第四章地震资料的野外采集教程课件

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1、第四章 地震资料的野外采集,第一节 野外工作概述 第二节 地震波的激发和接收 第三节 观测系统 第四节 野外施工中常用的两种方法,第一节 野外工作概述,一、野外工作的主要内容 1、试验工作： 干扰波调查（类型、特点） 地震地质条件的了解（地表、低速带、界面的质量） 激发条件的选择（岩性、药量、方式） 记录条件的选择（观测系统、组合方式）,第一节 野外工作概述,2、生产工作： 地震测量：把设计中的测线实际布置到工作地区定出激发点、接收点（排列）的位置，绘制测网图 地震波的激发，测定的炮点钻激发井，下炸药。 地震波的接收，使用地震检波器、电缆线、野外地震仪等设备。,第一节 野外工作概述,3、地震队

2、的组成： 队长及指导员总体负责及协调关系 测量组测量及标明桩号 放线班布置排列 钻机班打炮井 爆炸组接受仪器组指挥激发地震波 仪器组指挥现场作业并记录地震波 施工组检查施工质量完成施工日志 后勤组保障设备的正常运转及职工的餐宿 （发电组）在野外施工时保证小队的用电,第一节 野外工作概述,第一节 野外工作概述,第一节 野外工作概述,二、干扰波的类型及其特点 有效波：反射波勘探中的反射波 干扰波：面波 、声波、环境噪音、工业干扰 异常波：例如绕射波 干扰波的类型： 、规则干扰波：具有一定频谱和视速度，能在地震记录上以一定同相轴出现的干扰波。 声波、面波、浅层折射波、多次波、侧面波、工业干扰 、随机

3、干扰：没有一定规律，也没有一定传播方向，在地震记录上形成杂乱无章的干扰背景。形成因素很多：自然条件、激发条件、人为条件。,一些常见的干扰波,瑞雷面波： 、定义：与自由表面相联系的面波，在地震勘探中称为地滚波。存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。 、特点： 频率低：几赫兹到30赫兹； 频散：速度随频率变化； 低速： 100m/s-1000m/s ，通常为200m/s-500m/s；能量强；,一些常见的干扰波,侧面波： 、定义：非射线平面内来的波均称为侧面波，一般影响深层记录，是一种规则干扰波。 、侧面波的来源： 地表条件复杂的地区，如山区、黄土原、海洋中的海底山等，能产生不同视速度（传播方

4、向）的干扰波。 地下一些大倾角界面产生的侧面波，这类侧面波含有有用信息，不能完全作为干扰波。,一些常见的干扰波,多次反射波 、定义：从震源出发，到达接收点时，在地下界面之间发生了一次以上反射的波。 多次反射波、反射折射波、折射反射波和扰射反射波等等统称为多次波。 、多次反射波产生的条件良好的反射界面（存在较大的波阻抗差）；基岩面、不整合面、火成岩、地面、水面，石膏层、岩盐、石灰岩等强反射层等。,一些常见的干扰波,声波 频率高、速度在340米/秒左右、 同相轴为直线 工业干扰 频率在50Hz左右 随机干扰 风吹草动、人及动物的走动等,三、有效波和干扰波的差异,1、传播方向上的差异（如面波） 2、

5、频谱上的差异（频率上的差异） 3、经动校正后剩余时差上的差异（干扰波经动校正后有剩余时差） 4、出现规律上的差异（如随机干扰）,四、 地震测线的布置,地震测线：沿地面进行地震勘探野外工作的路线。 地震测线布置的基本要求： 测线应为直线 测线垂直构造走向 对不同勘探阶段的要求 路线普查了解区域地质构造 面积普查寻找可能的储油气带 面积详查查明构造特点 构造细测配合油田开发,第二节 地震波的激发和接收,一、地震波的激发 1、激发的基本要求： 使有效波具有较强的能量、显著的频谱特征和较高的分辨率。 2、激发条件：激发药量、深度、岩性 3、激发方式：井中爆炸、坑中爆炸、水中爆炸。,4、震源：,A、炸药

6、震源 药量与振幅的关系,药量与振幅关系,小炸药组合爆炸：,定向药柱,定向药柱,B、可控震源：利用气体或水力，驱动地面上或水介质中的钢板，使其产生一种频率可控制的波列，作为地震勘探的震源，震源的波列是已知的。,Wave train,二、地震波的接收（地震仪的基本功能）,1、机械振动转变为电信号并放大功能；可变的放大倍数，以适应地震信号的动态范围。 2、频率选择功能，频率滤波 3、能量自动增益控制功能，动态范围：地震波强弱的差别引起的振幅上的变化范围，在地震勘探中该数值能达到120分贝，即：最大振幅是最小振幅的106,地震仪的基本功能,4、具备良好的分辨能力 仪器的固有振动延续时间越短，分辨率越高

7、。 5、精确的计时装置 6、多道接收、数字记录、记录长度可任选等。 7、抗干扰能力强等。,空间采样与假频,A、时间域采样定理和假频的概念： 定义：若信号的最高频率成份为fc, 则采样间隔t =1/2 fc时，所得离散信号能反映连续信号的所有信息。 采样定理要求每个周期内至少采两个样。 B、空间假频： 检波器对地震信号的接收，相当于对沿着测线的波剖面的采样，只是间隔不是时间，而是距离（组间距），因而称为空间采样。,空间采样要求,空间采样间隔必须小于视波长的一半，即在一个视波长内空间采样不能少于两个，否则会产生空间假频。在地震记录上的表现是反射波同相轴不能正确反映地下界面的真正形态。,第三节 观测

8、系统,在野外施工时，为完成施工任务而选取的激发点和接收点的空间位置及其相互关系，称为观测系统 排列:震源与检波器组中点位置之间的关系(在一工区内, 此关系是固定的) 排列的类型：纵排列(端点放炮排列、中间放炮排列)；非纵排列；交叉排列。,中间放炮排列：震源位于检波器组的中间 端点放炮排列:震源位于检波器组的一端,纵排列,中间放炮排列,非纵排列,L型排列,T型排列,交叉排列,二、一次覆盖连续观测,连续剖面法：检波器组沿测线均匀放置，并等间隔放炮，对反射界面进行连续观测,1,2,一次覆盖连续观测（中间放炮）,优点：施工方便，不受折射波干扰 缺点：近道受爆炸影响大,端点放炮一次连续观测,1,2,3,

9、O1,O2,O3,O4,O1,O2,O3,O4,三、多次复盖观测系统 概念：对被追踪的界面进行多次观测的野外工作方法。,第一炮检波器接收区间,第一炮时界面上的反射段,共中心点的概念：对称于M点进行多次激发和接收，M点称为共中心点。当界面水平时，该点也称为共反射点。,M,R,O1,G1,O2,G2,O3,G3,多次覆盖的实现,水平界面的共反射点,M,O1,O2,O3,G1,G2,G3,倾斜界面共中心点反射,多次复盖观测系统参数：道间距 ；道数 M；偏移距 复盖次数 n；炮点移动距离d=M x/2n,O1,O2,O3,O4,O5,O6,O7,O1,2,3,4,24,23,21,1,1,O2,1,O

10、3,17,20,13,16,O4,9,12,O5,5,8,O6,4,1,1,1,1,4,5,8,9,12,13,16,17,20,21,24,24,24,24,24,24,六次覆盖观测系统表,炮点,道号,反射点,观察系统中的四种线,四、延长时距曲线法,受地面地质条件的限制（不能在上方进行激发和接收）进行的野外工作方法。,五、三维观测系统,1、原则： 地下数据点网格密度分布均匀； 地下数据点网格形成条带或面积分布； 能够进行多次覆盖； 根据实际的地形、交通条件合理选择。,2、三维观测系统的分类,侧测线观测系统（L排列） 横测线观测系统（T排列） 十字排列观测系统 线束型排列,L排列,T排列,线束

11、型排列,3、野外三维观测的实际方式,A：路线型沿测线布置接收点，在与测线垂直的线上布置激发点，用以获取沿测线附近的地下共反射点条带，包括宽线剖面、弯线剖面。,（2）弯线技术 适用于地形复杂的地区,环线排列,栅状排列（线束状排列）,三维地震勘探中的三个面积,第四节 野外施工中常用的两种方法,有效波和干扰波的差别： 1、传播方向上的差异。例如水平界面的反射波差不多是垂直从地下反射回地面的；而面波是沿地面传播的。实质上就是视速度的差别。 针对这一类型的干扰波，在野外施工时，往往采用检波器组合的方法来压制；在进行资料处理时，还可以采用视速度滤波（f-k滤波）进行去除。,2有效波和干扰波在频谱上有差别。

12、此类干扰波的压制方法主要是野外记录时进行有目的的采取滤波和室内的频率滤波处理。 3有效波和干扰波经过动校正后剩余时差上的差别。如多次波，在经过动校正后，剩余时差仍不为0，如今广泛使用的野外多次覆盖、室内水平叠加技术能较好压制多次波；另外，预测反褶积方法对多次波也有良好的压制效果。,4、有效波和干扰波出现的规律上差异。例如风吹草动等引起的随机干扰的出现规律就与反射波的很不相同。 对于随机干扰，主要是利用其统计规律进行压制，如多次叠加、组合法等都是有效的方法。另外，相关滤波、相干叠加等室内处理方法也有很好的效果。,实测的干扰波 经组合后的结果,一、组合,、组合：指一组检波器将信号输出到同一地震道，

13、或同时激发一组震源，有时也称组合形式。 、组合的实现： 野外检波器组合 野外震源组合 室内混波：若干个地震道讯号按比例相加，形成新的地震道。,、组合的类型： 简单线性组合：若干个检波器沿直线等距排列。各检波器灵敏度相同。 加权组合：各点检波器的灵敏度不同。 面积组合 、组合的目的：增强有效波，压制干扰波，提高信噪比。 对于规则干扰波，组合具有方向性，对不同方向来的波，具有不同的灵敏度。 对于随机干扰，则可用统计规律进行压制。,简单线性组合,垂直组合,加权组合,十字组合,钻石组合,组合,人字形组合,爪状组合,矩形组合,各种面积组合,组合对压制干扰的结论,组合的方向特性： 同一道上n个检波器经组合

14、后得到的总振动的振幅与波的入射角有关，来自地下反射界面上的反射波差不多垂直入射到地面， n个检波器接收到的来自同一界面的反射近似同时到达地面（没有时差）相加的结果使得该道的能量增加了 n 倍。对于其它与地面法线有一定角度的地震波来说，到达某一道检波器组的各个检波器时，均有一定的时差，相加的结果就相应地受到了压制。,5、组合对随机干扰的压制作用,随机干扰的统计特性：没有一定规律，也没有一定传播方向，在地震记录上形成杂乱无章的干扰背景。形成因素很多：自然条件、激发条件、人为条件。 随机干扰的特点：在地震记录上表现为杂乱无章的振动，频谱很宽，近似于白噪声，没有一定的视速度，表面上看是不规则的，但遵循

15、统计规律。,地震勘探中的随机干扰是具有各态历经性质的平稳随机过程，其统计性质不随时间改变，只需几个统计参数就可以描述这个随机过程。 地震勘探中在某一点记录下来的随机干扰是一个随机函数n(t)。重复放炮，记录下的随机干扰各不相同(n1(t) n2(t) n3(t)。 随机过程：所有可能的随机函数的集合。某次观测的随机函数称为随机过程的一个实现。,5、组合对随机干扰的压制作用,平稳随机过程：统计规律不随时间变化的随机过程。即对随机过程的一次实现，只需研究足够长的一段时间即可获得该次实现的其统计规律。 各态历经性质：一个随机过程的统计规律不必从多次实现中求得，只需从一次实现便可求得。即一次实现能反映随机过程的全部特点。,描述随机过程的参数,均值：地震勘探中随机干扰的均值为零。 方差：描述随机过程偏离平均值幅度的量。 自相关函数：描述随机过程变化快慢的量。对于平均值为零的随机过程，只需用自相关函数这一个统计参数就可以充分描述其统计特性。,由于组合法是同一时间不同