2023年2月1日1

第三章地震資料的野外采集

Chapter3AcquisitionSeismicDatainField2023年2月1日2第三章地震資料的野外采集

AcquisitionSeismicDatainField野外工作是地震勘探中重要的基礎(chǔ)工作，它的基本任務(wù)是根據(jù)具體的地質(zhì)任務(wù)進(jìn)行野外施工，要齊全準(zhǔn)確地采集地震數(shù)據(jù)，為下一階段的數(shù)據(jù)處理，資料解釋做準(zhǔn)備。按地震數(shù)據(jù)采集基本內(nèi)容來分由三部分：

1、確定施工位置

2、地震波的激發(fā)

3、地震波的接收2023年2月1日3第三章地震資料的野外采集

AcquisitionSeismicDatainField工作順序(WorkOrder)：踏勘工區(qū)，布置測線；試驗(yàn)工作，為了選擇最佳的激發(fā)，接收條件，多次波，面波調(diào)查；完成一定的工作量及地質(zhì)任務(wù)；2023年2月1日4第一節(jié)地震測線的布置及試驗(yàn)性工作

Passage1ArrangeSeismicLineandExperiment一．地震測線布置ArrangeSeismicLine地震測線SeismicLine：是指沿地面或海面進(jìn)行地震勘探野外工作的路線。沿測線觀測到的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理以后的成果，就是地震剖面(時間剖面或深度剖面)，它是地震資料解釋的基本依據(jù)。測線的布置與地質(zhì)測線布置的原則(Rule)類似。2023年2月1日5測線布置的原則1．主測線(In-Line)應(yīng)盡量垂直構(gòu)造走向，目的是能更好地反映構(gòu)造形態(tài)，此時傾角為真傾角；2．測線應(yīng)盡量為直線，此時，垂直切面為一平面，反映構(gòu)造形態(tài)比較真實(shí)；3．

測線間隔隨勘探程度的提高，由疏到密，2023年2月1日6測線布置的原則地震工作可分為：區(qū)域測量，面積測量，面積普查，面積詳查，構(gòu)造細(xì)測；(1)區(qū)域測量：面積很大，測量間距以不漏掉局部構(gòu)造為原則，通常為十幾—幾十公里，并有一定的聯(lián)絡(luò)測線。2023年2月1日7(2)面積普查：任務(wù)是在含油氣遠(yuǎn)景區(qū)，普查含油氣構(gòu)造，一般測線也較稀，為幾公里；(3)面積詳查：在已圈閉的含油氣構(gòu)造的基礎(chǔ)上，加密測線，搞清構(gòu)造圈閉的形態(tài)，產(chǎn)狀。間距2-4公里；(4)細(xì)測階段：任務(wù)是查明構(gòu)造的細(xì)節(jié)和斷層產(chǎn)狀，提供鉆探井位，這時間距密到1公里，4.如工區(qū)有鉆井，測線要盡量通過鉆孔，以便進(jìn)行地震層位和地質(zhì)層位的對比。2023年2月1日82．試驗(yàn)工作(ExperimentWorks)是正式生產(chǎn)之前對前人已做過的資料進(jìn)行研究和做一些試驗(yàn)性工作，目的是要了解該工區(qū)反射波，面波的速度，衰減情況，從而來確定炮點(diǎn)與接收點(diǎn)離多遠(yuǎn)；試驗(yàn)工作：1)選激發(fā)條件(SelectSourceCondition)2)選接收條件(SelectReceiveCondition)3)干擾波(面波)調(diào)查(NoiseInvestigation)2023年2月1日92．試驗(yàn)工作(ExperimentWorks)1)選激發(fā)條件根據(jù)低速帶厚度不同，井深不同，在低速帶厚度小于9m的地方用單井激發(fā)，在低速帶厚度大于9m的地方用雙井激發(fā)，井深用12m較合適。最佳激發(fā)井深在虛反射界面之下3m左右高速層中；激發(fā)正常藥量為4Kg井深試驗(yàn)（藥量4kg）40-80Hz分頻記錄6m9m12m15m18m21m2023年2月1日102．試驗(yàn)工作(ExperimentWorks)2)選接收條件檢波器對比點(diǎn)試驗(yàn)觀測系統(tǒng)：0-25-4475（單邊90道）檢波器：SN4-10Hz（單邊90道）、SN4-28Hz（單邊90道）檢波器組合：2串18個面積組合2023年2月1日1140-80Hz分頻記錄對比兩種不同頻率檢波器原始記錄對比SN4-10HzSN4-28Hz檢波器對比試驗(yàn)2023年2月1日12主要是調(diào)查工區(qū)內(nèi)的干擾波類型和特點(diǎn)。觀測干擾波的幾種方法：

1.小排列－土坑炸藥，短道距（3－5米），單個檢波器；使各種規(guī)則的干擾波被追蹤出來。

2.直角排列－查明干擾方向，確定沿地表面?zhèn)鞑サ牟ā?/p>

3.方位觀測－確定三維方向和振動方向，如識別面波中樂夫波和瑞利波。

4.三分量觀測－在井中用VSP（垂直地震剖面）。2．試驗(yàn)工作(ExperimentWorks)3)干擾波調(diào)查方法2023年2月1日13小排列2023年2月1日14干擾波類型干擾波類型可分規(guī)則和非規(guī)則（隨機(jī)）干擾隨機(jī)干擾－－表現(xiàn)為無一定頻率、傳播方向的波，如風(fēng)吹草動；隨機(jī)干擾也可能出現(xiàn)重復(fù)，如地表不均勻引起的散射。規(guī)則干擾－－有一定主頻和視速度的波，如面波、淺層折射波，側(cè)面波；還可分沿水平方向（如面、車輛人走波）和垂直方向（多次波）傳播的波；及具有重復(fù)性（面波，抽油機(jī)）和不具重復(fù)必性（人為因素）。特別注意的是有些波可能在某些方法是有效波，而在有些方法中是干擾波。2023年2月1日15干擾波的產(chǎn)生和特點(diǎn)面波－地震勘探中最常見的一種干擾波，產(chǎn)生原因很多；特點(diǎn)是頻率低（幾－30Hz），速度低（100－1000m/s），常見的速度在200－500m/s，時距曲線是直線，有頻散現(xiàn)象（掃帚狀）。淺層折射波－－當(dāng)淺層存在高速度地層時產(chǎn)生。聲波－－在坑、淺水池、河和干井中爆炸，都會出現(xiàn)強(qiáng)烈的聲波，在空氣中傳播的波，特點(diǎn)：比較穩(wěn)定，頻率較高，速度在340m/s左右，延續(xù)時間短。側(cè)面波－－地表復(fù)雜區(qū)出現(xiàn)，如黃土高原，溝谷交錯地形。次生干擾波，主要由地表附近的障礙物或巖性不一致引起，可能是高速，也可能是低速。2023年2月1日16鄂爾多斯黃土塬2023年2月1日172023年2月1日182023年2月1日192023年2月1日20第二節(jié)．地震波的激發(fā)

Passage2Seismicwaveource/Stimulate

激發(fā)(Stimulate)：是產(chǎn)生地震波的震源條件(SourceCondition)，在地震勘探中把震源條件叫做激發(fā)條件(Stimulatecondition)，它是指選擇合適的震源類型(Source/FocusType)和激發(fā)方式(StimulateWays)，震源條件如何，將對地震記錄的好壞起著重要的作用。2023年2月1日21一．震源類型Source/FocusType1．炸藥震源(explosive/chargessource)(20年代就有)，主要用于華北，在井中放炸藥，通過引爆，產(chǎn)生振動，產(chǎn)生地震波。2023年2月1日222．非炸藥震源(60年代產(chǎn)生)(1)可控震源(controlSource)

：是一種機(jī)械震源，他是靠裝載在特種汽車上的振動器沖擊地面而產(chǎn)生地震波的，由于振動的頻譜和能量的大小都可以人工控制，故稱可控震源。這種震源較先進(jìn)，在我國主要用于西北，新疆，青海等地表砂土無水，用井中激發(fā)較困難的地區(qū)。(2)空氣槍(Airgun)：就是將壓縮空氣在短暫瞬間釋放于水中，而產(chǎn)生地震波。(3)電火花(ElectricalSpark)

：就是利用高壓電極在水中的放電效應(yīng)，使其周圍的海水受壓產(chǎn)生振動，產(chǎn)生地震波。2023年2月1日23二．縱波的激發(fā)

(Longitudinal/PrimarySourceCondition)HowProduceLongitudinal/Primary?1．縱波震源PSource：是脹縮震源(PressureForceSource)，在陸地廣泛使用的脹縮震源是炸藥震源(ChargesSource)，可控震源(ControlSource/Focus)；激發(fā)方式(Produce/StimulateWays)主要是在井中，坑中，水中，其中以井中激發(fā)用的最多。2023年2月1日242．激發(fā)條件Produce/StimulateCondition多用井炮，井深？藥量多少？為了得到較強(qiáng)的能量。(1)井深WellDepth：在潛水面下3-5米處激發(fā)，在低速帶下面激發(fā)。(2)巖性RockCharacter/Property；最好是膠泥，含水粘土；2023年2月1日25(3)藥量大小ChargesQuantity

，據(jù)勘探目的層深度所定。一般深度大，藥量大，反之，藥量小一點(diǎn)。但必須注意，增加藥量與增加反射波能量并不是成正比的，即當(dāng)藥量增加大到一定值后，彈性波的能量不再隨藥量而增大，這時大部分能量用于破壞周圍巖石了，所以，藥量一定要適中，可采用組合爆炸方式，提高震源能量。2023年2月1日26地震激發(fā)高速層或含水層目的層表層炸藥激發(fā)檢波器2023年2月1日27振幅與藥量的關(guān)系2023年2月1日28三．橫波的激發(fā)

Transverse/SProduce

要激發(fā)橫波就要使巖層受到一個剪切力(ShearForce)，目前，用的比較多的是SH波，這就要求有一種使介質(zhì)受到垂直測線水平方向剪切力的震源

2023年2月1日291．橫波震源(S/Transversesource)

介質(zhì)(medium)受剪切應(yīng)力作用，使巖層產(chǎn)生形變，產(chǎn)生橫波，震源類型主要有三種：1)炸藥(Charger)；2)敲擊(Tap)；3)可控震源(ControlSource))。

2023年2月1日302023年2月1日312023年2月1日32三．橫波的激發(fā)

Transverse/SProduce1。水平可控震源

要激發(fā)橫波就要使巖層受到一個剪切力(ShearForce)，目前，用的比較多的是SH波，這就要求有一種使介質(zhì)受到垂直測線水平方向剪切力的震源可控震源(ControlSource)：。2023年2月1日33水平可控震源用于產(chǎn)生橫波的可控震源，又稱為水平可控震源，他是振動器為水平，且垂直于測線，為了使振動器與大地緊密耦合，他的底板要做成錐形2023年2月1日342023年2月1日352。

炸藥震源(Charges/ExplosiveSource)

用炮井激發(fā)橫波時，先打三排間距為1-2米平行測線的井，先在中排炮井中激發(fā)，使之造成空洞，同時記錄下縱波，第二次在右排井中激發(fā)，由于在左側(cè)破壞的巖層存在，突出了向下和向右的水平方向的力，產(chǎn)生縱波和SH波(向右的)；第三次在左排井中激發(fā)也產(chǎn)生縱波和向左的SH波，把第二次和第三次激發(fā)所得結(jié)果相減即：

S=SH++P-SH--P=SH+-SH-式中表示第二次，第三次激發(fā)時所得到的縱波形態(tài)基本一致，而SH波極性相反，所以，相減后消除了P波，得到了振幅強(qiáng)度為單波兩倍的SH波。2023年2月1日36第三節(jié)．地震儀簡介

Passage3SeismographSimplyIntroduce

為了記錄由地下反射回來的地震波(SeismicWave)，需要使用一套專門的記錄裝置—地震儀(Seismology)?，F(xiàn)在我們野外使用的都是數(shù)字地震儀(DigitSeismology)，因此，我們就對這種現(xiàn)在最常用的且性能較好的地震儀—數(shù)字地震儀的一些組成(Component)、功能(Function)及特點(diǎn)(Character)作一簡單介紹(SimplyIntroduce)。

2023年2月1日37一．?dāng)?shù)字地震儀的組成(ComponentofSeismograph)數(shù)字地震儀由兩部分組成：1.記錄系統(tǒng)(RecordSystem)2.回放系統(tǒng)(Play

BackSystem)，他們在邏輯控制系統(tǒng)的統(tǒng)一下進(jìn)行工作。

2023年2月1日382023年2月1日39包括Include；1)檢波器(Geophone)；2)前置放大器FrontAmplifier；3)多路轉(zhuǎn)換(ManyTransformSwitch)開關(guān)；4)主放大器(MainAmplifier)；5)采樣保持器(Sample)；6)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)(Analogue/DigitTransformer)；7)磁記錄器(magnetismrecorder)組成。其功能(Function)：把地震波的信號反射波記在磁帶上或?qū)懺诖艓?。記錄系統(tǒng)(RecordSystem)：2023年2月1日402?；胤畔到y(tǒng)(PlayBacksystem)包括：1)回放輸入解排器；2)數(shù)字自動增益控制(DigitAutomaticgainControl)；3)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digit/Analogue)(D/A)；4)反多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(AnltipathTransformSitch)；5)回放濾波器(Play

BackFilters)；6)顯示器功能：把記錄信號從磁帶上讀出來，即把記錄變成監(jiān)視記錄(放錄象一樣)2023年2月1日41二．記錄系統(tǒng)的功能簡介

(RecordSystemFunctionIntroduce)1.地震檢波器Geophone

1)作用Function：

把地表微弱的機(jī)械振動變成電信號，然后記錄下來。因此，實(shí)質(zhì)上它是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置(原理就是發(fā)電機(jī)原理)。因?yàn)?，在陸地上由地下深部反射回來的地震波振幅很小，只有幾微米，如何把這么弱的信號記錄下來，人們就采用了這樣一種方法：首先把這種很弱的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為電振動信號，再利用電子裝置放大它到幾十萬倍，然后再記錄下來，由機(jī)械振動變成電信號的工作就由檢波器來完成。2023年2月1日422)檢波器結(jié)構(gòu)(structure)：檢波器主要由外殼，圓柱形磁缸，環(huán)形彈簧片和線圈組成。磁缸被垂直的固定在外殼中央，它產(chǎn)生一個強(qiáng)磁場，線圈繞在圓形的線圈架上，它通過上下兩個彈簧片與外殼作軟連接，使它置于磁缸和外殼之間的環(huán)形磁通間隔中并能上下移動。2023年2月1日433)檢波器工作原理(Principle)：

(它是怎樣把機(jī)械振動變成電信號？)它利用電磁感應(yīng)的原理，當(dāng)?shù)卣鸩▉淼降孛嬉鸬孛嬲駝訒r，檢波器外殼連同磁缸隨地面質(zhì)點(diǎn)一起振動，這時線圈由于慣性卻滯后于磁缸運(yùn)動，從而形成線圈與磁缸的相對運(yùn)動，線圈切割磁力線，便產(chǎn)生感應(yīng)電流(大小，強(qiáng)弱是變化的)，這樣就實(shí)現(xiàn)了把機(jī)械振動變成電信號.2023年2月1日44感應(yīng)電流的大小，方向都是變化的并與地面振動的大小，方向，速度有關(guān)，只有與檢波器線圈的軸向方向一致時的機(jī)械振動才能產(chǎn)生最大的輸出電壓，在地震勘探中，反射波是近垂直于出射于地表的，因此野外進(jìn)行縱波勘探時，一般使用垂直檢波器。并把檢波器垂直安置在地面上，才可接受到強(qiáng)的反射縱波。2023年2月1日454)檢波器類型(據(jù)頻率分):低頻檢波器(f=8HZ)(LowFrequencyGeophone)

中頻檢波器(MiddlefrequencyGeophone)

高頻檢波器(f>100Hz)(HighFrequencyGeophone)淺層工程多用高頻檢波器；石油地震勘探中多用中、低頻檢波器。

2023年2月1日462．

前置放大器(前放)

(FrontAmplifier)

前置放大器:是指放置在儀器最前面的放大器，常簡稱前放。每一道檢波器對應(yīng)有一道前放，顯然有多少個地震道就有多少個前置放大器。2023年2月1日471)作用：(1)是對輸入輸出阻抗進(jìn)行必要的匹配(Match)，以使檢波器所接受到的地震信號不失真的送入儀器中。(2)放大(Amplify)：對微弱的信號進(jìn)行低噪聲的線性放大(放大幾十萬倍)；(3)濾波(Filtering)：可對信號進(jìn)行濾波—各種干擾波，50HZ點(diǎn)干擾，面波等)

2023年2月1日483。多路轉(zhuǎn)換開關(guān)

(Multipath/ManyTransformSwitch)

前置放大器輸出的是模擬信號(analogueSignal)，對這種信號計(jì)算機(jī)是無法處理的。因?yàn)椋瑪?shù)字計(jì)算機(jī)只能對數(shù)字進(jìn)行處理運(yùn)算，因此，就必須對這種信號進(jìn)行某種改造，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)可完成這項(xiàng)工作。2023年2月1日492023年2月1日501)作用(Function)

(1)對模擬信號進(jìn)行離散采用，變成數(shù)字信號(離散的十進(jìn)制)；(2)把“多路并行”的地震信號變成“單路串行”的子樣脈沖送到主放大器中。2023年2月1日51模擬信號(AnalogueSignal)：信號隨時間是連續(xù)變化的，即一個信號可用隨時間連續(xù)變化的曲線表示；數(shù)字信號(Digitsignal)：信號只能用一系列數(shù)字序列表示，每一個振幅代表一個子樣；

采樣(Sample)：按一定時間間隔對模擬信號離散取樣，這個過程稱采樣或抽樣；抽樣間隔用Δt表示。對模擬信號抽樣時，應(yīng)滿足采樣定律，即Δt≤(Tmin/2)2023年2月1日52對模擬信號采樣的過程2023年2月1日53多路并行：即多個地震道與檢波器只有一個放大器，在儀器中只設(shè)計(jì)了一個主放大器，這個主放大器為大家公用。因?yàn)?，在每一個前放中都有信號輸入，所以，N個前置放大器中的信號都在向前傳送，準(zhǔn)備進(jìn)入主放中，所以是多路并行，而整個儀器中只有一個主放大器，這就出現(xiàn)了多個地震道只有一個數(shù)字傳輸?shù)缆返拿?。多路轉(zhuǎn)換開關(guān)可以解決這個矛盾。

2023年2月1日542023年2月1日55多路轉(zhuǎn)換開關(guān)相當(dāng)于一個單刀多擲開關(guān)，按順序，一個地震道因一次只輸出一個子樣，這時刀與第二個地震道接通，第二個地震道中第一個子樣輸出，依此類推，待所有的地震道都輸出了一個子樣后，刀再與第一個地震道接通，第一個地震道中第二個子樣輸出，。。。。。。。，從而把多路變成單路信號，“多路合一”2023年2月1日564。主放大器(mainAmplifier)1)作用(function)：放大(Amplify)

(1)能不畸變(notDistortion)地放大能量懸殊很大的地震信號，即，有較大的動態(tài)范圍(DynamicRangeWidth)，或線性放大(LinerAmplify)范圍大，即，在此范圍內(nèi)信號放大后不畸變。因?yàn)椋卣鹦盘柕拇笮≡谏顪\層可懸殊一百萬倍(淺層能量強(qiáng)，深層能量弱)。所以，必須有很大的動態(tài)范圍才可記錄下來。(2)對強(qiáng)弱不同的信號可自動調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，從而回放時可恢復(fù)其真值，一般能量強(qiáng)的信號，放大倍數(shù)取小一些，能量弱的信號取大一些。2023年2月1日575。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/Dtransformer)(TransformAnalogueintoDigitSignal)

作用：把離散的模擬信號(十進(jìn)制)變成二進(jìn)制的數(shù)字信號。因?yàn)?，離散后信號經(jīng)放大后還只是一批離散的十進(jìn)制量，要把他們轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字量，才能用磁帶記錄下來。2023年2月1日586。磁記錄器(Magnetismrecorder

作用：把數(shù)字量(二進(jìn)制)通過磁頭記錄在磁帶上，這種資料可直接送到計(jì)算站進(jìn)行處理加工。2023年2月1日59小結(jié)(Conclusion)數(shù)字地震儀的記錄過程，即，地震檢波器接收到了地震信號，經(jīng)前置放大器后送到多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，該轉(zhuǎn)換開關(guān)把多路輸入的隨時間變化的地震信號離散并重新編排成一路按順序輸出的離散子樣，子樣被送到主放大器后，進(jìn)行放大并使振幅值在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍內(nèi)，采樣保持器將放大后的子樣在時間上展寬后(但其振幅保持不變)，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器由該轉(zhuǎn)換器將子樣幅值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。最后數(shù)字信號被磁帶記錄下來，這就是儀器記錄幅值信號的過程。2023年2月1日60三．回放系統(tǒng)的功能(監(jiān)視回放)(Play

BackSystemFunction)

它是記錄系統(tǒng)的逆過程，即放帶(PlayMagnetismTap)。功能：它是把數(shù)字磁帶記錄中見不到的數(shù)字信號在野外及時轉(zhuǎn)換成可見的模擬波形記錄，其目的就是為了及時在野外大致檢驗(yàn)資料質(zhì)量的好壞和了解施工情況。2023年2月1日61數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digit/Analoguetransformer)：把數(shù)字信號變成模擬信號；平滑濾波(Filtering)：把尖角去掉，使變成光滑連續(xù)曲線(因?yàn)椋劝涯M信號變成數(shù)字信號，現(xiàn)在復(fù)原，但是折線，所以要平滑變成曲線)2023年2月1日62小結(jié)：記錄在磁帶上的數(shù)字信號被送到回放輸入編排電路，經(jīng)一定的規(guī)律后，送到數(shù)字自動增益控制電路，該控制電路要完成兩項(xiàng)工作：真振幅恢復(fù)和自動增益控制。經(jīng)真值恢復(fù)后，才能表示地震子樣的真值。它是顯示地震信號原形的一項(xiàng)必須步驟。顯示器的動態(tài)范圍比較小，故必須實(shí)行增益控制，使被恢復(fù)后的信號值落入到選定的顯示范圍內(nèi)。地震信號經(jīng)過數(shù)字自動增益控制電路后，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器把數(shù)字量又轉(zhuǎn)換成模擬量，而后再送到反多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，由它把一路輸入的信號又轉(zhuǎn)變成多路輸出的信號，把它們重新按地震道復(fù)原，經(jīng)回放濾波器平滑濾波后，并送到顯示器進(jìn)行顯示，得到可見的地震監(jiān)視記錄。這就是數(shù)字地震儀回放系統(tǒng)的工作過程。

2023年2月1日63四．?dāng)?shù)字地震儀的特點(diǎn)(與模擬磁帶地震儀相比)(DigitSeismographCharacter)(1)有較高信噪比的特征，高放大倍數(shù)，并有頻率濾波裝置，可濾去50HZ電信號干擾，濾去低頻面波干擾，提高信噪比；(2)能較好的保存地震波動力學(xué)特點(diǎn)：動態(tài)范圍大(DynamicRangeLarge)，頻帶寬(3-300HZ)(FrequencyBandWidth)，儀器對波形改造的畸變小(DistortionSmall)；(3)與計(jì)算機(jī)直接配套(DirectMatch)，資料處理快(ProcessingQuick)；(4)自檢能量強(qiáng)(自動化程度高)(AutomationDegreeHigh

2023年2月1日64

第四節(jié)．地震勘探野外觀測系統(tǒng)

(施工圖紙)

Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inField

2023年2月1日65地震勘探野外觀測系統(tǒng)(施工圖紙)

Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inField地震勘探野外采集形式，一般布置多條測線進(jìn)行觀測，布置成網(wǎng)狀(Net)，盡可能為直線，在具體施工中，每條測線分為若干觀測段，逐段進(jìn)行觀測，激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)在測線上的相對位置關(guān)系---觀測系統(tǒng)(ObserveandMeasureSystem)(Geometry)

2023年2月1日66一．觀測系統(tǒng)的術(shù)語(GeometryTerm)1

.

檢波道數(shù)(N)(GeophoneNumbers)：地震勘探施工中，檢波器沿測線等距離布置在地面上的個數(shù)，(接收點(diǎn)數(shù))，如N=24，48，96。。。。。1024。2．

道間距(Δx)：(DistanceBetweenTraceandTrace)兩個檢波器之間的距離，一般Δx=25-100米。3．

接收距(L)(ReceiveDistance)(A：安排檢波器的地表長度，

L=(N-1).Δx4.放炮形式：(1)中間放炮，(2)端點(diǎn)放炮；2023年2月1日672023年2月1日685．偏移距(X1)(MigrateDistance)：第一個檢波器離開炮點(diǎn)的距離；

X1必須是Δx的整數(shù)倍。X1=0，零偏移距。

6.排列長度(X)：一個炮點(diǎn)與24或更多道檢波器所組成的測線段，當(dāng)偏移距X1=0時，排列長度為X=L=(N-1).Δx當(dāng)偏移距X1不等于0時，X=L+X17.最大炮檢距(Xmax)(MaximumBetweenShootandReceiverPoint)(Offset-炮檢距)：它是指炮點(diǎn)到最遠(yuǎn)檢波器的距離，數(shù)值上等于排列長度。

2023年2月1日69二．觀測系統(tǒng)的圖示法

(ObserveSystemShow/GeometryPattern)1．觀測系統(tǒng)(Geometry)：簡單的說：觀測系統(tǒng)就是炮點(diǎn)與接收點(diǎn)在測線上的相對位置關(guān)系。這種關(guān)系一般用圖來表示，它包括：1)時距平面圖;2)綜合平面圖。2023年2月1日702。觀測系統(tǒng)的圖示法1)時距平面法(TimeDistancePlanepattern)

它是在平面圖上用時距曲線的方式來表示炮點(diǎn)與其觀測點(diǎn)段的相對位置關(guān)系，以及它與反射界面的相互關(guān)系。2023年2月1日71最簡單觀測是一次連續(xù)觀測系統(tǒng)，即每個反射點(diǎn)只采集一次。不斷地移動接收點(diǎn)和炮點(diǎn)位置，就可以連續(xù)追蹤界面R優(yōu)點(diǎn)是炮點(diǎn)與接收點(diǎn)靠近，野外施工方便，不受折射波的干擾，也減少有效波之間的干涉。缺點(diǎn)是近炮點(diǎn)的幾道常受爆炸后的聲波和面波的干擾。2023年2月1日72單次復(fù)蓋觀測示意圖這種簡單的連續(xù)觀測系統(tǒng)，是屬于邊單放炮或中點(diǎn)放炮，它的特點(diǎn)是每次只往前搬動半個排列，即第二炮的后排列鋪在第一炮原來的排列位置上。

2023年2月1日73縱測線的觀測系統(tǒng)圖

時間平面圖--將激發(fā)點(diǎn)和排列按一定比例畫在橫軸x上,過激發(fā)點(diǎn)作縱坐軸t表示時間，然后把接收到的時距曲線與對應(yīng)的反射界面畫出來。另一種方法，把接收到的時距曲線和對應(yīng)的反射界面按激發(fā)點(diǎn)和排列間距畫出來。平面圖上表示出激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)的相對位置關(guān)系，以及觀測到的地段。2023年2月1日74綜合平面法綜合平面法就是在平面圖上表示出激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)的相對位置關(guān)系，同時也顯示可以觀測到的地段。作圖方式：將激發(fā)點(diǎn)和排列按一定比例尺標(biāo)畫在一條直線上，然后從激發(fā)點(diǎn)向兩側(cè)作與測線成45°角的斜線，組成坐標(biāo)網(wǎng)。當(dāng)在測線上某點(diǎn)激發(fā)而在某一地段接收，則可將測線上的接收段投影到通過爆炸點(diǎn)的45°斜線上，用這段投影來表示。綜合平面圖的優(yōu)點(diǎn)是：繪制簡單，激發(fā)點(diǎn)和接收段的相對位置關(guān)系明確。2023年2月1日75例如，當(dāng)在O1激發(fā)，O1O3之間接收，可用線段O1A表示，若O1激發(fā)，O3O4之間接收可用線段AB表示。同理，O2激發(fā)，O1O3之間接收?？捎肙2A表示。至于觀測段所反映的界面(只要界面是水平的)，可以把觀測段向水平線段作投影便是所反映的界面。2023年2月1日76延長時距曲線法

受河流、水溏、村莊等的影響，在測線通過的某些地段上不能擺放排列，使用一般的觀測系統(tǒng)就不能連續(xù)追蹤地下的反射界面。這時用廷長時距曲線作補(bǔ)充，使地下反射界面得以連續(xù)追蹤。障礙物不很寬時，例如100—300米之間，應(yīng)用延長時距曲線，可以迫蹤深層的反射界面。對于淺層反射來說，有時由于淺層折射波的干擾往往不能有效地迫蹤。當(dāng)障礙物很寬時，炮點(diǎn)和排列的距離過大，一方面會出現(xiàn)淺層折射的干擾；另一方面還會產(chǎn)生反射波的干涉。2023年2月1日772023年2月1日785、多次覆蓋的觀測系統(tǒng)（共中心點(diǎn)方法）

所謂多次覆蓋是指對被追蹤界面的觀測次數(shù)而言，n次覆蓋即對界面追蹤n次。例如對同一界面追蹤了兩次，稱為二次覆蓋，追蹤了多次，則為多次覆蓋。2023年2月1日79如果觀測到的記錄都來自R點(diǎn)反射（界面為水平層），R點(diǎn)就叫這些道的共反射點(diǎn)或共深度點(diǎn)（CDP）。R點(diǎn)在地面的投影正好與地面炮點(diǎn)和接收點(diǎn)中點(diǎn)M重合，稱M點(diǎn)為共中心點(diǎn)。這些道組成的道集是R點(diǎn)的共反射點(diǎn)（CRP）道集。如果界面傾斜，觀測到的不都是R的反射，則稱這些道集為以M點(diǎn)對稱的共中心點(diǎn)道集。當(dāng)然在野外生產(chǎn)工作中，并不是一次激發(fā)只用一道接收。而是用多道接收。但是我們總可以想辦法在許多次激發(fā)獲得的多張記錄上把地下某個反射點(diǎn)的共反射點(diǎn)道找出來。2023年2月1日80單邊放炮六次復(fù)蓋觀測系統(tǒng)示意圖24道接收，單邊放炮，偏移距為一個道間距，每放一炮，排列和炮點(diǎn)向前移動二個道間距。這樣就可組成一個六次覆蓋觀測系統(tǒng)。

觀測系統(tǒng)示意圖，用綜合平面法，用虛線將24道接收點(diǎn)投影到炮線45o的直線上。2023年2月1日81觀測系統(tǒng)作圖方法將所有的炮點(diǎn)O1、O2、O3……標(biāo)在同一水平線上，然后從各炮點(diǎn)向排列前進(jìn)方向作一條與炮點(diǎn)成45o角的直線，將同一排列上的24道分別投影在這些45o的斜線上，即每一根斜線表示一個排列獲得一張?jiān)加涗洝?/p>

2023年2月1日82單邊放炮六次復(fù)蓋觀測系統(tǒng)特點(diǎn)對于6次覆蓋，每個反射點(diǎn)有6次放炮記錄，如果每放一炮，炮點(diǎn)移動2個道間距，則炮點(diǎn)移動距離的計(jì)算方法為：6次覆蓋的第一個反射點(diǎn)由第6炮的第1個檢波點(diǎn)確定，第6個反射點(diǎn)由第1炮確定，由于6次覆蓋，要求半個排列被6等分，所以炮點(diǎn)移動距離為：式中d為炮點(diǎn)移動距離；N為排列道數(shù)；Δx為道間距；n為覆蓋次數(shù)。6次覆蓋中第1個反射點(diǎn)的時距曲線，分別由第1炮的21道、第2炮的17道、第3炮的13道、第4炮的9道、第5炮的5道和第6炮的1道構(gòu)成。2023年2月1日83單邊放炮炮點(diǎn)和道號的關(guān)系2023年2月1日84由表可知，放6炮只有4個反射點(diǎn)完成了6次覆蓋。由第1個反射點(diǎn)到第24個反射點(diǎn)之間的反射距離叫反射段，在多次覆蓋中也稱迭加段。后面的迭加段是前面的重復(fù)，只是追蹤的反射點(diǎn)移動了。2023年2月1日85觀測系統(tǒng)覆蓋次數(shù)與排列和移動道數(shù)在施工中，每放一炮，排列和炮點(diǎn)向前移動的道數(shù)m為：式中N是排列中的接收道數(shù)：n是覆蓋次數(shù)；S是一端放炮時等于1，兩端放炮時等于2。例如，24道接收，三次覆蓋一端放炮，放完一炮后，炮點(diǎn)的排列向前移動4道檢波點(diǎn)距。若十二次覆蓋，則應(yīng)移動1道檢波點(diǎn)距。

2023年2月1日86四種類型的觀測方式四種觀測系統(tǒng)方式：

共炮點(diǎn)、共接收點(diǎn)、共炮檢距和共反射點(diǎn)列線圖及波列圖在多次復(fù)蓋觀測系統(tǒng)的綜合平面圖上，補(bǔ)充一些線構(gòu)成列線圖。列線圖上的每一個交點(diǎn)都代表一個接收點(diǎn)的投影。這些點(diǎn)可以沿四個不同方向，組成四種線：

1）從炮點(diǎn)出發(fā)的斜線代表一個排列，在此線上所有的接收點(diǎn)有共同的炮點(diǎn)，稱共炮點(diǎn)線。2）另一組從接收點(diǎn)出發(fā)的斜線，在此線上所有道都是在同一個地面接收點(diǎn)的，稱共接收點(diǎn)線。3）與炮點(diǎn)線平行的水平線上，各接收點(diǎn)炮檢距都相等，此線稱為共炮檢距線或等炮檢距線。4）垂直共炮檢距線方向的線上，各點(diǎn)接收到來自地下同一反射點(diǎn)的反射(界面水平時)稱為共反射點(diǎn)線。

2023年2月1日87四種類型的觀測方式(地震波列圖）2023年2月1日88如果把上述4條線的交點(diǎn)表示一個接收點(diǎn)，并把每個接收點(diǎn)的波形繪在交點(diǎn)位置上，并按共炮點(diǎn)、共接收點(diǎn)、共反射點(diǎn)和共炮檢距的形式排列成圖，這圖叫地震波列圖。在地震資料處理過程中，依據(jù)處理的不同需求，如進(jìn)行動校正和水平疊加，或求取靜校正參數(shù)，或進(jìn)行某些偏移處理等，可對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不同方式的抽取、重排，得到所需的排列道集。2023年2月1日896、三維地震觀測系統(tǒng)

所謂三維地震觀測系統(tǒng)，就是在一個觀測面上進(jìn)行的觀測。以獲得地下地質(zhì)構(gòu)造在三維空間的特征。三維地震的野外測線布置不受直線限制，實(shí)際上是由非縱觀測線系統(tǒng)和縱測線系統(tǒng)組成。三維地震觀測比二維要復(fù)雜得多，一般應(yīng)盡量考慮復(fù)蓋次數(shù)多的部位能控制主要測區(qū)及勘探對象?，F(xiàn)在的三維觀測系統(tǒng)有專門的軟件。2023年2月1日90三維地震觀測系統(tǒng)類型三維地震觀測系統(tǒng)種類較多，按布線形狀可分規(guī)則與不規(guī)則。也可分路線型和面積型。主要與施工區(qū)的地表?xiàng)l件有關(guān)。這里給出常用的幾種：1）十字相交排列炮點(diǎn)線和接收點(diǎn)線互為垂直，為了獲得均勻的地下反射點(diǎn)，激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)采用相同的間隔。可形成MNOP的方形反射網(wǎng)格點(diǎn)。2023年2月1日912）彎曲和環(huán)線排列在地形復(fù)雜地區(qū)采用彎曲測線多次覆蓋的方法，可獲得一個非均勻分布于測線兩旁的共反射點(diǎn)條帶。環(huán)線排列可以獲得環(huán)線內(nèi)的反射點(diǎn)。2023年2月1日923）束線排列目前用得最多的三維觀測系統(tǒng)是寬線排列和束線排列。寬線（條帶狀）

沿測線方向布設(shè)多條平行的檢波器線。每次激發(fā)時，這些檢波器線同時接收，獲得縱、橫方向上的多次覆蓋信息。處理結(jié)果除可得到地震剖面外，還可精確地測定反射層的橫向傾角。

2023年2月1日93面積多次覆蓋炮線接收道2023年2月1日94三維束線滾動2023年2月1日952023年2月1日96第五節(jié)．提高資料信噪比的接收手段之一

—組合法Group/ArrayMethod

AMethodIncrease/Raise/EnhanceDataRatioSignalandNoise.組合法的原理(Principle)：主要是利用有效波(一次反射波)與干擾波(面波)的視速度或傳播方向的差異(Difference)來達(dá)到提高反射波，削弱面波(干擾波)的目的。組合法包括：組合檢波和組合爆炸。這里我們以組合檢波為例來說明其原理和方法。

2023年2月1日97一．什么叫檢波器組合(即組合檢波)(GeophoneArray/Group)在一個接收道上(檢波道)按一定規(guī)律放2個以上檢波器，同時接收地震波，然后把它們所接收的信號相加在一起，作為某一道的地震信號送到放大器中(輸出)。如果某道上放一個檢波器，得到一個信號，振幅A，

如果某道上放兩個檢波器，得到兩個信號，每個振幅為A，將兩個信號相加后，送入到放大器中。如果兩個檢波器緊密在一起，可能相加后，總振幅為2倍A，如果兩個檢波器離的較遠(yuǎn)，相加后，總振幅不會為2倍A，但一般都大于A，

2023年2月1日98二．組合的方向特性(DirectionCharacterOfgroupmethod1．組合對反射波的作用(物理實(shí)質(zhì))；2．組合對面波的作用；3。組合的方向特性2023年2月1日991．組合對反射波的作用(物理實(shí)質(zhì))(Group/ArrayMethodFunctiontoReflection）例子：假設(shè)某道放兩個檢波器(沿測線是線性組合)，討論反射波到達(dá)檢波器的情況。設(shè)組內(nèi)距(δX)。如組內(nèi)距=10米，反射波速度為1860m/s,入射角=20度，令t0=0.5秒.這時視速度V*=V/sinα=1860/sin20=5438m/s所以反射波到達(dá)兩個檢波器的時差為：Δt=10/5438=1.8ms由于時差很小，可以認(rèn)為它們大致是同時接收到反射波，所以組合后，兩個反射波信號近似是同相疊加，疊加后，總振幅變成2倍A；

2023年2月1日100結(jié)論1(ConclusionOne)：

組合對于反射波來說，相當(dāng)于不同位置，時間幾乎相同的波的近同相疊加，疊加(stack)后，反射波能量得到加強(qiáng)。(EnergyisStrengthen)2023年2月1日1012．組合對面波的作用

(Group/ArrayMethodtoSurfaceWave)若面波速度為500m/s,(Vr=Vr*),這時到達(dá)兩個檢波器面波的時差為：t=10/500=20ms因?yàn)橛休^大的時差，兩個波明顯不同相，所以疊加后能量降低，振幅變小。

2023年2月1日102結(jié)論2：組合對于面波來說，相當(dāng)于不同位置，不同時間波的非同相疊加，疊加后能量(振幅)變小。(壓制了面波SuppresssurfaceWave).2023年2月1日1032023年2月1日104第六節(jié)．地震波速度的野外測定SeismicVelocityareMeasuredinField

.地震波速度的野外測定(Measure)：指在露頭、坑道或井中測量地震波穿過巖石的傳播速度。常用的方法有：1)地震測井(SeismicLog);2)聲波測井(SoundLog).2023年2月1日105一．地震測井(必須有大井)

(SeismicLog)1．方法(Method)

在大井中用電纜沉放檢波器，在井口放炮激發(fā)地震波(檢波器必須是抗高壓、高溫的特殊檢波器)，檢波器接收到透過波走時t(是透過波從炮點(diǎn)O沿近似垂直層面方向傳播到沉放檢波器深度H處的旅行時)，所以它是法線時間t0的一半即t0=t/2，H可由電纜長度測得，這樣就可以用公式V=H/t計(jì)算出該深度點(diǎn)上覆地層的平均速度。然后向上一點(diǎn)點(diǎn)上提檢波器(一般20-50米)，提一次放一炮，得到一個ti,Hi,得到Vi，依次進(jìn)行由下向上逐點(diǎn)放炮記錄，就可求出平均速度，可得到垂直時距曲線、透射波時間t隨H的變化.2023年2月1日1062023年2月1日1072．繪制綜合柱狀圖(成果圖)

(1)

H-t曲線—垂直時距曲線(將H，t在H-t坐標(biāo)中繪出)(2)

平均速度曲線：因?yàn)閠=t0/2--V(t0)曲線；(3)

層速度曲線：Vn(H)曲線(ΔH/Δt=Vn)

把這幾個曲線在一張圖上表示出來—得到綜合柱狀圖)由于垂直時距曲線一般由若干不同斜率的直線段組成，而每段直線的斜率Δt/ΔH是常值，所以其倒數(shù)即對應(yīng)地層的層速度，Vn=ΔH/Δt也是常數(shù)，所以據(jù)H-t資料可繪制出Vn-H的關(guān)系曲線。用地震測井求得的平均速度，一般精度高，但必須有大井存在，并且精度高低與H有關(guān)，ΔH小，精度就高。但畢竟是一孔之見。2023年2月1日1082023年2月1日1093．6．2聲波測井(連續(xù)速度測井)-主要用的是折射波法1．儀器設(shè)備

在大井中沉放超聲波測井儀，即用超聲波測井儀進(jìn)行的，超聲波儀器井下分為三部(超聲波發(fā)生器O，接收器M，N2個)2023年2月1日1102023年2月1日1112．計(jì)算層速度Vk

測井時將該儀器由井底向上提升，發(fā)生器發(fā)射超聲波，波經(jīng)過泥漿以臨界角入射到井壁，在井壁產(chǎn)生滑行波，該波的能量又經(jīng)過泥漿折射到接收器M，N，這時波被接收下來，超聲波傳播到M，N時間分別為：tM=2.a/V1+b1/VktN=2.a/V1+b2/VkV1,Vk分別為超聲波在泥漿，巖層中傳播的速度，波到達(dá)兩個接收器的時間差：Δt=tN-tM=(b1-b2)/Vk當(dāng)井壁與儀器平行時，b2-b1=MN(折射波射線平行)，若使MN=1米，則Δt=1/Vk，這式說明，測到的時差等倒數(shù)就是層速度Vk,它與巖性有關(guān)。2023年2月1日1123．比較(1)聲波測井分層細(xì)，方法簡單，但精度較差，因?yàn)樗沁B續(xù)測量，接收點(diǎn)距又小，Δt有累積誤差，它的時間是累積讀出來的，隨著深度增大，時間值也增加，其誤差絕對值也增大。(2)地震測井；分層細(xì)粗，但精度較高，復(fù)雜。因?yàn)闀r間值是直接讀取的，沒有累積的時間誤差，但它逐點(diǎn)測量，點(diǎn)距較大，分層較粗。2023年2月1日113三．低速帶資料的采集(v0,h0)

(LowVelocitybanddataAcquisition)在討論波的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特點(diǎn)時，都假設(shè)激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)在同一水平面上，實(shí)際上地表是起伏不平的，低速帶沿測線方向厚度及其速度都是變化的，導(dǎo)致反射波曲線發(fā)生畸變