地震勘探原理总复习

《地震勘探原理》考试题型一、名词解释1、振动：物体围绕一个中心做往复运动波动：各振动在空间上的传播射线平面（三线所决定平面）：由入射线、反射线和过反射点界面法线所组成的平面称为射线平面。振动图：固定空间位置，观察r处质点位移随时间变化规律的图形。波剖面：固定某时刻，观察质点位移随距离变化规律的图形。时距曲线:表示某一波阻抗差界面反射波传播时间与炮检距关系的曲线，称为时距曲线。2、平均速度：地震波垂直穿过地层的总厚度与总传播时间之比。均方根速度：把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似当作双曲线，所求出的地震波速度称为均方根速度，这种近似在一定程度上考虑了射线的偏折。叠加速度：由共中心点道集速度谱求出的速度。对一组共中心点道集上的某个同相轴，利用双曲线公式选用一系列不同速度来计算各道的动校正量，病进行动校正；当某个速度能把同相轴校成水平直线时，则这个速度就是这条同相轴对应的反射波叠加速度。层速度：在水平层状介质中，某一层的速度。等效速度:在均匀介质条件下，理论双曲线与实际反射波时距曲线最佳拟合的介质速度。视速度：不沿射线方向测得的传播速度。视周期：从振动图中可得到的相邻两峰或两谷间的时间称为视周期。视频率：视周期的倒数称为视频率。视波长：从波剖面中可得到的相邻两峰或两谷间的距离称为视波长。视波数:视波长的倒数称为视波数。地震地质条件：在一个地区能否有成效的应用地震勘探，来研究地下地质构造的条件。具体可分为表层地震地质条件和深地震地质条件。激发条件：是指震源种类、能量、周围介质的情况等与激发地震波密切有关的各种条件。对陆上炸药震源来说，激发条件包括炸药量大小、药包形状、个数、分布方式，埋置岩性和深度等。对非炸药震源，激发条件则包括装置的种类、能量、参数选择及安置情况等。激发条件的选择是否适当对地震原始资料质量的影响很大。接收条件：是指接收地震波的仪器的工作状态和条件。具体包括地震检波器的安置情况,组合个数和方式,以及地震仪的各种因素等。3、地震子波：震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，我们称这时地震波为地震子波。反射波：波前面同入射波前面在同一介质内折射波：界面下速度v2大于界面以上的速度v1时，入射角a为临界角时，透射波沿界面以v2滑行，并在上覆介质产生的新波，称为折射波。面波：面波是由于介质分界面的存在而产生的，在分界面附近传播的一种弹性波。经常观测到的有：瑞雷面波、拉夫面波、斯通利波。声波：声源体发生振动引起四周空气震荡，这种振荡称为声波。多次波：在传播过程中经过不止一次的反射而到达接收点的地震波。在层状介质中，波在同一个界面或在不同界面上会发生多次反射。这些经界面多次反射后被观测到的波叫做多次反射波，简称多次波。根据其传播路径特点分为全程多次波、部分多次波和虚反射。前面所讲的经一个界面反射一次后，便返回地面被接收到的波，即为所要利用的有效波，常叫一次反射波，或一次波。50Hz干扰波：频率为50Hz的妨碍分辨率有效波的振动。随机噪声：给定瞬间值不可预测的噪声。绕射波：地震波在地下岩层中传播，当遇到弹性不连续间断点，如地层间断点、地层的尖灭点或不整合接触点、断层的断棱点等时，这些点会成为新震源，其产生新的扰动向四周传播，这种波在地震勘探中称为绕射波。回转波：凹界面产生的反射波时距曲线上的点与界面上的点是“回转”的，故称为回转波，同相轴横向范围比实际界面范围稍窄。断面波：由断层面产生的反射波，称为断面波。当断距较大、断面两边不同岩性的地层相互接触、二者波阻抗差较大时，就会产生这种反射波。侧面波、在地表条件复杂地区，接收到的非垂直地层而是测线周边较强波阻抗界面的反射波。转换波：与入射波类型相同的反射波或透射波称为同类波，改变了类型的反射波或透射波称为转换波纵波:质点振动方向与与波传播方向一致。横波：质点振动方向与波传播方向垂直。4、正常时差：将由震源点激发到某一反射界面的自激自收时间与某一炮检距处接收时间之差，称为正常时差一一炮检距不同而引起的时差。倾角时差：当界面倾斜时，在激发点两侧对称位置处，观测到的来自该倾斜界面的反射波旅行时之差剩余时差：动校正后多次波各叠加道时间与共中心点处的时间t0之差，称之为剩余时差。水平叠加：将不同接收点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号，经动校正后叠加起来，这种方法可以提高信噪比，改善地震记录的质量，特别是压制一种规则干扰波效果最好。静校正：对因地表层起伏或基准面变化引起的校正动校正：在水平界面的情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差，得x/2处的t时间，此过程叫动校正。o闭合差空间校正：又称三维偏移校正，一般是在等t。图上的直接进行校正的结果就是反射界面深度的构造图。三个角度：反射界面空间校正中所指的三个角度分别为：真倾角、视倾角、测线方位角三个深度：反射界面空间校正中所指的三个深度分别为：真深度、视铅垂深度、界面法线深度。5、几何地震学：研究地震波传播时间与波前空间位置的关系，采用波前、射线等几何图形来描述波的运动规律，如反射定律、透射定律、斯奈尔定律、费马原理、惠更斯原理，研究地震波时距曲线及解释理论，速度对波的传播路径和时间的影响等，所以，几何地震学在构造勘探中起重要作用。物理地震学：利用地震波的动力学方法研究地震波运动状态规律的科学，其中包括研究地震波能量、振幅、频率和波形等变化。相对几何地震学而言，它能够阐明几何地震学不能解释的现象，例如绕射波的传播，菲涅尔带的能量聚焦作用等，物理地震学的实质是惠更斯菲涅尔原理。由于地震波的动力学特点受地层的岩性、结构和厚薄的影响很明显，因此，充分研究和利用地震波的物理学特性可提高地震资料的解释质量和解决地质问题的能力。垂直分辨率：在纵向上能分辨岩层的最小厚度。水平分辨率：也叫横向分辨率，指在横向上区分最小地质体的宽度。均匀介质：均匀介质一一反射界面以上介质是均匀的，即地震波传播速度为常数；层状介质：层状介质一一地质剖面为层状结构，在每一层内速度是均匀的，层与层之间速度是不同的；连续介质：连续介质一一地震波传播速度是连续变化的。如v(z)二、填空题1、惠更斯原理：惠更斯一菲涅尔原理(Huygens-FresnelPrinciple)(作用：确定某时刻波前面位置的几何作图方法)Huygens在1690年提出："在弹性介质中，已知t时刻波前面上的各点，可以看成一个新的点震源，它们产生次扰动，形成子波前，经dt后新波前的位置就是这些子波前的包络”。用Huygens原理只给出了波传播的空间位置，未给出物理状态，于是1814年Fresnel补充了Huygens原理的不足，他认为波传播时，任一点处质点的新扰动，相当于上一时刻波前面上全部新震源所产生的子波在该点处相互干涉叠加形成的合成波。波。费玛原理：波沿旅行时最小的路径传播斯奈尔定律：入射波波面与界面R的夹角为a入射波波面与界面R的夹角为a反射波波面DC与界面R的夹角为p透射波波面EC与界面R的夹角为yB2-10rnMENMAtvlS在心内入射波、反射波、透射波所走路程分别为BfC=v［也=ArCsinaAfD=v^t^AfCsmj3ArE=v2AZ=ArCsmy（三个等式中都含有条）于是右（斯奈尔定律）sma_sm/7smy_V1V12、观测系统、共炮点、共接收点、共中心点、排列、组合等观测系统：指激发点与接收排列之间的相对位置关系。共炮点：所有接收点具有共同的炮点。共接收点：共中心点：不同接收点，接收到的来自地下同一物质的地震记录，地下此点即为共中心点排列：野外地震勘探工作中,每次观测时各道检波器分布的长度和形式称排列。检波点和激发点在同一直线上的称纵排列；不在同一直线上的称非纵排列。组合：组合法是利用有效波和干扰波在传播方向上的差别来压制干扰波的方法。组合法是指组合检波和组合爆炸。3、地震反射系数的大小和极性与什么有关？反射波形成条件当R=0，即Zn=Zn-1时，不产生反射；当R/0，即Z：/Zn1时，才产生反射，即形成反射波的条件是地下岩层存在着波阻抗差界面。在沉积岩层中，密度随深度变化的数量级远比速度变化小，因此反射系数可简化为R=（Vn-Vn-i）/（Vn+Vn-i）此式说明，反射的强弱主要取决于界面上下介质的波速。反射波的强度从A^=RA入可知，当A入一定时，A反的大小主要取决于R，即zn与zn1差别越大，R越大，反射波越强，反之就弱。””如在沉积地层中有一含油气构造，盖层为泥岩（速度高），储集层为砂岩（含油气后速度变得很低），盖层与储集层间形成一个强波阻抗界面，地震记录出现特强的反射波，此例说明特强的反射波往往与油气储层有关。反射波的极性R取值有正有负，当zn>zni时，R>0，反射波与入射波的相位相同，都为正极性；当zn<zn-1时，R<0，反射波与入射波的相位相反，相差1800R的取值范围：-1VRV14、等值线疏密程度与地层倾角的关系？地震构造图是以等值线（时间或深度）及一些符号（断层、超复、尖灭等）表示某一反射层面在地下的起伏形态，从而表明其对应地质界面的构造形态。5、地震波吸收与衰减，对比标志、常见地质体的地震响应特征？实地震波吸收与衰减：际岩层近似为粘弹性体，对波有吸收作用，地震波通过介质时，由于岩石颗粒间的摩擦，一部分能量转化为热能被耗散掉，故称为吸收或衰减。通过求解粘滞介质波动方程，从理论上可证明，地震波的能量随传播距离按指数规律衰减。对比标志：地震剖面上各种波与地质因素（埋深、岩性、产状、覆盖层性质及入射角的等），如果这些因素在一定范围内变化不大，即具有一定的相对稳定性，就会使同一界面或同一组界面的反射波在相邻道上反映出相似性，这就是识别和追踪同一反射波的基本依据或对比原则或对比标志。1、振幅标志同一界面或同一组界面的反射波在相邻道上，其振幅具有相似性2、波形标志同一界面或同一组界面的反射波在相邻道上，其波形具有相似性3、相位标志同一界面或同一组界面的反射波在相邻道上，其相位数基本相同。常见地质体的地震响应特：背斜在地震剖面上的基本特征水平叠加剖面上的背斜，比真实背斜要宽些，两翼要缓，顶点无偏移。这些特点在陡背斜上表现更明显。如构造形态不变，随深度增加，这些特点表现愈明显。对于同心褶皱，即假设地层具有共同的曲率半径，且厚度（垂直层面）不变，这种背斜在地震剖面上将表现为平行褶皱。向斜在地震剖面上的基本特征：在水平叠加剖面上的缓向斜，比真实向斜要窄些，最低点无偏移。缓向斜是曲率中心在地面上，曲率半径足够大。当向斜变陡，或形态不变，深度增加时，宽度变得更窄。当曲率中心正好在地面时，向斜变为一个点。当曲率中心在地下时，将发生反常现象:向斜变背斜。同心褶皱的向斜，显示为平行褶皱。不整合在地震剖面上的基本特征：不整合是指上下两地层为不连续沉积，其间有较长的沉积间断，在沉积间断期，原有的岩石遭到剥蚀。因此，不整合面间缺失某个地质时期的地层。1、平行不整合（假整合）上下两套地层的产状是平行的，在时间剖面上不易识别。由于沉积间断面是个侵蚀面是一个不光滑、不稳定的反射面，在时间剖面上的特征为：（1）反射波强度和波形变化大、不稳定。（2）常出现绕射波。2、角度不整合上下地层之间成角度接触关系，在时间剖面上的特征为：（1）反射波强度和波形变化大、不稳定。图7-35（2）上下反射波逐渐靠拢，下反射波被上反射波所代替。（3）在不整合面上时有绕射波，但不如平行不整合面明显。礁在地震剖面上的基本特征：生物礁是由生物遗骸原地堆积而成的抗浪构造或波积构造。在地震地层学中统称为碳酸盐岩隆，可分四类：堡礁，塔礁，裙礁和斑礁。在地震剖面上有如下特征：（1）外形呈丘状或透镜状。（2）礁体内部反射紊乱，连续性差，或呈无反射的空白，因为礁是由生物遗骸堆积而成,其内部无沉积层理。（3）礁与相邻地层间存在速度差异，礁速度低时，下伏层反射略下凹；礁速度高时，下伏层反射略上凸。（4）礁体上覆地层形成披覆构造（5）礁与周围沉积间有岩性差异，形成较强波阻抗差，礁面能产生较强反射。盐底辟的地震特征：底辟构造包括：盐底辟、泥底辟、火成岩底辟。盐底辟又叫盐丘，是盆地深处母盐在差异重力作用下向上拱起，刺穿上覆地层而形成的一种构造。在盐核上构造（上覆岩层被拱起而形成的穹窿或短轴背斜）及周边上翘地层可成为油气圈闭。盐底辟在地震剖面上有如下特征：（1）外形呈丘状、筒状或不规则性状。（2）盐丘内波形杂乱，无明显连续同相轴或空白。（3）翼部反射同相轴明显上翘。（4）顶部以上反射层多呈隆起状，也有呈下陷状。（5）盐的速度一般比砂泥岩速度高，盐丘底的反射层往往上凸，当周边速度高盐的速度，则盐丘底的反射层下凹。（6）在水平切片上，盐丘近似圆形。泥底群的发育、演化与油气生成、运移和聚集关系密切。构成泥底辟核的泥岩，具有低密度（2.1~2.3g/cm3）、低速度（1980~2590m/s）、高孔隙压力的岩石物性。泥岩在长期的挤压上升过程中，其内部已不具有通常沉积岩的层珥在地震剖面上有如下特征：（1）外形丘状（发育初期），或柱状、蘑菇状、金字塔状或不规则状。（2）内部波形杂乱，无连续同相轴，或空白，两侧反射波连续正常。（3）泥核上方地层多呈隆起状。（4）泥核外侧反射层上翘，刺穿围岩所致。（5）泥底辟有时可见底。火成岩在地震剖面上的特征：岩浆活动时盆地形成和演化过程中常见得地质现象，许多油气圈闭与火成岩有关，在地震剖面上有如下特征：（1）外形多不规则状，有筒、丘、蘑菇、线状。（2）顶为强反射，但连续性差。（3）有时可见底，有时见不到底。（4）内部波形杂乱，或无反射，但更多为断续强短。（5）有时可见火山口反射（6）在水平切片上，火成岩与沉积岩的反射不同，沉积岩反射波形稳定，排列有序；而火成岩体内的波形呈揉皱状或絮状。（7）火成岩体周边的反射大多没有明显上翘现象。三、简答题1、折射波形成条件、时距曲线方程、盲区半径折射波形成条件：如果v2>vp则有sin6>2>sin^,即佻〉/当。i增大到。（不到90。），0已增大到90°,（1）式变为：sin。二吐用Snell定律可以证明，在多层介质中，要在某一地层形成折射波，该层波速必须大于上覆所有各层介质的速度，因此形成折射波的条件比反射波苛刻。重点：1、折射波形成条件：V2>V1，入射角=邻界角，透射波在界面下部介质表面以V2滑行，引起质点振动从而形

成折射波。时距曲线方程：水平界面的共炮点反射波时距曲线方程1V12h\：1-1V12h\：1-sin2以V1X折射波时距曲线方程：=V+2x2h、.：V2-V1=—+——1V2盲区半径：OA=2h.tan0cx=2htari2hV_.i盲区随埋深增大而增大;VV2-V2'21在盲区内，无折射波。2、组合能压制何种波、水平叠加能压制何种波、等值线图不正确原因组合能压制何种波：检波器组合能压制干扰波，增强有效波。水平叠加能压制何种波：水平叠加可以压制多次波。等值线图不正确原因：（1）在单斜上不能多线或少线；（2）在两高或两低间不能走单线（两正向构造间的鞍部或两负向构造间的脊部不能走单线，若走单线，则为少线，应有两根同值等值线）；（3）在无断层时，正、负构造应是相间出现，同时并存，其间等值线走向应是渐变，突变是不合理。（4）要使断层两侧的等值线满足如下条件：上升盘等值线数值+落差=下降盘等值线数值；（5）每条等值线在不碰到断层时，应成圈或伸出图外，不能在图中终止。（6）处理好多层构造图间的关系。多层构造图叠合在一起时，同一断层的断层线不能相交，直立断层位置应重合。（7）时间构造图上构造形态的平面特征应与时间剖面上的特征相吻合，如构造范围、高点、幅度、及构造间的关系等均要一致。3、影响速度的因素1弹性模量；2岩性的影响；3岩石密度的影响；4孔隙度的影响；5埋深的影响；6压力影响；7孔隙流体对波速的影响；8温度影响；9地质年龄的影响。4、由炮集地震记录获得偏移剖面的基本步骤1.对CSP记录进行去噪处理。2.抽道集（从CSP中抽出CMP道集）。3.静校正。4.分析速度。5.动校正。6.水平叠加。7.剩余静校正。8.重复4-7。5用计算机作构造解释的基本步骤1、收集资料（地震资料、潍面,株贱料、补称，软资札倾资根）.测井分层2、加载地震数据（SEG-Y叠加或偏移剖面）3、加载测井数据（Las格式:AC、DEN、RT、GR、SP、井斜）4、加载测井分层数据（TOP或VaJ,计算顶底层双程时5、层位标定（合成地震记录，用RT/GR/SP检查TOP）6、层位追踪（波形的对比，要保证交点闭合，断层要组合好）7、绘制等tO图（了解界面的起伏形态，构造的空间形态，断层的组合情况等）8、建平均速度场摩"蒯响叠加*"因素次覆盖方法主要用来衰减多次波，也可以用来衰减随机干扰。野外用多次覆盖方法采集数据，室内用多次叠加技术处理数据策最终得到水平叠加剖面和偏移剖面。经动校正后多次波和一次波存在着不同的剩余时差，基于此差异来衰减多次波。叠加效果与动静校正值的准确性关系较大。动校正值的精度与速度函数、地层倾角有关。1、速度精度的影响：覆盖次数n越大，偏移距越大时，通放带越窄，对动校正速度精度要求高。速度误差对深层影响小，对浅层影响大。^x增大，最大速度误差就要减小，速度误差增大会加大对高频成分的压制作用，使分辨率降低。2、地层倾角的影响：当地层倾斜时，反射点是散开的，散开距离与炮检距、炮点距、反射界面法向深度有关。

四、计算题1、求真倾角根据两条相交测线的视倾角求真倾角3、根据两条相交测线的视倾角求真倾角(1)由二维地震剖面中对应的视倾佑求真倾佑①两条测线非正交已知测线I和〃非正交,20地震剖面①条测线非正交:sinw=呻cosaiW=arcsinsin甲2i对应得射线平面中视倾角为免，％两测线夹角0,但测线方位角％和a?未知，真