地震勘探原理绪论及第一章

地震勘探原理---物探院双学位班考前辅导石油大学（华东）资信学院地球物理系杨国权绪论勘探石油的方法：1、地质法；2、物探法（地球物理勘探方法）；

普通物探：重力勘探、磁法勘探、电法勘探；地震勘探；3、钻探法。地震勘探地震勘探生产工作的三个环节（阶段）：地震资料野外采集、地震资料室内处理、地震资料的地质解释；地震勘探发展的三个阶段：光点记录阶段、模拟磁带阶段、数字磁带阶段；第一章地震波运动学地震波运动学:研究地震波传播的空间位置与其传播时间关系的一门学科，也叫几何地震学，主要用于地震资料的构造解释。地震波运动学的基本原理：反射和透射、费马原理、惠更斯原理第一节地震波的基本概念地震波是在岩石中传播的弹性波物体受力的三种状态：

永久形变破坏圈塑性形变塑性带弹性形变弹性形变区地震子波：研究表明弹性波在传播了一定距离（几百米）后便相对稳定（有2-3个相位、有一定延续时间），形成地震子波。它是地震记录的基本元素。地震子波在继续传播的过程中，严格来讲其幅度和形状都会发生变化，近似可以认为地震子波的形状基本不变，但其振幅有大有小、极性有正有负，到达接收点的时间有先有后。地震波的几个概念1、波动与振动振动是一点的运动，波动是振动的传播，即介质整体的运动。振动传播的速度为波速，与质点本身运动的速度无关。波速有限是波动的必要条件。波动伴随能量传播。2、波前、波后和波面：波前—波阵面波后—波尾，波面—等相面根据波面的形状可以划分波的类型：球面波、平面波、柱面波地震波的几个概念3、波线：波及其能量传播的路径，也称为射线。（几何地震学）4、振动图和波剖面振动曲线：表示质点振动的曲线。振动图：检波器所在点的振动曲线。波形线：同一时刻各点的位移绘制在一个图上得到的曲线。波剖面：沿测线的波形曲线。5、频率、周期、振幅、波长、速度、视速度、视波长正弦波：质点振动为简谐振动的波。速度和波长是沿着波的传播方向来考虑问题的。若沿着其他方向，则讨论的是视速度和视波长。地震波的几个概念波阻抗：密度和速度的乘积。射线平面：地震勘探中将入射线、过入射点的界面法线、反射线所决定的平面，称为射线平面。虚震源：反射线反向延长与从震源向分界面所作垂线的交点。临界角：开始出现全反射时的入射角。滑行波：折射波：费玛原理：波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件。地震波的分类按传播路径：直达波、反射波、透射波等；按波动所涉及的空间范围：体波和面波按极化方向：线性极化波、平面（椭圆）极化波。其中线性极化波可分为：

纵波（P波）：质点的振动方向与波的传播方向一致的波。横波（S波）：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。按用途：有效波、干扰波：规则干扰波和不规则干扰波（随机干扰波）时间场和时距曲线时间场：在直角坐标系中某一波传播到介质中任意一点的时间可表示为t=g(x,y,z),这就确定了一个标量场，称为时间场。时距曲面：若观测面为平面，在直角坐标系中，某一波到达观测面的时间可表示为t=f(x,y)，其图形是一个曲面，称为时距曲面。时距曲线：波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间t与观测点相对于激发点（坐标原点）距离x之间的关系。几个基本概念：炮检距(offset)：炮点到地面各观测点的距离；初至时间(firstbreak)：所有波中最先到达检波器的地震波第一波峰时间；同相轴(event)：各接收点属于同一相位振动的连线；共炮点(commonshotpoint)：所有接收点具有共同的炮点第二节一个分界面情况下反射波的时距曲线（一）时距曲线：波从震源出发，传播到测线上各观测点的传播时间t与观测点相对于激发点距离x之间的关系曲线。

t=f(x)=f(x,v,h)xtxt(x1,t1)(x2,t2)直达波的时距曲线t=x/v（二）水平界面共炮点反射波时距曲线1、介质模型:界面倾角为零，均匀介质，界面上下介质存在波阻抗差。2、介质参数：速度V,界面深度h，炮检距（偏移距）为x；3、自激自收：激发点和接收点在同一位置上的野外工作方式。地面4、反射波时距曲线的特点:t=f(x,h,v)时距曲线为双曲线；顶点在x=0；极值为t0=2h/V;h=1/2vt0;在的坐标系中，时距曲线为直线，其斜率可以计算速度。5、t0时间:自激自收时间或零炮检距时间；是反射波时距曲线的顶点，用于确定层位的深度:

h=vt0/2x²t²t0²m=1/v²t0²=4h²/v²OS1S2SnS1'Sn'（三）倾斜界面的共炮点反射波时距曲线1、介质模型：界面倾斜，均匀介质，界面上下介质存在波阻抗差。2、介质参数：界面倾角φ、激发点o到界面的法线深度h,波速v,炮检距x。3、倾斜界面反射波时距曲线:φxNMS`倾斜界面反射波时距曲线的特点1、时距曲线为双曲线；2、xm

=∓2hsinφ

是时距曲线极小点的横坐标，极小点相对激发点偏向界面上倾一侧；3、在极小点处，反射波返回地面的时间最短，tm=2hcosφ/v4、xm

点实际上就是虚震源在测线上的投影，反射波时距曲线是以过xm

点的t轴为对称的双曲线（四）倾斜界面反射波时距曲线的特点在水平界面、覆盖介质为均匀介质情况下，共炮点反射波时距曲线是一条双曲线，极小点在xm，极小点总是相对于激发点偏向界面上倾方向，极小点实际上是虚震源在测线上的投影，由震源到极小点的反射波射线是所有射线中最短的一条。反射波时距曲线是以过极小点的时间轴为对称。（五）正常时差(NMO)对界面上某点，以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时同零炮检距（自激自收）进行观测得到的反射波旅行时之差。在水平界面情况下，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之差。正常时差的计算（六）倾角时差(DMO)倾角时差：由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。

φ二、共反射点反射波时距曲线（一）共反射点资料的采集野外采用多次覆盖技术，使激发点和接收点按一定的规律分布，目的是要获得地下同一反射点或同一反射段上产生的反射。RMO1O2O6S1S2S6h0v（二）水平界面共反射点时距曲线1、曲线方程：x为炮检距；h0为中心点处界面的法线深度；v为界面上部均匀介质的波速。2、特点：该方程与水平界面共炮点反射波时距曲线方程在形式上是一致的。但其所反映的只是界面上一个点（R）的反射情况。（三）倾斜界面共中心点时距曲线O1O2O3S1S2S3h1h2h3h0R1R2R3O1´O2´O3´MM´φ1、共中心点资料的采集2、时距曲线方程中心点M处的自激自收时间为：t0m=2h0/v三多界面反射波时距曲线（一）实际的地层介质1、层状介质的特点：多界面、多层组波速分布不均匀（层与层之间的非均质性）；2、地震波的传播：在介质中以折线形式传播，路径曲折。（二）多界面介质地震波传播的分析思路1、地震波在层状介质的传播---折线形式2、传播特点：对于水平层状介质来说，射线关于界面反射点的法线对称3、射线传播的参数方程所以，水平层状介质的反射波旅行时曲线可以用参数P表示为：公式中的Vi是地震波在每个单层中的传播速度4、实际的分