反射波法勘探.

《反射波法勘探.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反射波法勘探.（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章 浅层反射波法 本章主要内容： 介绍浅层反射波法勘探的野外工作方法及 地震资料解释，重点内容为多次覆盖观测 系统，要求掌握综合平面图的绘制方法及 反射波资料处理与解释。 1 目 录 第一节 反射波法概述 第二节 反射波法的野外工作方法 第三节反射波法的地震资料解释 2 折射波利用首波初至时间绘制时距曲线，推断地下构造， 而反射波法则主要利用反射波相位的时空特性推断解释地 下构造。不仅能直观的反映地层界面的起伏变化，而且能 探测地下隐伏断层、空洞及异常物体。 第一节 反射波法概述 反射波法和折射波法的区别： 探测深度范围不同 工作频率不同，中、深：几十赫兹，浅层：100300Hz 浅层比中

2、、深层探测难度更大 低速带厚度变化对波的传播有滞后作用，使得时距曲线 为双曲线。 3 检波器又叫检震器，是把地震波到达引起地面微弱振动 转换成电讯号的换能装置。目前常用的检波器主要由线 圈、弹簧片和永久磁钢架及外壳组成。 检波器输出的信号电压和其振动时的位移初速度有关， 因此又叫速度检波器。 用晶体压电效应特性制成的晶体检波器，固有频率高的 特点，可以测量物体震动加速度，又叫加速度检波器。 地震仪是将检震器的输出的电信号放大，显示并记录下 来的仪器，具有滤波、放大、信号叠加、高精度计时及 数字记录和微机处理等功能 。 震源要求有适当的能量、安全可靠便于使用，能产生较 高频率成分。常用的有：锤击

3、震源、雷管和炸药、地震 枪震源、电火花震源等。 4 一、测线布置 (1) 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。 5 二、道间距及激发点的选择 1.道间距：相邻两道检波器的间距，用X表示。 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。 显然，道间距大，排列长度大，工作

4、效率高。不宜太大 ，相位追踪 对比困难，远处能量衰减大。 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。 3.偏移距 2.排列长度 6 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。 4.炮检距和最大炮检距 在测线两端及测线上，以适当的间距设置震源或布置炮点，用 以激发弹性波，其位置和间距对调查结果有重要影响。 震源间距越小，测量精度越高，但通常是按每6至12个检波点( 即间距为40m至120m)设一个震源点来进行设计的。 四、炮间距及激发点的选择

5、7 三、观测系统 地震现场数据采集中，为压制干扰波和确保对有效波进 行追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置应 保持一定的相对关系。 激发点和接收点之间的位置关系和排列和排列间的位置 关系统称为观测系统。 表示方法有：综合平面图和时距平面图 反射波法观测系统 1、简单连续观测系统 2、间隔连续观测系统 3、多次叠加观测系统 8 四、激发方式和接收条件的选择 激发方式包括：井中、水中、空中、地面、坑中、锤击 、夯击、电火花等。 锤击震源电火花震源 雷管 接收条件选择： 压制干扰波，突 出有效波。 9 （一）地震波的激发 1.地震勘探对激发条件的基本要求 激发条件：影响地震记录好坏的第一因素

6、，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：10 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。 结论结论 ：在保证获证获 得勘探目的层层 反射前提下，尽量小药药量激发发， 以获获得高频频的地震波。 浅震：常

7、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）。 11 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。 （3） 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；高频成分丰富，利 于高分辩率勘探。 (2) 锤击震源 锤击置于地面的钢板， 18磅或24磅。 12 （4） 电火花和空气枪震源多用于水上勘探

8、。 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。 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。 13 （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

9、性 高频检频检 波器：高频频响应应好， 低频频响应应差。 大地衰减和检检波器特性曲线线 14 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，地表弹性模量。 因此，检波器应埋直、埋深，土层应潮湿、致密。 15 对对基岩、水泥地：石膏等固结结。 对泥水：加长尾锥。 图 (a)：tTa/2，可辨认有 效波的相同相位。 图 (b)：tTa/2，易造成相位 对比错误。 5.道间距X的选择

10、 X选择原则：各道间相位 关系清楚，同时轴明显。 16 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； 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，反射波法的道间 距应小于折射波法的道间距。 6.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。 要求：具有相同方向特性和频率特性。 17 1、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。 干扰波：对有效

11、波起干扰和破坏作用的波。 五、有效波和干扰波 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 18 在浅震的数据采集、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。 2、各种干扰波的来源和特征 震源干扰波 1)声波 声波：在空气中传传播的弹弹性波。 特点：传传播速度稳稳定(约约340m/s)，频频率高（大于100Hz） ，延续时间续时间 短。地震记录记录 上，一般为为13个波峰的窄条带带 直线线同相轴轴。如下图图所示。 浅震中

12、，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。 19 有声波和地滚波干扰时 的浅层反射记录 (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(100 500m/s)，频率低(10 30Hz)、能量强、衰 减慢，如图示。 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。 面波 声波 20 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； 爆炸井深时面波减弱，井浅

13、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。 21 随机干扰分为三类： 第一类：地面微震和其它外界干扰。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。 工作中，利用统计规律，采用组合检波、水平叠加、垂 直叠加方法压制随机干扰。 (2

14、)相干干扰 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。 22 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。如图所示。 23 为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 3、干扰波调查 24 目的：确定反射波和干扰波的分布特征，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

15、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。 25 第二节 反射波的野外工作方法 浅层地震数据采集方法主要介绍采集系统所使用的仪器 设备、野外观测系统设计和有关采样参数的选择等 。 地震仪 检波器 26 一、浅层地震地质条件 地质条件：深度地震地质条件和浅层地震地质条件 研究地质条件的目的是为了获取高质量的地震记录 1、地表松散层的影响 （反射波产生偏移和时间滞后，吸收高频信号，产生多 次反射波干扰） 2、潜水面的影响 潜水面下或泥岩、粘土岩中激发，频率丰富，能量较强 3、表层不均匀性影响 27 综合平面图绘制方法 二、观测系统 28 二、观测系统 反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示 炮点和排列之间的关系。 1.单次覆盖简单连续观测系统 图所示，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