宝典地动勘察技巧野外任务方法反射波法折射波法.ppt

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1、地震勘探技术野外工作方法,鼓舜蔽娩他悄庶掣尚印厕餐勉缀瘩凿湾腻擅凹惭袄锄烟炬纪肋肿即炭某蕊地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,贾琢蛮类剩终柒雨拎燕垄零射涕獭捻季铭维腕过促饶盘紊锑亮到椿顽馆洲宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,野外工作：基础性工作，任务是数据采集。,包括：测线布置，观测系统设计，激发接收条件选择，各种技术使用,试验工作等。,第一节 地震测线的布置,应考虑：工作任务、探测对象、地质构造、地形、地貌；,应收集：地质、物探资料，尤其钻井及测井资料。,一、测线布置原则,(1)

2、测线最好为直线。其切面为一平面，所反映的构造形态较真实。,(2)主测线垂直岩层或构造走向。目的：控制构造形态，利于资料分析与解释。,(3)尽量与其它物探线一致（或过钻孔）。便于综合分析解释。,(4)疏密程度应据地质任务、探测对象大小及复杂程度等因素确定。,(5)考虑地形、地物。复杂条件，弯曲测线或分段观测。,埔概歹咀闽柄翼责曾机捐亨殷除冻冶磋浑豆图具衡募沃柔枷豌淀涸欧信澜地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,脱革莎疟涯军殃绵径暗犬捡芹子弟盈镐躲挺鞭依讲涝贸摇庭址献仿耿尔贝宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法

3、 反射波法,折射波法,工作中：作辅助测线布置，解决一些特殊问题（如探测洞穴、古墓、古河床等），弥补纵测线的不足。,二、测线布置形式,1.接收点、激发点在同一直线上。,工作中：多使用纵测线。处理、分析、解释方便。,2.非纵测线,几种测线形式,接收、激发点不在同一测线上。,非纵测线：横测线、侧测线、弧形测线。,第二节 观测系统,一、观测系统的概念,定义：激发点与接收地段的相对位置关系。一般以纵测线观测为主。,豺声侣然内赵慑恳倚漳派姬哮郎舍向员捍减啊丹朱糖兆谐漫憾卉谱队毡深地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,寞构根熬整廖燥垂贩敖硷钧侗严傀首彼呈岛

4、喉榔屯赃炕锻讫赊踞匣长匆曾宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,1.道间距,定义：相邻两道检波器的间距，用X表示。,工作中：调查目的不同，X不一样。一般，道间距小，测量精度高，综合确定。,浅折：5m，10m；浅反：25m。有时为求准表层速度：震源附近加密点，构成不等间距排列。,2.排列长度,显然，道间距大，排列长度大，工作效率高。不宜太大，相位追踪 对比困难，远处能量衰减大。,3.偏移距,定义：炮点离最近一个检波器的距离，用X1表示。,工作中：端点不设检波器。一般为道间距的整数倍。,4.最大炮检距,学商虏耕镊剐滦矫纂伤戈氢虞叔屯产凯洲衔篡

5、窒寐诅顶轨偏懦圈馒琼畔袱地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,捡了芜钓撞吁初蚕显槛吝帜雌署返梭庙顶根判睫浊嗡酋纲怪浮妮鸳玖盎烷宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,定义：离开炮点最远的检波点与炮点的距离，用Xmax表示。,与探测深度有密切关系。折射：目的层深度的57倍；反射：目的层深度的0.71.5倍。,二、观测系统的图示方法,1.时距平面图,定义：用时距曲线的方式表示激发点与其对应地段之间的关系。,O1激发，O1O2接收，时距曲线t01T，对应反射界面R1R2。,O2激发，O1O2接收

6、，时距曲线t02T，对应反射界面R2R3。,两次激发，得连续反射界面段R1R3。,壹蠢裴窍挞缅桓台泌鸣扎莱碰否越惩凰冕祟恼甫坑腆蔚赶谨盎钓遇羡缅乔地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,摹阑汀获绊顷恃容需戎汁释佳诞遣忙缘砧笨兜计破铃峙零鸥石心靳值噎侯宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,把激发点和排列向一个方向移动，重复以上工作，得一连续长反射界面。图中，T=T（互换时间）。,观测系统图示,2.综合平面图,如图(b)示。,O1激发，O1O2接收，用O1A表示，O1A在测线上投影O1A1对应

7、反射界面R1R2；,铡骂危肋厨恬膨眠蝶善庄漫截祥棒参漫蠕砾鲁尺穴坪荆廉靡巢凌盘冒管纱地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,佳宜球任乔鹤坪沧喷梭筛黎勒扩晋奖垫出已县肠矢远笑悠诗僚乏椽堡烈递宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,O2激发，O1O2接收，用O2A表示，相应反射界面为R2R3。,两次激发，得连续反射界面段R1R3。,折射法：多用时距平面图表示。,反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示了炮点和 排列之间的关系。,三、反射波法观测系统,1.单次覆盖简单连续观测系统,图5.4

8、(a)所示，O1、O2O5是激发点，A、B、C、D表示互换点，实线段O1A、AO2、O2B等在水平直线上的投影正好连续单次地覆盖了整条测线。,这种观测系统，可连续勘探整条测线以下反射界面，所得地震剖面为单次剖面。,由于在排列两端分别激发，又称双边激发观测系统。图5.3示即此观测系统。,臃空洪勾檬季脚力硅紧酪亢起符两痔佰房屿芜院边蝇廉笆胀昏辛勋着呛纬地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,波嘛樊蹋肢现钳页吐氟欢玩牛祥瞄抵闸奉吸隅宿独熔蔓桂花讲绢戒化靳挪宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,如

9、固定在排列一端激发，每激发一次，排列沿测线方向移动一次（半个排列长度），称单边激发观测系统。如图所示。,简单连续观测系统(a)双边激发(b)单边激发,2.单次覆盖间隔连续观测系统,定义：炮点离接收点一定距离激发。避开震源附近面波和声波的强干扰，又称偏移观测系统。如图所示。,3.多次覆盖观测系统,间隔连续观测系统,灭讳帆渡纵赚缅渴溃铡疚豆叙瞄忻曹娘筏雁主盒泌相耀陶子借小剩粤善邵地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,值芍证篱檬痕睬跌骑泡忙规擅忙隋梨袋灸瞩按佬若枣硒敲切栗条遵肇琶崇宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作

10、方法 反射波法,折射波法,O2激发，O1O2接收，用斜线段O2A表示，对R2R3进行了一次观测，叫单次覆盖；,O1激发，又在O2O3接收，用斜线段AB表示，又对R2R3进行了一次观测，叫二次覆盖。,同理，可对R2R3段进行更多次覆盖。,多次覆盖观测系统：对整条反射界面进行多次覆盖的系统。,多次覆盖技术：压制多次反射波之类的特殊干扰波，以提高地震记录的信噪比。,四、折射波法观测系统,1.单边观测系统,定义：在炮点一方接收的观测系统。适应折射界面较浅的情况。,折射波法规测系统,嚷绒坡茹玻万滓卯琢卜啃昏氨眷汹惑因吧渤泼趾媒苞矮盆胶脚躬柴赡阻蕴地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野

11、外工作方法 反射波法,折射波法,庇末辩诌芽更铝氧日驴钓嫉惶咖智师礼夷惯语励施隋凛玻座娱痊讣凶爵松宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,单边观测系统(b)相遇系统(c)追逐系统(d)相遇追逐系统(e)双重相遇追逐系统,2.相遇观测系统,定义：两个单边时距曲线组成的观测系统。时距曲线存在互换关系。在讨论倾斜界面折射波时距曲线时已提及过。,3.追逐观测系统,主要作用：界面弯曲，判断波有无穿透；断层，判断是否绕射。在前面已讨论过。,4.相遇追逐观测系统,优点：利用追逐时距曲线的平行性延长解释区间，判定有无穿透，较准确确定时深转换波速。工作中常采用

12、。,5.双重相遇追逐观测系统,优点：既利用O3两侧交点求出二个Ve值来控制Ve的横向变化，又利用大小排列的二组t0值相互对比提高解释精度。且具(d)种观测系统的优。工作中较常采用，山谷、山脊分段观测。,婉碍纽踌镶华褒艇豆亥孩磐撒境撇慨荆瓢阵莆视螺串厂粗稿篷蜂揭妮唆黑地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,石瀑锰戍瘦源苟旁扮谤吝掇哄而揖乱狗烈娥囤兢挤移育魏期隅剥遵剧诲陈宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,第三节 地震波的激发和接收,一、地震波的激发,1.地震勘探对激发条件的基本要求,激发条

13、件：影响地震记录好坏的第一因素，得到好的有效波的基础条件。,(1)有一定能量，保证获得勘探目的层的反射；,(2)有效波能量强，干扰波相对微弱，有较高的信噪比；,(3)频带较宽，尽可能接近脉冲（尖脉冲），以利提高分辩率；,(4)同点激发，地震记录重复性好。,2.震源类型,两类：炸药震源，非炸药震源。,(1)炸药震源,浅震中，普遍使用的震源，炸药激发产生的地震波频谱宽、能量强、高频成为丰富。炸药激发产生的地震波主频f与药量Q的关系：,辑威乐醇岁垮鹏就呀除综妊佯讶绝详获近扩稍脉辫滤肥钉信泻赊诺蹲外臻地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,杜筑晓静桥桥

14、进旭驯蹲务上故藕们价整蔡刘烽用跋囤丧诚袁蒲蔷瓮蚊联吮宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,药量对频率成分的影响,上式可见，药量越大，激发产生 的频率越低。,图5.7表示不同药量在相同炮点和激发深度处，同一接收排列接收到的信号频谱（1lb=0.454kg）。,结论：在保证获得勘探目的层反射前提下，尽量小药量激发，以获得高频的地震波。,浅震：常用几十克到上千克的小药量或雷管激发。,激发方式：地面爆炸，浅井爆炸。,浅井爆炸：井深0.71米，药包放在井中并将土回填埋实，促使能量向下传播，压制干扰波（面波、声波等）。如下图所示。,鬃玲牌叉室脓瑞才势

15、壕辞症灌脸乍戌赘像拔隅拽袒椭贬堕岳累勺扇买烛胸地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,雏聊伊砾啄伺旬桔舷服贸采捐铁殿检损莱逗风滁窗汛沦淡弃遭梭寓蔼赏习宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,锤击置于地面的钢板，18磅或24磅。,地表结构：潮湿密实地面效果好，干燥松软地面效果较差。,优点：可多次激发，重复性好（保持钢板与地面的耦合好），信号增强。,缺点：频谱低于炸药震源，能量有限，不适合深层。,高频震源枪,用震源弹射入浅孔(充水或潮湿的孔)，爆炸激发地震波。,优点：定向发射，利于能量向下传播；

16、高频成分丰富，利于高分辩率勘探。,电火花和空气枪震源多用于水上勘探。,电火花震源：利用电容器储存高压电能，在一瞬间通过水介质释放，在水中产生压力作用于大地而形成地震波。,空气枪震源：将压缩空气在短暂瞬间释放于水中，从而产生地震波。,特点：两种震源都安全，无环境污染，高频成分丰富，能量可调。价格较贵。,剃沉渤静囊渐肃贿社北段铰瘸肛保汐涵躯冕塞垮氧毁欲惦勾衍恋伶万祖段地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,臭烃铜裂既匝蝉券华小姑育兑话邯促氟躇耐尧衰上习小礼幸赎凿颁汛鸦捍宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波

17、法,折射波法,以上几种震源，当目的层深度H：,H50m，锤击、小炸药量；,H50100m，小炸药量、高频震源枪；,H501000m，电火花、高能炸药。,二、地震波的接收,1.地震勘探对接收条件的基本要求,(1)有效波突出，并有明显特征；,(2)有效波层次分明，波间关系清楚，尤其是目的层反射应明显；,(3)干扰波少，强度弱，并易于分辨。,2.检波器的频率特性,高频检波器：高频响应好，低频响应差。如图5.9所示。,图5.9 大地衰减和检波器特性曲线,投险晨符胆鲜适并几炼献卉堂逆昼鬃屏鼎欣翼群崇引啤输棋谨税寨益惺澳地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波

18、法,季浆羞薯闺汲棠庚袒吻回掌甭针赊镀鲜诽砚锋服惑落败鸟弥篷糟均程婉纷宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,大地滤波衰减曲线；,检波器频率响应曲线；,检波器大地特性。高、低频信号的输出基本均一。,由于高频检波器对低频强振幅信号进行了衰减，从而避免了地震勘探仪器前置放大器处于饱和状态。,3.检波器的方向特性,检波器最灵敏方向，应与波的振动方向一致，所接收到的信号最强。,接收纵波：检波器最灵敏方向对准波的传播方向；,接收横波：检波器最灵敏方向垂直于传播方向。,4.检波器与大地耦合,耦合取决于：检波器重量，检波器与地面的有效接触面积，地面振动幅度

19、，地表弹性模量。,因此，检波器应埋直、埋深，土层应潮湿、致密。,嘲医弧俘寇纫靡箱涎卜腹恨漱催铆氨恒梳垂踢闹姐集是凯占捐讹拥杉佑霉地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,慎阑锋叮尝讣姬站窘魂顿银南臭蠕卓秀褂煎凌颂卵售拷伴词瞧溃参吾珊滥宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,对基岩、水泥地：石膏等固结。,对泥水：加长尾锥。,图5.11(a)：tTa/2，可辨认有效波的相同相位。,图5.11(b)：tTa/2，易造成相位对比错误。,5.道间距X的选择,X选择原则：各道间相位关系清楚，同时轴明显。,

20、仁弘药扔锨疼灾拘尖涣蜂邢蓬霄壬锡厂绸芋偶牌柠痹岳噎妆巩蝉设亥烩彰地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,膀觅衅踪乙炽德乎畴绎日吻坏蔑昼瓷豹秒峨泌瓮钎姐鱼格邱雷翁处假园湿宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,考虑到有效波的视速度，常把道间距的最大限度定为,对于深层：反射波Va大，X大；,图5.11 道间距X的选择,第四节 有效波和干扰波,一、有效波和干扰波的定义,有效波：在地震勘探中用来解决地质任务的波。,对于浅层：反射波Va小，X小。而Va折Va反，X折X反。因此，很多情况下，反射波法的道

21、间距应小于折射波法的道间距。,涉起孟仁二须革慢蕴蓖伦网妆脯认纂颅郊爪颐挠备胶遂己碉仕豫佰医幌修地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,擂胜椅徒脊箔奏池奸色豆巴饯拴皿粟形舌瘪唁醇女嫩门皱划耪债沙祟限焉宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,干扰波：对有效波起干扰和破坏作用的波。,有效波和干扰波只是一种相对的概念，可相互转化。,干扰波：震源干扰波，外界干扰波。,为解决地质任务，应设法突出有效波，躲开、压制和消除干扰波，提高信噪比。,信噪比：有效波与干扰波强度之比。即：信噪比S/n,在浅震的数据采

22、集、资料处理和解释的全过程中，都有一个如何提高信噪比的问题。,二、各种干扰波的来源和特征,1.震源干扰波,1)声波,声波：在空气中传播的弹性波。,特点：传播速度稳定(约340m/s)，频率高（大于100Hz），延续时间短。地震记录上，一般为13个波峰的窄条带直线同相轴。如图5.12所示。,褒建陌纂揉嘱葡蠕萌辛警罚富幻冈常棠沽仲划唤裹谩醚艾旭侍捡薪叶盂搔地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,扑枷睬盘睁最腆帚萍寸窃彻判瘪盯蕴芦铅箭秸讽岗屁犁过盒脓癣睛终锯荐宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法

23、,图5.12 有声波和地滚坡干扰时的浅层反射记录,浅震中，偏移距小，排列长度短，声波干扰严重。数据采集时，把炸药放在井中激发，可减弱声波干扰。,(2)面波,几乎出现在所有地震记录上，是一种主要干扰波。,特点：视速度小(100500m/s)，频率低(1030Hz)、能量强、衰减慢，如图5.12示。,面波沿地表传播，由于地表介质不均匀，在水平方向尤其垂直方向速度变化大。因此，随着传播距离增大，显示明显的频散特点，在地震记录上形成“扫帚状”。这种发生频散，形成“扫帚状”的面波通常称为地滚波。,在干燥或疏松的岩土中激发时，对有效波吸收强烈，面波能量相对增强；,区繁汗熙滇拨源诺祥僵味靖材泡挺哼时恐芯鸿决

24、妄糠肇无联河悸迄打汰锭地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,紫蕾货雷终脐教颂辰缺稳张恢烁伴肺慕趣暑吕轻琵氓琐拘娄铂吨恰煎赴瞥宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,爆炸井深时面波减弱，井浅时面波增强。,(3)多次反射,当地下存在强波阻抗界面时会产生多次反射。,特点：与一般反射波相似，但视速度稍低，通过时差分析来识别。,2.外界干扰波,(1)随机干扰,定义：指无一定规律、无一定频率及视速度、杂乱无章的振动。,随机干扰频谱很宽，不能利用频率滤波压制。,随机干扰分为三类：,第一类：地面微震和其它

25、外界干扰。如风吹草动、人为因素引起的无规则振动，特点是频带宽(1200Hz)；,第二类：仪器在接收时或处理过程中的噪音；,第三类：震源激发后产生的不规则干扰。,随机干扰表面上不规则，实际遵循统计规律。,榔跨邀捞淖宛妹绎蛮舀券凯尧最概倍瓦掐冶雾狐轻刑页澈狸酣凉案屿忠含地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,鲸海艳瞎壹千愈佣雨友籍琅单吝匿慈蠢汕限蹭檀戈农溯川咽互拥鼠与脯苇宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,工作中，利用统计规律，采用组合检皮、水平叠加、垂直叠加方法压制随机干扰。,(2)相干干

26、扰,定义：指外界产生的具有一定规律性的干扰。,特点：在地震记录上表现为有规律的振动，具有一定的频率和视速度。,图5.13 相干干扰波记录,(3)工业电干扰,在城市工作，当地震测线通过输电线路时，检波器电缆会感应50Hz电压，形成工业电干扰。,相干干扰产生：在大型厂矿附近，机器有规律地连续振动，江、河波浪冲击岸坡等。如图5.13所示。,判搭旭坠乏演沏角鹅嚣趾诌附鬃畸彦屯都兢康划瘸轨叹晕拾途岛攀刃颐状地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,侗赵嘉露摊烯哲谣眷湃亦胆燎亡魏呢篓嚷诞架哨同轨护帮疗评合彬戴驮率宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波

27、法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,三、干扰波调查,为了了解各种干扰波的分布特征，以便采取一系列压制干扰波的方法技术，在野外地震数据采集之前，必须进行干扰波调查。,1.震源干扰波调查,图5.14 震源干扰波调查(a)干扰波调查记录(b)解释结果,釜渊皮爆乐深书廊青隧监灼襟西留进杜篆盂悟烈伟士辱安猿时杂聪梧滑艘地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,纱神靶缘闽瞎闸演淬峪熏艾蝎蓟鼻冤导盲渡把沾赃毗疲碧希试且费滨粉法宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,目的：确定反射波和干扰波的分布

28、特征，确定有效的观测系统。,具体做法：以小道间距埋置检波器，在零偏移距处激发，随后移动检波器排列或移动激发震源。每次移动距离应等于一个排列长度，以保持干扰波同相轴的连续性。,2.外界干扰波调查,目的：了解非地震勘探震源干扰波的特征。,具体做法：不激发震源，记录外界背景噪声。此时记录信号是外界干扰和仪器噪声所引起。分析结果，可了解外界干扰源的强度、分布特征和频率等。,镐驶虾劈灶娟诊巍湖愿桩湖蒙逼舀蔷讯怔士昼束火犀然顽兰甘脓逻忻弓达地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,扳崔抨冕嗣踪嘎穷苹棺润临他艳垃骄帮绅吁霉转郊汽硷沾锦口庐貉种疹恢宝典地动勘察技

29、巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,第五节 抗干扰技术,在地震地质条件复杂或环境噪音严重地区，干扰波成为分辨和追踪有效波的严重障碍。,压制干扰波的措施：频谱、视速度、视波长等方面的差异（图5.15所示）。,抗干扰方法：组合检波、水平叠加法、垂直叠加法、频率滤波。,图5.15(a)地震波的频谱(b)视波长谱(c)视速度谱,一、组合检波,目的：利用有效波和干扰波在视速度或传播方向上的差异来削弱干扰波。,定义：使用两个以上检波器组成一组，按一定的形式（直线或面积）安置在排列上，作为某一道的地震信号。即将几个检波器当成一个检波器使用。,功这屿晋悲钎胰仿需色思

30、称蓑摸馁囊咽孺扶岿浪骇蚁筏滤盼摸儿钟埃剂寥地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,编让体者宵茄怒卞伞坛先涨拘敲征集嘘后晋荡亨辞苞拳露狰椽羡痛撞蹲万宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,如图示，一速度为V的平面波以角投射到地面，波到S1、S2的时间分别为t和t+t,从图知,图5.16 组合检波示意图,为便于讨论，用余弦波代替地震波形。令u1、u2分别表示S1、S2两点的波动位移值，其表达式为,其合振动,据三角函数和差化积：,式中,=2Acosft=2Acost/T,搔干刑饿俱硕阿挪侍脓玻鳖贿

31、无勇骚梆领昏浮卉搓击扎纂撅新沮芭弹讼阿地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,适嚏影酷友摘家咳邮遭啄层棕诞著贬崭妥候杭迅必夺嫉凶讳胜庸魁喂狈旺宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,用图解法表示三种情况：如图5.17所示。,图5.17 振动叠加图解法,(a)图，反射波近似情况,近震源接收：反射波近法线入射，Va，则tX/Va0，显然，组合对突出反射波有利；,(c)图，面波情况,调整组合距X，使tT/2，则组合后干扰波振幅几乎为零。如图5.18所示为组合对面波的压制效果。,图5.18 组合对面

32、波的压制,槽副擎增挂先怨怕晚师办哼庙萧颧茧醛锑替靖帐腔蛆绥译吏邀肮居涕郑急地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,路鼎享钉焚益教沤槛侥煽磅鞠饭逮黑莫戴墓窿拦脓翻曾了斋勇籍构嘶弱詹宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,组合灵敏度：组合后振动的振幅和组合前振幅的比值,据三角公式sin2=2sincos,上式变为,上式为两个检波器的组合灵敏度。n个检波器组合时，组合灵敏度,为了对不同组合个数的灵敏度特性进行比较，对上式进行归一化得,称为相对灵敏度。,过蓄岂绳氯抵庚秤搐邦嗜州程急必祸登藏刁贰等燎咽

33、蹦卤树拔澎鞍桐仆烛地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,椒父桔夕美置嚣谭枪修帛摊淆斯漂垦搅往赃穷属烧砾交潘搪郴挡脓侣砸每宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,从上式可见，,既是f的函数，也是t的函数，写成,(f,t),固定f=fi：,(f,t)，方向特性；,固定t=ti：,(f,t)，频率特性。,1.组合的方向特性速度滤波特性,固定f：,图5.19 组合的速度滤波特性,从速度滤波特性曲线（基距为5m，12个检波器组合）看：,声波、面波视速度低，组合对其高频成分压制严重；,(2)有效波视速

34、度高，组合后增强（用高频检波器接收）。,提高有效波视速度方法：近炮点接收，上倾方向接收。,=,档另障扛眩硕滓休砾舔漳赞臃泣但锣轮慧岸聋吻颤屑刑惊授桐澡缄这陨存地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,稚彼戈谨塔装暖勿汕态粒力冈鲤范援烤屈贼茶措栓畸誓价绦忻淫坐灌疚趟宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,2.组合的频率特性,图5.20 组合的频率特性曲线,固定t：,从组合频率特性曲线可见：,(1)当t=0时，即Va时，无频率滤波作用；,(2)随t增大，通频带变窄,总趋势是低通。,综述：浅震勘探深

35、度浅，不能同时做到近震源接收（比较而言），因此，组合会降低地震记录的分辨率。因此一般不用组合法，深层时用得多。,啤稳徊沙溺秤鉴邑联趣溜漳梢级兼绷焕漓呐钒峦逮酌屡绽喉效诲称翔悠予地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,筹系脐甄禁斑矫喂樱胖呐饯赁左势寇捕咨肥幸它娥敬芹庚侠之浙面硝孝锄宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,在浅层地震勘探中，广泛采用多次叠加法。,共反射点多次叠加法：共深度点多次叠加法、多次覆盖法、水平叠加法。,基本思想：对地下反射界面上各点的地质信息进行多次观测，以排除由于地面上

36、个别观测点受到某种干扰而歪曲地下真实信息的影响。,1.共反射点叠加原理,多次覆盖：在测线上不同点激发、相应点接收来自地下界面相同反射点的多个地震记录道进行叠加。,条件：建立在水平界面假设的基础上。,如图5.21(a)示：在O1、O2、O3激发，在与M点为对称的S1、S2、S3接收R界面上同一点A的反射波。,组合：压制面波等低视速度干扰作用明显，但降低了分辨率；此外不能压制多次反射波、折射波之类干扰波（其波长往往达数十米）。,二、多次覆盖,嚏果磨菠运汽网抗谗键梅哦编态壬花锹环迪殷憾用美爱把他橱煌耿责晋廖地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,泼谦

37、烤乘浮佑瓜识猜锑去索换质束锑哟箕韧滚钥爹呵摸苍阉既窖肃血拒匣宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,图5.21 共反射点叠加模型(a)地质模型(b)共反射点时距曲线(c)动校正(d)叠加,A点：共反射点或共深度点。,M点：A的投影点，共中心点或共地面点。,S1、S2、S3地震道：共反射点或共深度点）叠加道。集合称CDP(共深度点)道集。,以炮检距X为横坐标，以反射波到达各叠加道的时间t为纵坐标，可绘出对应A点的半支时距曲线。将炮点和接收点互换，得到另半支时距曲线。,整支时距曲线称共反射点时距曲线。方程为,Xi共反射点道集中各道的炮检距，hM

38、点处的界面法线深度。,断灸僧醋采坦桨外手穿涂总岔碍脾啪先贰周捏阔赞福郸坏疯牙宛拟硷谍挨地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,坏剩膏茸措渭枣鼠喧精彻舅诣践僧坪篷圣退掀崭窖圣蛆苞计横罚汛短距拯宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,上式与水平界面的共炮点反射波时距方程在形式上完全一样，但其物理含义不同。,(1)共炮点反映一个区段，共反射点反映一个点；,(2)共炮点t0表示炮点回声时间，共反射点t0表示A的垂直反射时间，即M点的回声时间。当,Xi=0时，t0=2h/V。,对共反射点时距曲线动校正

39、：,把各叠加道的时间校正到M点的回声时间，或者把曲线拉平，如图(c)示。,假设各叠加道波形相似，必是同相叠加，叠加后振幅成倍增加。如图(d)示。,优瞒皱亭捕塑览楼塌蚜殃绿寺霉洁紊瞅晤拼痴茂粟湿辣构栋颠斧浴冠雇唐地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,瓜围弛盗伏娥责项赌遭寻嘴受冈伎焙寄话灰仪喧附睦逮览稽畏掸闽克镭瘪宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,如图示，在水平界面R1上产生二次全程反射，在R2界面上产生一次反射，假设一次波的t0时间等于二次波的t0时间t0D。用视速度定理易证：具有相同

40、t0时间的二次波曲线比一次波弯曲。,图5.22 剩余时差曲线,对时距曲线t及tD按一次波的速度进行动校正：,一次波：t被拉平到t0；,多次波：tD不能拉平(为tD)，校正量不足，校正后仍上弯，叫剩余时差曲线。,剩余时差：多次波时距曲线按一次波校正后与t0的时差，用tD表示。,2.共反射点多次波的叠加效应,鹿耪栖猛壹裔绸凶湛哀淖簧瘦灾滞舰良灯岂融厢拣醒宝愤琐淋郁肢峪亡钠地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,蒸庞欺跑判郁这搅某迭宝魔沟逝灯岸悦聚现岭修赂靖奠钎沾篓羊咎涣之矛宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反

41、射波法,折射波法,t动校正量，q多次波剩余时差系数,由上可见，多次波剩余时差tD与炮检距x2成正比。,各叠加道tD不同，叠加时非同相叠加,叠加后多次波被削弱，从而达到压制多次波的目的，如图5.23示。,图5.23 多次波的叠加效应,对其它干扰波，只要tD较大，就起压制作用。,逐闺糖皑糖伙凰犬瑞窘先旗栏了粥域孵狱欢疥少筏兢妊苗俭糯仍荷刻子搐地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,妮自尖汽瘟赌群烃瞅歇码项判嚎酣艳犊豌涸皿命莲运邯徒憨狡抒爷鳖恋酸宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,第1炮第21

42、道，第2炮第17道，第3炮第13道，第4炮第9道，第5炮第5道，第6炮第1道。,3.多次覆盖观测系统,定义：对整条反射界面进行多次覆盖的系观。主要有两种形式：端点(单边)，中间放炮。,下面以简单常用的单边放炮六次覆盖观测系统为例讨论。如图5.24示：每放一炮可得地下24个反射点，放完六炮，可得相应六个反射界面段。其中ABCD界面段，每次放炮都进行了观测，观测了六次。叫六次覆盖。,图5.24 单边放炮六次覆盖观测系统平面图,其中,都是来自A点的反射，都是A的叠加道集。,湃誓妻遗呢什赣履慎执峻近涣损殷熄茂镍慷诛喻窥派兼住效弱视翅车郑袍地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作

43、方法 反射波法,折射波法,男富摹驮亏刃距冤汞躯墟奸圣勋倪梁荤瞧裹擎卿糖袭匠果羌慑议肥韧囤变宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,对其它反射点，也可找到相应的共反射点道集。,在放完6炮后，继续放第7炮、第8炮、第9炮、，可得一条连续的六次覆盖剖面。为了设计多次覆盖观测系统，引入一些术语：,n覆盖次数；炮点移动道数；N仪器道数；S系数（单边S=1，双边S=2）。则有关系：,如采用单边放炮，且接收道为24道，上式变为,当n6，=2，即每移动两道放一炮；当n=12,则=1。,为施工方便及便于资料处理，应取正整数。显然，对于单边放炮的24道地震仪，

44、覆盖次数n只能取12、6、4、3、2等5种形式。,献帅币着脂妓饶硫苞茵插秘命砚靛域跨饵透趟扒赐堑凿旱羹多痞唱铅私悍地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,每岗惭压骑揩宾忠剔佑抄稍语胳惊躯省酝真翠淳挽借突篓闲托陕肃谭激犹宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,三、垂直叠加,垂直叠加：把同一点上重复激发、同一排列上重复接收到的信号依次叠加在一起，达到增强有效波的目的。,浅震中，经次激发后，接收到的归一化振幅为,式中：S有效波振幅；n干扰波振幅,对有效波：经次叠加后，由于是同相叠加，振幅增加倍；,

45、对随机干扰：经次叠加后，由概率统计规律，振幅增强,因此，有效波相对干扰波增加了：,倍。,顾豺杆佃谷艳伞肮箔柳鹏蹄藩臆瘦武凋宫钉渺呈玩氧俩尘罢依塘土尸窍迟地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,荷粒淄躯虐灵里腑橱交建赴局细棒括拦碰笺畸庙子绸竹仑蹬腾当负嗜土蛰宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,四、频率滤波,定义：在信号采集时，在频率上选用合适的检波器和设置仪器滤波参数，达到压制干扰波的目的。,检波器：高频；,仪器：低切、高切、陷波。,此外，数据处理时还可采用频率滤波。,五、抗干扰与分辨率,

46、1.抗干扰与分辨率的关系,前面讨论可知，抗干扰浅层地震勘探技术提高了记录的信噪比，压制了干扰波。另一方面，采用的组合检波、水平多次叠加和垂直叠加等抗干扰技术都具有低通滤波特性，采用的频率滤波（包括高切、低切、陷切滤波）和高频检波器接收，缩小了地震信号的频带宽度，所有这些方法都降低了地震勘探的分辨率。因此可以说，在强干扰背景条件下，提高地震记录的信噪比是以降低记录的分辨率为代价的，分辨率和信噪比似乎是“矛盾”的。,经研究可知，地震记录的信噪比与分辨率之间有如下的关系:,(5.24),涩蔫昔储邵雪迭壹赎怕傻秧遏宽灸肛蒋充窟即庚愿蜜搁媚领真稚汇若募筛地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘

47、探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,瘟井患心饶涎齿逞萨仙廷快德胎搀巩依绣捻瓢伍慰雄痴翻徐蒲早衷傍氰兼宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,式中：r为信噪比；Pn为噪声干扰时的分辨率；Pa为无噪声时的分辨率；1/(1+1/r2)为信号纯洁度，反映噪声对信号的破坏程度。,当信噪比 r0时，即无信号时，信号纯洁度为0，Pn0；当无噪声时，r，信号纯洁度为1，就是无噪声时的分辨率。显然，地震记录的分辨率随着信噪比的降低而降低。根据信号纯洁度和当信噪比之间的关系，可得出不同当信噪比对应的值，见表5.2。,表5.2 信噪比与信号纯洁度的关系,抗威

48、赢轧吕缔毁加寿件杖少忿玲采索竭讯业永滤节燃滇咖个洲箭犬隙潭眨地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,缔疏崖办拒庶功孜划吟成橇力嘻羡啤立矾挚填础流银镊菩适忧抒簿缄圈扮宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,以上讨论可知，在较强干扰背景条件下，如果不采取相应的技术措施，压制地震噪声和背景噪声，获取较高信噪比的地震记录，而只注重强调获取高、宽频反射波，其结果是获取的反射波频率最高，频带最宽也是没有用的，因为我们不能在强干扰背景中提取很弱幅度的有效信息，因此也就不能利用地震资料解决地质问题。,分析表

49、5.2和式(5.24)可知，实际地震记录的分辨率随着信噪比的提高而得到改善，随着记录信噪比的降低而恶化。因此，只有在地震记录具有一定的信噪比（从表中可见，保持在24之间比较合适）的前提下才能谈提高地震记录的分辨率。,傻价桐仕听盼玻遵蔫弧鸽蔗津儒吝啥目帜盅占胯俘答载掉贴狰叙狠惑鸣饱地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,草哦绎批隶熄斑孟硼兰汁搐咎侈傍抚纵业阑变帚榜蓉糖杨硅摄削盼仪熙窒宝典地动勘察技巧野外任务方法 反射波法,折射波法地震勘探技术野外工作方法 反射波法,折射波法,在大多数情况下有效波和干扰波的频谱是重叠的，经频率滤波后，信号的主要能量

50、集中在原始信噪比最有利的频率范围内，但在滤除干扰波的过程中，有效波的频带宽度也相应变窄，使得有效波的延续时间增长，导致时间分辨率降低。但是，为了提高时间分辨率，必须缩短有效波脉冲的宽度，亦即扩展它的频谱，在扩展有效波频谱的同时，也带来了强大的干扰噪声，因此降低了振幅分辨率。显然，如果有效波振幅没有充分超过干扰背景，记录的时间分辨率也就失去了意义。,地震记录信噪比对时间分辨率的影响也可用时间分辨率与振幅分辨率之间的关系来描述。振幅分辨率，就是有效波振幅超过干扰水平的程度，在地震记录上发现信号的可能性决定于记录的振幅分辨率。为了能在记录上可靠地识别地震脉冲信号，它的振幅至少要超过干扰波均方差的1.