮点O沿近似垂直层面方向传播到沉放检波器深度H处的旅行时)，所以它是法线时间t0的一半即t0=t/2，H可由电缆长度测得，这样就可以用公式V=H/t计算出该深度点上覆地层的平均速度。然后向上一点点上提检波器(一般20-50米)，提一次放一炮，得到一个ti,Hi,得到Vi，依次进行由下向上逐点放炮记录，就可求出平均速度，可得到垂直时距曲线、透射波时间t随H的变化.2．绘制综合柱状图(成果图)

(1)

H-t曲线—垂直时距曲线(将H，t在H-t坐标中绘出)(2)

平均速度曲线：因为t=t0/2--V(t0)曲线；(3)

层速度曲线：Vn(H)曲线(ΔH/Δt=Vn)

把这几个曲线在一张图上表示出来—得到综合柱状图)由于垂直时距曲线一般由若干不同斜率的直线段组成，而每段直线的斜率Δt/ΔH是常值，所以其倒数即对应地层的层速度，Vn=ΔH/Δt也是常数，所以据H-t资料可绘制出Vn-H的关系曲线。用地震测井求得的平均速度，一般精度高，但必须有大井存在，并且精度高低与H有关，ΔH小，精度就高。但毕竟是一孔之见。3．6．2声波测井(连续速度测井)-主要用的是折射波法1．仪器设备在大井中沉放超声波测井仪，即用超声波测井仪进行的，超声波仪器井下分为三部(超声波发生器O，接收器M，N2个)2．计算层速度Vk

测井时将该仪器由井底向上提升，发生器发射超声波，波经过泥浆以临界角入射到井壁，在井壁产生滑行波，该波的能量又经过泥浆折射到接收器M，N，这时波被接收下来，超声波传播到M，N时间分别为：tM=2.a/V1+b1/VktN=2.a/V1+b2/VkV1,Vk分别为超声波在泥浆，岩层中传播的速度，波到达两个接收器的时间差：Δt=tN-tM=(b1-b2)/Vk当井壁与仪器平行时，b2-b1=MN(折射波射线平行)，若使MN=1米，则Δt=1/Vk，这式说明，测到的时差等倒数就是层速度Vk,它与岩性有关。3．比较(1)声波测井分层细，方法简单，但精度较差，因为它是连续测量，接收点距又小，Δt有累积误差，它的时间是累