物探数据实习报告

1、目 录1 实习目的及要求31.1 实习目的31.2 实习要求31.3实习内容及安排32 直流电阻率法32.1 直接反演法32.1.1 基本原理32.1.2 数据处理32.1.3 实测数据分析解释62.2 最小二乘法反演62.2.1 基本原理62.2.2 数据处理72.2.3 实测数据分析解释82.3 对称四极测深92.3.1 基本原理92.3.2 数据处理92.3.3 实测数据分析解释92.4 高密度电阻率法92.4.1 基本原理92.4.2 数据处理102.4.3 实测数据分析解释123 电磁法123.1大地电磁测深Bostic反演123.1.1 基本原理123.1.2 数据处理123.1.

2、3 实测数据分析解释133.2 EH4电磁测深133.2.1 基本原理133.2.2 数据处理133.2.3 实测数据分析解释154 地震勘探154.1 折射波法154.1.1 基本原理154.1.2 数据处理154.1.3 实测数据分析解释184.2 反射波多次覆盖方法184.2.1 基本原理184.2.2 数据处理184.2.3 实测数据分析解释214.3 面波法214.3.1基本理论214.3.2 数据处理214.3.3 面波地质绘图234.3.4 实测数据分析解释244.4 地震映像法244.4.1 基本原理244.4.2 数据处理244.4.3 实测数据分析解释255 磁法勘探255

3、.1 基本原理255.2 数据处理265.3 实测数据分析解释266 实习总结266.1物探数据处理的认识261 实习目的及要求1.1 实习目的我们这次的数据处理实习，是为了让我们更加了解物探的工作要求，了解怎么处理数据过程，更加懂得在以后的工作中怎么样处理实测数据，通过每次的数据处理，更加的了解每个方法的运用问题。1.2 实习要求 要求我们每个人都要自己好好的去处理，这样更加懂得怎么样去了解实测数据的修正。1.3实习内容及安排表1 实习内容安排表1直接反演法2最小二乘反演法3对称四极测深4高密度电阻率法5大地电磁测深Bostic反演6EH4电磁测深7折射波法8反射波法9面波法10地震映像法1

4、1磁法勘探2 直流电阻率法2.1 直接反演法2.1.1 基本原理一维电测深直接反演（阮氏算法）阮百尧教授在Dar Zarrouk曲线分析基础上，提出“阮氏”直接反演方法，该方法不需要反复迭代，直接利用电测深视电阻率曲线计算而得。该方法在效果和手段上都与Bostick法相似，从而为电阻率测深解释提供了一种新的手段。所得反演结果可以用来作为二、三维反演的初始模型。在一维层状或连续介质情况下，设： ， （11-1）式中 ， 为深度z处的电阻率和电导率； ， 为深度为z以上介质的总横向电阻和总纵向电导。对上式求导得： ， （11-2）定义 ， （11-3）， （11-4）阮百尧教授就是基于Dar Za

5、rrouk曲线与电测深曲线 近似相等的特性，推导出一维直流电测深快速直接反演法。2.1.2 数据处理2.1.2.1我们进行直接反演法，我们首先对我们的数据进行预处理，对于两个测深为MN/2的数据平均，得到反演原始数据。图 2-1 数据预处理2.1.2.2 然后对原始数据进行圆滑处理，之后对原始数据进行直接反演法，然后得到反演后的数据。图 2-2 数据反演过程2.1.2.3 对数据进行反演之后，通过反演数据fy.dat或者mdfy.dat，然后画出原始Grapher图和反演的Grapher图。图 2-3 数据反演后Grapher图2.1.2.4 画出每个测点的反演数据的曲线图，把得到反演曲线画出

6、电测深曲线类型平面图，根据曲线类型进行分层，画出地层分界线。用反演数据画出数据的等值线图。图 2-4 数据地层分层图图 2-5 数据反演后等值线图2.1.3 实测数据分析解释由反演结果图可知，电阻率为1000欧姆左右，基岩组要为灰岩，其电阻率在2000左右。2.2 最小二乘法反演2.2.1 基本原理一维电测深最小二乘法反演建立目标函数： （10-4）其中 为观测电测深视电阻率数据， 为计算机模拟的视电阻率数据，都为列向量。 用泰勒公式略去高次项近似为： （10-5）其中 为初始模型模拟值， 为偏导数矩阵， 为模型修改量。这样： （10-6）令 为 ，令目标函数取极小值，则有 。因此得线性方程组

7、： （10-7）解这个线性方程组得模型修改量。修改模型得新的模型。对新模型进行正演，得模拟观测数据。代入目标函数，看是否满足精度要求。如果不满足则继续反演，继续计算模型修改量直到满足精度要求为止，此时的模型即为反演结果。2.2.2 数据处理2.2.2.1我们进行直接反演法，我们首先对我们的数据进行预处理，对于两个测深为MN/2的数据平均，得到反演原始数据。图 2-6 数据预处理2.2.2.2 然后对每个测点的数据画出Grapher图，知道每个图的曲线类型，从而建立模型文件，为最小二乘法的运行做准备工作。图 2-7 原始数据Grapher图图 2-8 反演模型2.2.2.3 利用好模型文件，对每

8、个测点做最小二乘法反演，得到反演数据，反演模型。图 2-9 数据处理过程2.2.2.4 对得到的反演数据进行Grapher画图，然后画图模型图，得到模型电测深曲线类型平面。图 2-10 最小二乘法分层图2.2.3 实测数据分析解释 根据最小二乘法可以看出，表面为素填土，反演数据分层在0.3-3m的位置为素填土，在130-140号点的位置素填土很薄，因为这段地层表面为卵石，所以出现了薄的地层，160号到170号点都是出现薄地层。地层往下是粘土，一般为20m,根据图可以看出，在初始值大概为4m。，可以看出，粘土层大概为2m。接下来为含角砾粘土层，地层由在9m-18m的位置，地层大概为10m。往下为

9、基岩，石灰岩，25m。2.3 对称四极测深2.3.1 基本原理 电测深法又称电阻率垂直测深法。该方法是对一个测点用一系列由小到大的级距进行视电阻率测量，反映由浅入深的地层 垂向变化情况。通过对现场实测曲线进行分析和解释，可对观测点处垂向各地电性层的厚度和电阻率的大小。在实际工作中，一般采用对称四极电测深装置。通过图形可以看出，电阻率测深曲线会出现脱节现象，主要是由于在一些MN/2不同的情况下，由于测量的深度不一致，导致测量浅部物质不均一造成的。2.3.2 数据处理2.3.2.1 通过对各点的数据进行处理，画图对称四极的等值线图。图 2-11 对称四极等值线图2.3.3 实测数据分析解释 通过图

10、可以看出，在表层都出现的都是低阻图，从而可以看出都是一下填土，出现的电阻率一般都是很小的。从而看出地层的的地层分布不均一。2.4 高密度电阻率法2.4.1 基本原理 这个程序使用的反演程序是建立在抑制平滑度最小平方法的基础之上的。建立在拟牛顿最优化技术基础之上的最小平方法的一个新执行也能被使用。对于大型数据组，这种技术要比常规的最小平方法快10倍多，而且要求的内存比较小。抑制平滑度最小平方法是建立在下面的方程的基础上的。（JJ+F）D=Jg优点就是：阻尼系数和平直度滤波器能被调整来与数据的不同类型相配。2.4.2 数据处理2.4.2.1 数据准备：将原始数据处理成瑞典反演软件要求的格式（如图2

11、-12），删除VP和IP两列，将滚动数改为电极距，在数据头和数据尾加上必要的一些代码（注：第一行：测线号；第二行：最小的电极间距；第三行：排列类型（温纳=1，二级=2，偶极-偶极=3，联剖=6，施伦贝尔=7）；第四行：测量数据点总数；第五行：测量数据点的X位置的类型，表示X 位置是排列的第一个电极的位置，输入0；如果是排列的中点 (也就是：在拟断面中的测量数据点的位置），最后将数据存为txt文件并改名为dat类型图 2-12 数据预处理部分 图 2-13软件导入类型文件图2.4.2.2 反演过程：打开瑞典高密度处理软件RES2DINV.EXE，点击“File”“Read data file”,

12、将准备好的文件读入程序，弹出对话框（如图2-14）点击“确定”按钮；完成数据读入后可点击“Edit”“Exterminate bad datum points”删除异常点（如图2-15），完成后重新保存数据，并再次读入；然后点击“Inversion”“Least-squares inversion”，弹出对话框，文件名填入“r.INV”文件类型选择“.inv”格式，然后点击保存，等待反演结束；结束后弹出对话框（如图2-16），输入0后点击“OK”接受反演结果。图 2-14 数据载入 图 2-15 去除点图 2-16 高密度反演成果图2.4.2.3 通过等值线画得到结果图。图 2-17 等值线图

13、2.4.3 实测数据分析解释根据高密度反演图联合图2-17可以看出，在80号到90号点的位置深度为10m的位置出现低阻异常带和图2-17相符合，这说明该地区为一个含水粘土层，在130号点到145号点的位置，出现高阻异常，是由于表面的地层接地不好，地下还有下水道的干扰。地层的变化由素填土，粘土，含角砾粘土，基岩。3 电磁法3.1大地电磁测深Bostic反演3.1.1 基本原理一维大地电磁bostic反演公式：根据基础公式展开得到大地电磁测深Bostic原理，3.1.2 数据处理3.1.2.1 首先从野外采集的每个测点的数据文件中提取Z文件.提取第1、3、6列中的1行，并保存在Excel中，图 3

14、-1 数据与处理图3.1.2.2 之后处理数据，把其中有用的，我们只需要第1、3、6列有用。第1列表示频率，第3列表示TE模式的视电阻率，第6列表示TM模式的视电阻率；利用T=1/f 算出TE、TM模式对应的周期，并把数据存为txt文件。，图 3-2 数据周期处理3.1.2.3 用老师提供的自编圆滑程序，用程序对实测数据进行圆滑（五点式圆滑），并且得到TE、TM模式实测曲线圆滑后数据，用grapher画出TE、TM模式实测曲线圆滑前后对比图。图3-3 数据圆滑处理图 3-4 数据圆滑处理后Grapher图3.1.2.4 之后对数据进行Bostic反演，用软件bostic.exe对圆滑后曲线分别

15、反演TE、TM模式。图3-5 数据Bostic反演3.1.2.5 对Bostic的反演数据进行整合，得到等值线数据处理。图 3-6 Bostic TM数据等值线图3.1.3 实测数据分析解释 由上图可以看出，实测曲线和Bostic曲线想去有点远，进行Bostic反演的时候，应该检查数据的问题，进行检查数据之后考虑地形的影响，这样原始数据曲线和Bostic曲线就会相似重合。3.2 EH4电磁测深3.2.1 基本原理通过观测天然变化的电磁场水平分量，将电磁场信号转换成视电阻率曲线和相位曲线，然后反演求得各地层的电阻率和厚度值。它是探测岩石层电性结构的主要方法。大陆普遍存在地壳内和上地幔高导层。壳内

16、高导层大多出现在中地壳，有些高导层与壳内低速层有较好相关性，主要反映脱水相变和部分熔融。一些强震区的中地壳也发育高导层。高导层的分布与地球动力学过程密切相关。上地幔高导层顶部深度变化较大，主要反映软流层起伏。有些埋深较浅的上地幔高导层不同于高导软流层。中国在20世纪70年代初开始大地电磁测深试验，现已完成几百个大地电磁测深点。3.2.2 数据处理3.2.2.1 数据导入进行预处理，图 3-3 数据预处理图3.2.2.2 数据的导入，填完导入软件，完成数据填充。图 3-4 数据导入过程图3.2.2.3 数据的填入，通过软件的处理得到成果数据。图 3-5 数据到处过程3.2.3 实测数据分析解释图

17、3-6 实习成果图根据EH4的反演等值线图可以看出，根据频率的大小，反应对应的深度，在频率为400-750的位置，出现高阻异常，在500-600的点出现的异常最明显，这很有可能是因为地下存在一个高阻异常体，出现了一个矿床。4 地震勘探4.1 折射波法4.1.1 基本原理折射波法是利用人工震源激发的地震波在地下介质中传播，当通过波速不同的介质界面时，波就会改变原来的传播方向而产生折射。当下层介质的波速大于其上部介质的波速时，在波的入射角等于临界角的情况下，折射波就会沿着速度界面传播，产生所谓的“滑行”波。这种沿着界面传播的“滑行”波引起界面上各点的震动，并以新的形式传至地面，在地面上观测其到达的

18、旅行时间和接收点到震源的距离，就可以求出折射界面的埋深。4.1.2 数据处理折射波数据处理程序是对共排列、等道距采集的地震记录进行预处理，拾取初至时间，并将处理过的数据文件组成折射观测系统。根据折射系统可确定盖层层数和深度，并确定底层波速。处理流程如下：4.1.2.1先打开折射波处理软件对各道记录进行预处理-清除坏道-拾取初至波速度，弹出窗口如图图 4-1 数据预处理4.1.2.2 2）打开依次点击载入-修改排列参数-手工标记时间。载入是把折射波记录载入，这里载入的是21道记录；修改排列参数是修改偏移距，确定各道记录的正反向激发性，都修改好后就按走时及幅度存取文件，对修改后的记录数据进行存盘，

19、便于下次直接使用手工标记时间是手工拾取标记初至波到达时间，需要对每道记录都进行标记，也可以自动追索初至时间，但是考虑到数据处理的准确性一般都选择手工标记，每一道记录标记好后都要进行存回保存。图 4-2 拾取反射波图4.1.2.3 第二步是载入处理数据文件组，对第一步处理后的记录进行数据组处理，每四道记录为一个排列，组成折射波观测系统，得到相遇追逐追逐时距曲线、分层综合深度图和综合剖面成图，分别把它们保存下来。如下图：图 4-3 载入文件组图4.1.2.4 得到数据折射波数据，如下图图 4-4 折射波追逐曲线图 4-5 折射波分层图4.1.3 实测数据分析解释 由上图可见，根据图4-5图可知，第

20、一层的厚度分层在10m，地层处于上升阶段，这说明往下走的表层开始变薄。第一层的速度约为457 m/s，第二层的速度约为2700 m/s。根据4-5图可知，第一层地层约为5m，开始比较薄的地层，慢慢的地层开始变厚，一层的速度约为310 m/s，第二层的速度约为2900 m/s。4.2 反射波多次覆盖方法4.2.1 基本原理反射波由震源沿着波射线向下传播，在遇到两种地层的分界面时，无论界面的波阻抗增大还是减小都会发生放射信号。即使上下岩层的波速度不变，只要密度发生变化，其分界面也能产生反射波。根据这些信号就能把界面的起伏变化、隐伏低速层、空洞有很好的直观的反应出来。因此在揭示地下地层结构时也具有一

21、定的优越性。反射波勘探的核心问题是共反射点水平叠加技术及动静校正和数字处理技术，原理如图7所示。 水平叠加技术也称多次叠加或多次覆盖，及对反射界面上的各点作多次重复观测，但每次观测时，炮点和检波点各不相同。然后将来自同一反射点的各反射信号，校正对齐后叠加，使来自该点的有效波得到加强，而多次反射波和其他干扰波则相对地减弱，从而提高时间剖面的信噪比。通过动校正和道集叠加绘制反射波垂直时间剖面图，可以分离出地下的层里结构，确定地下较小的地质构造以及寻找局部地质体；与其它物探方法探测比较。4.2.2 数据处理地震反射波数据处理程序通过对共炮点、等道距采集的CDP地震记录进行叠加前预处理、组成共中心点道

22、集、反射波速度分析、动校正、CDP叠加、以及剖面的其他处理等。处理流程如下：4.2.2.1先打开反射波处理软件 依次点击菜单栏的共中心点叠加-载入顺序共炮点文件-组成共中心点道集-处理模块下的拾取反射波速度。弹出窗口如图。图 4-6 数据预处理4.2.2.2载入顺序共炮点文件是把各道记录按顺序载入；组成共中心点点道集是根据实际情况设置激发步进道间隔数。图 4-7 设置共中心点图4.2.2.3 拾取反射波速度，采用自己拾取的反射波速度，运用与反射波叠加，得到相应的反射波叠加图，通过反射波辅助工具，画出自己的反射波图，通过反射波图的同相轴的变化，分析地层的错动情况。图 4-8 拾取反射波速度叠加图

23、图 4-9 反射成果图图 4-10 反射波有异常地层图4.2.3 实测数据分析解释 根据图4-9，图4-10可知，在4-9图上可以看出地层的变化，从而判断出在第68道采集数据，到31道采集数据看出有地层的错动，判断该地质现象为断层。由图4-10彩色线显示，由于左边的地层相对于右边的地层较厚，可以看出左边为断层的下盘，右边为断层的上盘。4.3 面波法4.3.1基本理论面波沿地表由震源向外传播，其波阵面是圆柱面，其穿透深度约相当于它的波长。面波勘探的核心问题是准确的获得不同频率面波的相速度V，同一频率的V在水平方向的变化反映出地质条件的横向不均匀性，不同频率的面波V的变化则反映出介质在深度方向的不

24、均匀性。由于面波相对于体波而言，其能量较强，速度较低，因此在揭示地下地层结构的物探方法中具有一定的优越性。与其它物探资料相结合，了解场地松散、破碎带信息。面波波速与介质的密度和力学性质有关，面波速度的变化，反映了岩土力学性质的变化，从而可以提高地基承载力的评价信息，与其它物探资料结合，了解场地松散，地下土洞破碎带等。通过图分析频散曲线，了解基阶模态和高阶模态，不同的类型的地层上激发的面波频散曲线，1) 横波速度逐层增高：由表层向底层横波逐层增高，这样面波大部分分布在基阶模态中，时间空间域各道面波波形岁距离增大而平缓衰减，此形式主要能能量在基阶面波。2) 地层横波速度很高，中间某层为低速层：大地

25、某一中间层为低速层时，面波的能量分布不再集中于基阶模态，能量分布于各阶模态中，并随着频率变化，这种形态有一种“之”。3) 表层为横波高速层，下部低速地层，面波分布也不再集中于基阶模态中，能量的分布随频率变化，时间-空间域各道面波波形随距离增大出现明显的各阶模态面波。4.3.2 数据处理多道瞬态面波勘察数据处理系统是面波资料内业整理分析的重要基础环节工作之一，处理过程从输入现场采集的多道瞬态面波记录入手，设置X 一T 窗日，通过F 一K 算法，提取面波的频散数据，对于整体速度递增类型的频散曲线，可以由频散数据进一步反演出地层的剪团波速度（vs ）的分层断面，达到地质勘察的目的。采用的数据文件是B

26、-B线。面波数据处理流程：4.3.2.1打开面波数据处理软件弹出如图。图 4-11 数据载入预处理4.3.2.2 拾取面波范围，得到面波范围之后，拾取基阶模态波，如下图：图 4-12 拾取基阶模态4.3.2.3 依次进行下列操作：文件处理流程- 打开X-T成批文件- SWS顺序成批文件-点击加入到右边的X-T文件- X-T设置窗口。在弹出的窗口中依次进行下列步骤：对窗口进行调整，然后进行 F-K域处理-设置分辨率-搜索基阶模态-合成频散数据文件-Vc/L图示，并对文件进行存盘。转入反演-逐段分层-调试拟合-检查拟合。面波成果图：图 4-13 面波合成频散数据文件-Vc/L图图 4-14 面波分层图4.3.3 面波地质绘图图 4-15 数据分层图4.3.4 实测数据分析解释第一层为耕作土及比较松散的粘土，厚度在1-5米，面波速度为160m/s-230m/s;第二层是比较密实的粘土，厚度5-16米，面波速度为230m/s-370m/s；第三层含水率较大的粘土层，该层是由基岩的不透水性使其富水，面波速度较低，厚度0-5米，面波速度为180m/s-280m/s。基岩的速度的