4.1資料采集4地震反射波法主要任務(wù)是獲取第一手實(shí)際觀測(cè)資料，為地震數(shù)據(jù)處理和解釋提供物質(zhì)基礎(chǔ)。其采集資料的好壞將直接影響到資料處理的質(zhì)量和解釋的精度，關(guān)系到地質(zhì)成果的優(yōu)劣，因此，它是地震勘探工作中重要的環(huán)節(jié)之一反射地震勘探資料采集現(xiàn)場(chǎng)波動(dòng)傳播和界面關(guān)系示意圖4.1.1有效波與干擾波有效波：可用于解決所提出的地質(zhì)任務(wù)的波干擾波：所有妨礙有效波識(shí)別和追蹤的其它波。由此可見(jiàn)，在反射縱波法勘探中，一般只有反射縱波是有效波，其它波屬于干擾范疇．根據(jù)各種環(huán)境、激發(fā)以及傳播因素產(chǎn)生的干擾的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)，將干擾波分為兩類，（1）規(guī)則干擾波，（2）不規(guī)則干擾波。干擾波主要特點(diǎn)：1．規(guī)則干擾波規(guī)則干擾波主要有：聲波、面波、工業(yè)電干擾、多次反射波、側(cè)面波以及繞射波等。其主要特點(diǎn)為在時(shí)間或空間上表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，能量一般較強(qiáng)。與有效波的差異主要表現(xiàn)在頻率、視速度和到達(dá)時(shí)間三個(gè)方面。2．不規(guī)則干擾波它主要包括微震（即與激發(fā)震源無(wú)關(guān)的地面擾動(dòng)），低頻和高頻背景等。其主要特點(diǎn)是在時(shí)間和空間上表現(xiàn)出無(wú)規(guī)律性，即是一種隨機(jī)的能量較強(qiáng)、頻率不定的干擾。淺層地震波的頻率譜（a），視波長(zhǎng)譜（b）和視速度譜（c）頻率譜視波長(zhǎng)譜視速度譜應(yīng)考慮：工作任務(wù)、探測(cè)對(duì)象、前期地質(zhì)工作和物探工作。測(cè)線布置原則：(1)測(cè)線最好為直線。其切面為一平面，所反映的構(gòu)造形態(tài)較真實(shí)。(2)主測(cè)線垂直巖層或構(gòu)造走向。目的：控制構(gòu)造形態(tài)，利于資料分析與解釋。(3)盡量與其它物探線一致（或過(guò)鉆孔）。便于綜合分析解釋。(4)疏密程度應(yīng)據(jù)地質(zhì)任務(wù)、探測(cè)對(duì)象大小及復(fù)雜程度等因素確定。(5)應(yīng)盡可能避開(kāi)地形起伏較大和地物障礙等線路，力求以最少的工作量來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題。(6)測(cè)線布置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離非地震干擾源。4.1.2測(cè)線布置和觀測(cè)系統(tǒng)4.1.2.1測(cè)線布置圖1.4.3“王”字形測(cè)線工作中：作輔助測(cè)線布置，解決一些特殊問(wèn)題（如探測(cè)洞穴、古墓、古河床等），彌補(bǔ)縱測(cè)線的不足。測(cè)線布置形式1.接收點(diǎn)、激發(fā)點(diǎn)在同一直線上。工作中：多使用縱測(cè)線。處理、分析、解釋方便。2.非縱測(cè)線

幾種測(cè)線形式接收、激發(fā)點(diǎn)不在同一測(cè)線上。非縱測(cè)線：橫測(cè)線、側(cè)測(cè)線、弧形測(cè)線。1.道間距

定義：相鄰兩道檢波器的間距，用△X表示。

工作中：調(diào)查目的不同，△X不一樣。一般，道間距小，測(cè)量精度高，綜合確定。

淺折：5m，10m；淺反：2～5m。有時(shí)為求準(zhǔn)表層速度：震源附近加密點(diǎn)，構(gòu)成不等間距排列。

2.排列長(zhǎng)度

顯然，道間距大，排列長(zhǎng)度大，工作效率高。不宜太大，相位追蹤對(duì)比困難，遠(yuǎn)處能量衰減大。

4.1.2.2觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)系統(tǒng)的概念定義：激發(fā)點(diǎn)與接收排列的相對(duì)位置關(guān)系。一般以縱測(cè)線觀測(cè)為主。定義：離開(kāi)炮點(diǎn)最遠(yuǎn)的檢波點(diǎn)與炮點(diǎn)的距離，用Xmax表示。與探測(cè)深度有密切關(guān)系。折射：目的層深度的5～7倍；反射：目的層深度的0.7～1.5倍。3.偏移距定義：炮點(diǎn)離最近一個(gè)檢波器的距離，用X1表示。工作中：端點(diǎn)不設(shè)檢波器。一般為道間距的整數(shù)倍。

4.最大炮檢距1．綜合平面圖示法如圖1.4.4所示，它是目前生產(chǎn)中最常用的觀測(cè)系統(tǒng)圖示方法。它從分布在測(cè)線上的各激發(fā)點(diǎn)出發(fā)，向兩側(cè)作與測(cè)線成45

角的直線坐標(biāo)網(wǎng)，將測(cè)線上對(duì)應(yīng)的接收排列投影到該45

角的斜線上，并用顏色或加粗線標(biāo)出對(duì)應(yīng)線段。圖1.4.4用綜合平面圖表示觀測(cè)系統(tǒng)4．多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)為了壓制多次反射波之類的特殊干擾波，提高地震記錄信噪比，采取有規(guī)律地同時(shí)移動(dòng)激發(fā)點(diǎn)與接收排列，對(duì)地下界面反射點(diǎn)多次重復(fù)采樣的觀測(cè)形式叫多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)。

D’DO64O58O412O316O220O1244.1.3地震波的激發(fā)與接收埋藏條件的選擇，由圖可見(jiàn)：1-最好耦合，埋置在挖過(guò)的地表里；2-好的耦合，埋置在挖過(guò)的地表里，相位畸變較小；3-較好的耦合，埋置在粗掃過(guò)的地表里，振幅有衰減，相位畸變中等；4-壞的耦合，埋置在沒(méi)做任何處理的地表，振幅衰減和相位畸變均較大。P波（縱波）的激發(fā)，對(duì)震源的要求：①激發(fā)力要豎直向下。②激發(fā)裝置或藥包與大地耦合要好。為提高勘探的分辨率，希望激發(fā)信號(hào)的頻帶寬，主頻高SH波（橫波）的激發(fā)與接收：接收：接收方式和要求基本與P波相同，唯一不同的是采用水平檢波器接收對(duì)震源的要求：1）激發(fā)力與地面水平，且垂

直于測(cè)線。2）激發(fā)裝置或藥包與大地耦

合要好。4.1.4.3最佳接收段問(wèn)題最佳接收地段又稱為“最佳時(shí)窗”。在最佳時(shí)窗內(nèi)接收，可避開(kāi)面波和折射波的干擾，此外，其反射波振幅隨炮檢距的增大而減小，相位隨炮檢距的增大而基本保持不變?？梢?jiàn)。最佳時(shí)窗的選取關(guān)鍵在于選取接收排列的兩個(gè)端點(diǎn)。即選擇偏移距和最大炮檢距。

圖1.4.15(a)相對(duì)振幅曲線(b)相位曲線圖1.4.15給出了該模型的反射波振幅和相位隨炮檢距變化的曲線圖。由圖可見(jiàn)，在最佳時(shí)窗內(nèi)接收，可避開(kāi)面波和折射波的干擾，此外，其反射波振幅隨炮檢距的增大而減小(正常變化)，相位隨炮檢距的增大而基本保持不變

淺震試驗(yàn)記錄右圖為單次覆蓋的淺震試驗(yàn)波形記錄,在該記錄上可以看到清晰的聲波、面波、直達(dá)波、反射波的同相軸(event)分布。從這張記錄上能較容易地識(shí)別出反射波，說(shuō)明其工作條件良好，易于選定最佳接收窗口。反射波聲波面波4.2資料處理地震資料數(shù)字處理是指用計(jì)算機(jī)對(duì)采集的原始資料進(jìn)行以壓制干擾，提高信噪比和分辨率，提取地震參數(shù)為目的的一整套處理方法和技術(shù)。它可為資料解釋提供反映地下結(jié)構(gòu)和巖性等的地震剖面和參數(shù)。

淺層反射波資料的處理系統(tǒng)介紹（1）數(shù)據(jù)資料的輸入和顯示；（2）切除：頂部切除，底部切除；（3）靜校正；（4）頻譜分析；（5）抽道集、動(dòng)校正和水平疊加；（6）速度分析；（7）數(shù)值濾波；（8）偏移處理；（9）時(shí)深轉(zhuǎn)換。圖1.4.19二維反射縱波多次覆蓋資料處理流程圖

T50T46XT46ZT46ST464.2.2頻譜分析

所謂頻譜(振幅譜)表示波的能量相對(duì)頻率的變化規(guī)律。頻譜分析的目的在于了解有效波和干擾波的頻譜分布范圍，以便選取合適的頻率濾波器，壓制干擾波，突出有效波，提高記錄的信噪比。此外還為進(jìn)行巖性巖相解釋等提供參數(shù)。1、頻譜分析公式

地震信號(hào)在頻率域和時(shí)間域中表示為:處理時(shí),必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行離散。對(duì)X(t)按△t時(shí)間間隔采樣，共有N個(gè)離散值；對(duì)X(f)按△f頻率間隔采樣，共有M個(gè)離散值。則：

式中：m、n均為整數(shù)。m=0,1,…M-1；n=0,1,…N-1。

n△t=T

為頻譜分析的時(shí)窗長(zhǎng)度。

濾波:一個(gè)原始信號(hào)通過(guò)某一裝置后變?yōu)橐粋€(gè)新信號(hào)的過(guò)程。原始信號(hào)――輸入;

新信號(hào)――輸出;

裝置――濾波器。4.2.3數(shù)字濾波處理1.濾波器的概念

據(jù)濾波器定義：易理解大地就相當(dāng)于一個(gè)濾波器，它吸收了信號(hào)中的高頻成分，只讓低頻成分通過(guò)，對(duì)波形進(jìn)行了改造，這個(gè)過(guò)程就是濾波。

就大地濾波過(guò)程來(lái)說(shuō)：激發(fā)地震波――輸入信號(hào)，用X(t)表示；大地――濾波器，用H(t)表示；地表的波動(dòng)――輸出信號(hào)，用Y(t)表示。

(1)頻率響應(yīng)：濾波器對(duì)信號(hào)頻率的影響。表示，也叫做頻率函數(shù)或傳遞函數(shù)。

(2)脈沖響應(yīng)：濾波器對(duì)信號(hào)波形的影響。表示，也叫做時(shí)間函數(shù)或?yàn)V波因子。2.濾波器的響應(yīng)特性定義：從輸入、輸出間關(guān)系定義出的濾波器特性。輸入為單位脈沖→濾波器→

輸入為

→濾波器→求兩個(gè)響應(yīng)方法：濾器可通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：時(shí)間域：可用輸入信號(hào)與濾波器的脈沖響應(yīng)的褶積(2)頻率域：可用輸入信號(hào)的頻譜X(f)與濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)H(f)的乘積

在兩個(gè)域中表示的濾波機(jī)理可歸結(jié)為：時(shí)間域：頻率域：

3.濾波機(jī)理

用計(jì)算機(jī)處理地震資料時(shí)，對(duì)連續(xù)信號(hào)要離散取樣，對(duì)連續(xù)信號(hào)濾波處理也可以通過(guò)對(duì)離散信號(hào)的濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)。

定義：利用有效波和干擾波在頻率上的差異來(lái)壓制干擾波、突出有效波的方法。由于其信號(hào)以及濾波因子都是單變量的函數(shù)，因此頻率濾波又稱一維濾波。

4.2.3.2一維頻率濾波(1)理想低通濾波器記錄頻譜中：低頻有效波，高頻干擾波。數(shù)學(xué)模型：

1.理想濾波器

地震記錄中：干擾波出現(xiàn)在頻譜兩端，有效波位于頻譜中間。數(shù)學(xué)模型：(2)理想帶通濾波器圖1.4.25理想帶通濾波器的頻率響應(yīng)

根據(jù)S△(f)和N△(f)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)頻率濾波器的頻率響應(yīng)，據(jù)有效波與干擾波的頻譜差異設(shè)計(jì)濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)。

（1）

確定有效波和干擾波的頻譜范圍，對(duì)地震記錄X(n△t)進(jìn)行傅氏變換，求出地震記錄的頻譜X△(f),確定有效波和干擾波的頻譜S△(f)和N△(f)范圍(2)設(shè)計(jì)頻率濾波器(3)進(jìn)行濾波計(jì)算

對(duì)地震記錄道X(n△t)進(jìn)行濾波，相當(dāng)于令X(n△t)的譜X△(f)同濾波器的頻率函數(shù)相乘，相乘后可得到期望的輸出信號(hào)△(f)2.頻率濾波的實(shí)現(xiàn)

在對(duì)實(shí)際的淺震資料進(jìn)行頻率濾波時(shí)，一般應(yīng)按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：顯然，經(jīng)相乘運(yùn)算后，得到的輸出信號(hào)壓制了高、低頻的干擾。(4)輸出濾波后的地震記錄

對(duì)輸出信號(hào)的頻譜進(jìn)行傅氏反變換，便得到濾波后的地震記錄。頻率濾波的整個(gè)過(guò)程可以歸結(jié)為下面的數(shù)學(xué)運(yùn)算：→→五、靜校正地震勘探的基本理論前提：以地面為水平面、近地表介質(zhì)均勻。實(shí)際情況：地形起伏不平、地表介質(zhì)不均，速度變化大，震源深度不一。地震資料處理技術(shù)要求：地形水平，炮點(diǎn)、接收點(diǎn)在同一水平面上，低速帶均勻。表層因素的校正，即靜校正。靜校正一般分為野外(一次)靜校正和剩余靜校正等.

利用野外實(shí)測(cè)的表層資料直接進(jìn)行的靜校正。又稱基準(zhǔn)面校正。1、野外(一次)靜校正定義：基本思想：

人為選定一個(gè)靜校正基準(zhǔn)面，一般在地表與低速帶底界面的中部。將所有炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)都校正到該基準(zhǔn)面上，用低速帶層以下的速度代替低速帶的速度，從而去掉表層因素的影響，以滿足地表水平、表層介質(zhì)均勻的假設(shè)條件。井深校正、地形校正、低速帶校正。包括：(1)井深校正定義：將井中炮點(diǎn)的位置校正到地面Oj點(diǎn)，校正量為：

野外(一次)靜校正量計(jì)算示意圖

1.基準(zhǔn)面；2.地形線3.基巖頂面

4.反射界面O—炮點(diǎn)Sj—接收點(diǎn)因?yàn)榫钚Ｕ偸窍驎r(shí)間增大的方向校正，故此式前面取負(fù)號(hào)。

影響地震時(shí)間剖面的質(zhì)量；影響層速度及平均速度的計(jì)算精度。

4.2.5速度分析速度參數(shù)在反射法數(shù)據(jù)處理至關(guān)重要。最終影響到地質(zhì)解釋的精度目的：第一：為水平疊加、偏移等提供處理的速度參數(shù)；第二：為時(shí)深轉(zhuǎn)換提供平均速度。速度分析常采用：速度譜分析，速度掃描。獲得地震波速度的途經(jīng)通常有以下幾種：（1）地震測(cè)井或聲波測(cè)井；（2）折射法求取；（3）利用地震反射資料作速度分析。4.2.5.3各種速度的概念及相互關(guān)系1．各種速度的概念及計(jì)算1）真速度：是無(wú)限小體積巖石所固有的性質(zhì)，波以該速度走過(guò)無(wú)限小體積的巖石。其定義可用微分式2）層速度：地下介質(zhì)由若干個(gè)平行的地震層所組成。此時(shí)，將每一個(gè)地震層看作為一種均勻介質(zhì)，取其中各分層真速度的平均

3）平均速度：在水平層狀介質(zhì)中，取垂直于層理的射線段長(zhǎng)度與該長(zhǎng)度內(nèi)波傳播時(shí)間之比為平均速度4）均方根速度：在水平層狀介質(zhì)中，取各層層速度對(duì)垂直傳播時(shí)間的均方根值就是均方根速度5）射線速度：在水平層狀介質(zhì)中，波沿某一條射線傳播時(shí)，它傳播的總路徑與總時(shí)間之比就是射線速度時(shí)深轉(zhuǎn)換由于通過(guò)水平疊加或偏移等處理得出的地震剖面，其縱坐標(biāo)是以時(shí)間來(lái)表示的，所以稱之為時(shí)間剖面。可以定性地反映出反射界面的輪廓，但界面的確切深度和產(chǎn)狀還和速度參數(shù)密切相關(guān)。為此，必須輸入相應(yīng)的速度參數(shù)，并逐次計(jì)算出各反射界面的深度，將時(shí)間剖面轉(zhuǎn)換為深度剖面，以便更好地進(jìn)行地質(zhì)解釋。4.3資料解釋及應(yīng)用地震時(shí)間剖面實(shí)例4.3.1層位標(biāo)定1.反射波的識(shí)別（1）同相性：在地震記錄上，相同相位的連線叫做同相軸，來(lái)自同一界面的反射波相同波峰相位的連線與相應(yīng)的反射界面段的形態(tài)相似（2）強(qiáng)振幅特性：來(lái)自反射界面的反射波具有顯著增強(qiáng)的特征（3）波形相似性：同一界面的反射波在相鄰地震道上波形相似（包括視周期、相位個(gè)數(shù)、振幅等）2.標(biāo)準(zhǔn)反射層地質(zhì)屬性的確定：（1）利用連井地震剖面（2）利用層速度資料，（3）利用鉆井和測(cè)井資料，（4）利用鄰區(qū)鉆井資料或已知地震層位對(duì)比，（5）利用區(qū)域地質(zhì)資料和其它物探資料推斷

層位的閉合測(cè)線閉合圈對(duì)比

1．背斜在水平疊加剖面上的幾何形態(tài)特征。

①平緩背斜，深度剖面