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1、第二章浅层折射波法和反射波法,在地表布置人工震源产生地震波，在地表用专门的仪器观测地下界面产生的反（折）射波，达到探测地下介质分布情况的地震勘探方法。 观测折射波折射波法 观测反射波反射波法 “浅层”工程地质中，要求探测深度较小。一般50100米，很少超过300米。 石油物探-上千米-“深层”。 这种方法常用来探测覆盖层的厚度、基岩面的起伏、圈定断层、古河道位置等。,第一节数据采集,一、主要仪器设备 、震源 1）锤击震源 2）炸药震源 3）地震枪震源 4）电火化震源 2、检波器 将地震波到达观测点 引起的地面微弱振动转 换成电信号的装置。,3、地震仪-将检波器输出的电信号进行放大、显示并记录下
2、来的专门仪器。 具有滤波、放大、高精度计时、数字记录和微机处理等功能。目前我国常用的浅层地震仪多为12道或24道。 4、专用导线。,二、观测系统,地震勘探中是一点激发多点观测，激发点和观测点间的排列关系观测系统。 观测系统的确定原则是尽量压制干扰波，突出对有效波的观测和追踪。 反射波、折射波的的形成和传播规律不同，为了突出对有效波的观测和追踪，反射波法和折射波法分别设计了不同的观测系统是不同的，,、折射波法的观测系统(第三次) )测线类型 纵测线 横测线 侧测线 弧型测线,)相遇时距曲线观测系统 时距曲线地震波的走时与震源和测点间的距离关系曲线。,相遇时距曲线观测系统,多重相遇时距曲线观测系统
3、,当地下界面形态复杂（倾斜）时，用一般的相遇时距曲线观测系统可能得不到相遇段。,2、反射波法的观测系统,1）宽角观测系统： 观测点布置在临界点附近，此时反射波能量较强，且可回避面波的干扰。,）多次覆盖观测系统 这种观测系统是为了应用水平叠加技术而设计的,这种处理可压制多次波和各种干扰波，提取速度参数。 水平（共反射点、共中心点）叠加技术： 共反射点记录 叠加 时间剖面 各测点上需要多条 不同跑检距的共中 心点记录。,多次覆盖观测系统就是为了能够在各测点上获取多条不同跑检距的共中心点记录，利用水平叠加技术而设计的一种观测系统。 从观测记录中可提取出共反射点记录进行水平叠加。,三、影响采集质量的其
4、他因素,为了突出有效波，压制干扰波，除选择合适的的仪器、观测系统外还有其他的影响因素：测线的布置、覆盖次数及道间距的选择、通频带和扫描时间的选择等。一般在开展工作前做一些实验工作。-做“长展开”，对工作区的各种干扰波和有效波的分布特点进行研究。设计最佳的采集条件。,第二节理论时距曲线,折（反）射波法是根据在地表观测到的折（反）射波的分布特征，来推断地下界面的分布和变化情况的（反演问题）。 为实现此目的，必须先了解在各种典型地质界面上折（反）射波的分布特征（正演问题）。时距曲线。 时距曲线测点和震源的距离与波到达测点时间的关系曲线。 理论时距曲线：给定界面参数，求出时距曲线的理论公式。,一、直达
5、波的时距曲线,直达波：从震源出发不经过界面的反（折）射直接到达接收点的地震波。,直达波时距曲线方程。 由地震记录可拾取时距线，由其斜率可求得地表盖层的波速。 声波、面波也符合这种直线传播规律，只不过直线斜率不同波速不同。 直达波的视速度 是常数，等于盖层的波速。,二、折射波的时距曲线,、水平两层介质（2V1）,时距线仍是直线，但斜率是1 / V2。 折射波的视速度是常数，且,当X=0 时： 可从时距线上求的，代入上式可求的界面的埋深。,2 三层、多层介质（V K+1 VK）,时距线方程： 时距线仍是直线，但其斜率为1/ V3,水平层状介质折射波时距线特征： 1）时距线是直线，其斜率的倒数（视速
6、度V*=X / t）为折射层的层速度（与直达波的区别）。可求下层的波速。 2）折射波都有一个观测盲区，埋深越大，盲区越大。探测深层界面时测点应距炮点较远。（X2H）。 3）各层折射波时距线相交，在交点附近波相互干扰，不利于折射波的识别。 4）浅层界面的折射波不一定出现在记录的初至区，与炮检距和V有关。在折射波法中，一般炮检距不大，多用于浅层探测。,3 倾斜界面的折射波时距曲线,倾斜界面的折射波时距线特征： ）时距线仍是直线，但视速度（斜率倒数）不是折射层的波速(V2)： 从中可看出用相遇时距曲线观测系统的原因。,）观测盲区不同，截距时间不同，可判断界面的倾向。 ）当 较大， i+ 90时，下倾
7、方向测不到折射波（盲区无限大）；上倾方向不能产生折射波。,、变速层折射波（潜射波）时距曲线,、隐伏层对折射波时距曲线的影响,隐伏层折射波法不能探测到的地层。“中间低速层”、“中间薄层”。 )中间低速层 如三层介质：1V2V3；V31 ；V2层中间低速层，1 、V2界面不能产生折射波，V2 、 V3界面产生折射波，从折射波地震记录上不能发现V2层的存在（隐伏层），只能得到相当两层介质的时距曲线，由此求出的界面埋深也不是V2 、 V3界面的真实埋深。,低速层对求界面深度的影响,从以上讨论可知：若低速层存在，折射波法不仅不能发现其上界面的存在，并且求出的下界面的埋深也有较大误差。中间低速层越小、厚度
8、越大，误差越大。异常解释时需结合钻孔、其他物探方法等资料发现和排除低速层的影响。 )层状介质中的隐伏“薄层” (第四次) 所谓“薄层”指各层速度满足：V1 V2 V3 V4 V5，但其中某层厚度较小，使其上界面产生的折射波不能以初至波的形式在地震记录上出现，而只能在续至波中存在（不易识别），折射波法不能确定其存在。,以三层为例：V1=500m/s, V2=2V1 V3=5V1, h1=5m, h2分别为1，5，10m，代入公式得时距线如下图：,当h2较小时(h2h1)，从初 至波时距线看，是假两层的 情况 。,6、透镜体和尖灭层对折射波时距曲线的影响,尖灭层,、直立构造对折射波时距曲线的影响,
9、直立台阶构造的折射波时距曲线,三、反射波的时距曲线,、水平界面的反射波时距曲线 波在介质中传播遇到界面时产生折射波、反射波、透射波。 反射波 1V1 2V2 ） 折射波 1V1 2V2 ，V2V1，,双程垂直时间。视速度：,、倾斜界面反射波时距曲线,时距曲线方程： 经变换：,还可由时距线近似求出界面的倾角,3、多层介质反射波时距曲线,R1界面： R2界面： 界面以上介质 的均方根速度,Rn界面： 界面以上介质 的均方根速度,由此可见，浅层反射波总是比深层反射波早到达接收点，浅层反射波总是出现在记录的初至区（折射波不一定），这是反射波法的优点。 两层界面和多层界面时距曲线的公式形式是一样的，只是
10、速度不同（界面以上介质的均方根速度 ）。,4、断层和弯曲界面的反射波时距曲线,断层（台阶）附近反射波地震记录示意图,弯曲界面反射波时距曲线,5、绕射波的时距曲线,地震波在传播过程中，当遇到界面的突变点时将产生绕射波。如前所述，绕射波将以这些突变点为新震源向周围传播。 前面讨论台阶的 反射波时，没考虑 绕射波，实际上绕 射波总是存在的， 是一种干扰波叠加 在反射波（折射 波）之上。,第三节资料处理及解释,根据野外实测的地震记录，先进行必要的处理（压制干扰波、突出有效波），在此基础上进行推断解释，得出地下不同“速度体”（地质体）的分布情况。 定性解释：根据已知的地质情况和实测的地震记录，判断地下界
11、面的数量及大致产状，判断是否有断层或其他局部地质体的存在，为选择适当的定量解释方法提供依据。,定量解释：在定性解释的基础上，选择适当的数学方法或作图方法，定量求出界面的埋深、形态及速度参数。 折射波法和反射波法的资料处理和解释目前都实现了计算机自动处理，但由于两者原理和方法上的差异，使其解释和处理方面有很大差异。这里简要介绍其解释处理步骤。,一、折射波法的资料处理和解释,输入数据图形显示,预处理？,初至拾取,人工,预处理,均衡,选择解释方法,滤波,切除,自动,构制时距图,复杂条件解释,哈里斯法,变速层,非纵测线,结果输出,常规解释,T0法,弯曲界面法,时间场法,结果输出,初至时提取,、t0法求
12、折射界面,t0法是根据野外实测的折射波相遇时距曲线，求界面埋深和形态的一种定量解释方法。当界面起伏不大（曲率半径比其埋深大得多）时，通常能取得较好的效果。,求V2(第二周) (第五次),步 骤,1）提取时距曲线； 2）求 曲线： 3）求 曲线： 4）求： 5）求埋深： 6）作图。,3、非纵测线的解释,步 骤,（1）提取时距曲线 （2）由t(0)值求ho值 （3）作出埋深为ho的水平界面理论时距曲线 tn(x) （4）求t(x) = t(x)- tn(x) （5）求hx （6）作出界面分布,二、浅层反射波法的资料处理和解释,反射波法通常用多次覆盖观测系统，它的资料处理和解释方法与折射波法有很大差
13、别，更复杂一些。 核心内容：将多次覆盖的地震记录转换为各测点的时间剖面记录，在时间剖面记录的基础上进行解释。 时间剖面记录：自激自收记录；零偏移记录。更直观的反映界面形态。 折射波法：相遇时距地震记录，提取时距曲线，在时距曲线的基础上进行解释。,、处理系统 1) 数据的输入和显示。 2) 切除：删除干扰大、工作不正常的地震记录。 3）静效正：消除地形起伏或表层介质速度变化对地震记录的影响。（高程、V1已知）,4）抽道集：多次覆盖观测系统-共激发点记录。从共激发点记录中提取出共反射点记录，并按一定顺序构成新的共反射点道集（CDP道集）。为进行动效正和水平叠加做准备。,5) 波谱分析和数字滤波 不同类型的的震波一般具有不同的频率成分，当干扰波和有效波有明显的频率差异时，可用频率滤波（数值滤波）的方法压制干扰波突出有效波。为此，必须了解各类波出现的频段范围-对地震记录进行频谱分析-求振幅谱和相位谱，了解地震记录中所
