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1、第五章第五章 野外工作方法与地震勘探技术野外工作方法与地震勘探技术野外工作：基础性工作，任务是数据采集。野外工作：基础性工作，任务是数据采集。 包括：测线布置，观测系统设计，激发接收条件选择，包括：测线布置，观测系统设计，激发接收条件选择， 各种技术使用各种技术使用, 试验工作等。试验工作等。第一节第一节 地震测线的布置地震测线的布置应考虑：工作任务、探测对象、地质构造、地形、地貌；应考虑：工作任务、探测对象、地质构造、地形、地貌；应收集：地质、物探资料，尤其钻井及测井资料。应收集：地质、物探资料，尤其钻井及测井资料。一、测线布置原则一、测线布置原则(1) 测线最好为直线。其切面为一平面，所反
2、映的构造形态较真实。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，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。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。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。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。考虑地形、地物。复杂条件，弯曲测线或分段观测。工作中：作辅助测线布置，工作中：作辅助测线布置，解
3、决一些特殊问题（如探测洞穴、古墓、古河床等），解决一些特殊问题（如探测洞穴、古墓、古河床等），弥补纵测线的不足。弥补纵测线的不足。二、测线布置形式二、测线布置形式1.接收点、激发点在同一直线上。接收点、激发点在同一直线上。工作中：多使用纵测线。处理、工作中：多使用纵测线。处理、分析、解释方便。分析、解释方便。2. 非纵测线非纵测线 几种几种测线测线形式形式接收、激发点不在同一测线上。接收、激发点不在同一测线上。非纵测线：横测线、侧测线、弧形测线。非纵测线：横测线、侧测线、弧形测线。第二节第二节 观测系统观测系统一、观测系统的概念一、观测系统的概念 定义：激发点与接收地段的相对位置关系。一般以纵
4、测线观定义：激发点与接收地段的相对位置关系。一般以纵测线观测为主。测为主。 1.道间距道间距 定义：相邻两道检波器的间距，用定义：相邻两道检波器的间距，用X表示。表示。 工作中：调查目的不同，工作中：调查目的不同，X不一样。一般，道间距小，不一样。一般，道间距小，测量精度高，综合确定。测量精度高，综合确定。 浅折：浅折：5m，10m；浅反：；浅反：25m。有时为求准表层速度：。有时为求准表层速度： 震源附近加密点，构成不等间距排列。震源附近加密点，构成不等间距排列。 2.排列长度排列长度 显然，道间距大，排列长度大，工作效率高。不宜太大，相位显然，道间距大，排列长度大，工作效率高。不宜太大，相
5、位追踪追踪 对比困难，远处能量衰减大。对比困难，远处能量衰减大。 3.偏移距偏移距定义：炮点离最近一个检波器的距离，用定义：炮点离最近一个检波器的距离，用X1表示。表示。工作中：端点不设检波器。一般为道间距的整数倍。工作中：端点不设检波器。一般为道间距的整数倍。 4.最大炮检距最大炮检距整理发布整理发布定义：离开炮点最远的检波点与炮点的距离，用定义：离开炮点最远的检波点与炮点的距离，用Xmax表示。表示。与探测深度有密切关系。折射：目的层深度的与探测深度有密切关系。折射：目的层深度的57倍；倍； 反射：反射：目的层深度的倍。目的层深度的倍。二、观测系统的图示方法二、观测系统的图示方法 1.时距
6、平面图时距平面图定义：用时距曲线的方式表示激发点与其对应地段之间的关系。定义：用时距曲线的方式表示激发点与其对应地段之间的关系。O1激发，激发，O1O2接收，时距曲线接收，时距曲线t01T，对应反射界面，对应反射界面R1R2。O2激发，激发，O1O2接收，时距曲线接收，时距曲线t02T，对应反射界面，对应反射界面R2R3。两次激发，得连续反射界面段两次激发，得连续反射界面段R1R3。把激发点和排列向一个方向移动，重复以上工作，得一连续长反射把激发点和排列向一个方向移动，重复以上工作，得一连续长反射界面。图中，界面。图中，T=T（互换时间）。（互换时间）。观测系统图示观测系统图示 2.综合平面图
7、综合平面图如图如图(b)示。示。O1激发，激发，O1O2接收，用接收，用O1A表示，表示，O1A在测线上投影在测线上投影O1A1对应对应反射界面反射界面R1R2；O2激发，激发，O1O2接收，用接收，用O2A表示，相应反射界面为表示，相应反射界面为R2R3。两次激发，得连续反射界面段两次激发，得连续反射界面段R1R3。折射法：多用时距平面图表示。折射法：多用时距平面图表示。反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示了炮点和反射法：多用综合平面图表示。形式简单，直观地表示了炮点和 排列之间的关系。排列之间的关系。三、反射波法观测系统三、反射波法观测系统 1.单次覆盖简单连续观测系统单次覆盖
8、简单连续观测系统 图图5.4(a)所示，所示，O1、O2O5是激发点，是激发点，A、B、C、D表示互换表示互换点，实线段点，实线段O1A、AO2、O2B等在水平直线上的投影正好连续单等在水平直线上的投影正好连续单次地覆盖了整条测线。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界面，所得地震剖面这种观测系统，可连续勘探整条测线以下反射界面，所得地震剖面为单次剖面。为单次剖面。由于在排列两端分别激发，又称双边激发观测系统。图示即此由于在排列两端分别激发，又称双边激发观测系统。图示即此观测系统。观测系统。如固定在排列一端激发，每激发一次，排列沿测线方向移动一次如固定在排列一端激发，每
9、激发一次，排列沿测线方向移动一次（半个排列长度），称单边激发观测系统。如图所示。（半个排列长度），称单边激发观测系统。如图所示。 简单连续观测系统简单连续观测系统(a) 双边激发双边激发 (b) 单边激发单边激发 2.单次覆盖间隔连续观测系统单次覆盖间隔连续观测系统 定义：炮点离接收点一定距离激发。避开震源附近面波和定义：炮点离接收点一定距离激发。避开震源附近面波和声波的强干扰，又称偏移观测系统。如图所示。声波的强干扰，又称偏移观测系统。如图所示。 3.多次覆盖观测系统多次覆盖观测系统间隔连续观测系统间隔连续观测系统O2激发，激发，O1O2接收，用斜线段接收，用斜线段O2A表示，对表示，对R2
10、R3进行了一次观测，叫进行了一次观测，叫单次覆盖；单次覆盖；O1激发，又在激发，又在O2O3接收，用斜线接收，用斜线段段AB表示，又对表示，又对R2R3进行了一次进行了一次观测，叫二次覆盖。观测，叫二次覆盖。同理，可对同理，可对R2R3段进行更多次覆盖。段进行更多次覆盖。多次覆盖观测系统：对整条反射界面进行多次覆盖的系统。多次覆盖观测系统：对整条反射界面进行多次覆盖的系统。多次覆盖技术：压制多次反射波之类的特殊干扰波，以提高地震多次覆盖技术：压制多次反射波之类的特殊干扰波，以提高地震记录的信噪比。记录的信噪比。四、折射波法观测系统四、折射波法观测系统 1.单边观测系统单边观测系统定义：在炮点一
11、方接收的观测系统。适应折射界面较浅的情况。定义：在炮点一方接收的观测系统。适应折射界面较浅的情况。折射波法规测系统折射波法规测系统(a)单边观测系统单边观测系统 (b) 相遇系统相遇系统 (b) (c) 追逐系统追逐系统(d) 相遇追逐系相遇追逐系统统 (c) (e) 双重相遇追逐系统双重相遇追逐系统 2.相遇观测系统相遇观测系统 定义：两个单边时距曲线组成的定义：两个单边时距曲线组成的观测系统。时距曲线存在互换关系。观测系统。时距曲线存在互换关系。在讨论倾斜界面折射波时距曲线时已在讨论倾斜界面折射波时距曲线时已提及过。提及过。 3.追逐观测系统追逐观测系统 主要作用：界面弯曲，判断波有无主要
12、作用：界面弯曲，判断波有无穿透；断层，判断是否绕射。在前面已穿透；断层，判断是否绕射。在前面已讨论过。讨论过。 4.相遇追逐观测系统相遇追逐观测系统 优点：利用追逐时距曲线的平行性优点：利用追逐时距曲线的平行性延长解释区间，判定有无穿透，较准确延长解释区间，判定有无穿透，较准确确定时深转换波速。工作中常采用。确定时深转换波速。工作中常采用。 5.双重相遇追逐观测系统双重相遇追逐观测系统 优点：既利用优点：既利用O3两侧交点求出二个两侧交点求出二个Ve值来控制值来控制Ve的横向变化，又利的横向变化，又利用大小排列的二组用大小排列的二组t0值相互对比提高解释精度。且具值相互对比提高解释精度。且具(
13、d)种观测系统的优。种观测系统的优。工作中较常采用，山谷、山脊分段观测。工作中较常采用，山谷、山脊分段观测。第三节第三节 地震波的激发和接收地震波的激发和接收一、地震波的激发一、地震波的激发 1.地震勘探对激发条件的基本要求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，得到好的有效波的激发条件：影响地震记录好坏的第一因素，得到好的有效波的基础条件。基础条件。(1) 有一定能量，保证获得勘探目的层的反射；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；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，尽可能接近频带较
14、宽，尽可能接近脉冲（尖脉冲），以利提高分辩率；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。同点激发，地震记录重复性好。 2.震源类型震源类型两类：炸药震源，非炸药震源。两类：炸药震源，非炸药震源。(1) 炸药震源炸药震源 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量强、高频成为丰富。炸药激发产生的地震波主频f与药量与药量Q的关系：的关系：药量对频率成分的影响药量对频率成分的影响上式可见，药量越大，激发产生上式可见，药量越大，激发产生 的频率越低。的频率越低。图表
15、示不同药量在相同炮点和激发图表示不同药量在相同炮点和激发深度处，同一接收排列接收到的信号深度处，同一接收排列接收到的信号频谱（）。频谱（）。结论结论：在保：在保证获证获得勘探目的得勘探目的层层反射前提下，尽量小反射前提下，尽量小药药量激量激发发，以以获获得高得高频频的地震波。的地震波。浅震：常用几十克到上千克的小浅震：常用几十克到上千克的小药量或雷管激发。药量或雷管激发。激发方式：地面爆炸，浅井爆炸。激发方式：地面爆炸，浅井爆炸。浅井爆炸：井深浅井爆炸：井深1米，药包放在井中并将土回填埋实，促使能米，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）。如下图所示。量向下传
16、播，压制干扰波（面波、声波等）。如下图所示。锤击置于地面的钢板，锤击置于地面的钢板， 18磅或磅或24磅。磅。 地表结构：潮湿密实地面效果好，干燥松软地面效果较差。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。好），信号增强。缺点：频谱低于炸药震源，能量有限，不适合深层。缺点：频谱低于炸药震源，能量有限，不适合深层。 高频震源枪高频震源枪 用震源弹射入浅孔用震源弹射入浅孔(充水或潮湿的孔充水或潮湿的孔)，爆炸激发地震波。，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。于高分辩率勘探。 电火花和空气枪震源多用于水上勘探电火花和空气枪震源多用于水上勘探。 电火花震源：利用电容器储存高压电能，在一瞬间通过水介电火花震源：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。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
