地震勘探的野外工作方法

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1、第二章 地震勘探的野外工作方法（10 学时）野外工作是整个地震勘探中重要的基础工作，它的基本任务是采集地震数据。 第一节 野外工作方法是从地震队的组织形式来完成的，分试验工作和生产工作。 主要内容：激发地震波、接收地震波、以及地震测线，激发点、接收点的测定。 一、试验工作目的：了解本地区的地震地质情况，确定解决任务所需要的最佳野外方法。1、干扰波的调查，调查干扰波的类型及其特点。2、地震地质情况的调查。 调查低降速带的厚度及速度V2V在潜水面具有很强的反射，则透射的就少，找油而不是找水，则 希望在低降速带的底部爆处，潜水面的深度决定了打井深度。工区速度的分布规律，一般速度是深度的垂直，这个任务

2、由地震测 井来完成。调查有无标准层：标准层：大面积连续追踪的地下反射界面。3、选择最佳的激发条件：炸药埋藏深度，药量、炸药组合方式。4、选择合适的接收条件：确定检波器的组合方式，合适的观测系统。比如：道间距的为多少最好，第一个检波器与炮点多远，选择合适的仪器因 素。二、生产工作 根据试验得出的结论进行野外生产第二节 干扰波一、地震波波场的特点：地震震源激发以后，在地质介质中产生的振动的总和就是波场L （x, y，z, t），震源性质以及地质介质中的弹性参数分布情况决定了波场的特点。在陆地震 勘探时，广泛使用浅井、炸药包和它在井中安置的不对称性也会产生一定强度的 横波和面波，当采用非炸药震源的激

3、发的波场更加复杂，有的主要激发纵波，有 的主要激发横波，但这些震源也不会是纯的，它们总是激发出两种体波以及面波。各种震源之中，有些是脉冲型的，激发出很短的（约50ms）不超过34个周 期的振动，有的产生变频正弦振动，其延续时间达若干秒震源激发的振动形状对 波场的总形态有重大影响，它会改变不同类型和不同形式的波所引起的振动之间 的关系，当波的震源传播到具有大量界面的地质介质时，产生多次生波（各种类 型的一次波和多次波）波场是由数目不多的强一次波和部分二级波加上许多弱的 一次波和多次波构成的，当存在折射界面时，则除了反射波外，还有折射波，除 了地震震源引起的振动外，波场中还包括外部震源激发的振动f

4、微震。由于吸收的影响，波在传播过程中，它的振幅逐渐减小，主频逐渐降低，在 勘探深度达到45 km反射波法工作中，纵波的主频一般为3070HZ，最高频率 达150200HZ （在坚硬岩石层出露地表面以有在坑道、井中、工程地质勘探时） 反之，当进行偏移距达数百公里的区域工作时，纵波的主频不超过35HZ，横波 的频率一般小于相同路径纵波频率约1.82.2倍，瑞雪面波和勒末波之间频率比纵 波的小35倍）为了定量估计波场振幅随时间的变化程度采用自然动态范围概念，所谓自然 动态范围指的是为解决所提咼地质任务必须记录的最强振动g（t）,与最弱振动g， 的振幅比，用分贝（dB）表示。自然动态范围由记录的时间区

5、间及地质剖面决定，当记录时间达到3分时， 所有波的现有动态可达100120dB，当记录折射波时，自然动态范围大大减小， 一般不超过 2040dB。实际观测小的振动脉冲状由震源特点、介质的吸收作用界面的影响，向接收 和记录仪器的情况决定，为了用解决或表达所观测的振动的形状，已有不同学者 提出不同的分式，别尔拉格地震脉冲由表达式：，t 0指出其中a和n是决定包络出具体形式的参数说脉冲波前有几阶段 连续间断。此外，较常用的还有以钟形包络函数来描述的地震波f （t）二 ae-0212 sin（w t + 申）t 0o参数0 2和申选择的不同，能得到不同包络变化的振动借助于这两个公式或其它类似的表达式即

6、可，足称精确地追近实际反射波的形状。在地震勘探测量中，地震仪器及可接收到观测点处的所有扰动，在这些扰动 中，只有用于解决所提出的地质任务的时才称为主波，所有妨碍波识别和的其它 波称为干扰波，由于地震勘探方法及其解决地质的任务的不同所需要记录的种类 和形式不同，有些波在某种场合称为有效波，即在另外的场合波划分为干扰波如： 在反射波勘探中，一般只有反射波纵波是有效波，其它波都属于干扰波范畴，而 在折射波勘探中，反射波一般视为干扰波。主要分两大类1、第一类：规划干扰波，由震源产生的其传播路径不同，有效波的波称为有 一定主和传播方向的干扰波。类型：产生原因声波：在浅井爆炸产生的声波在空气中传播，在地震

7、到来上形成尖锐强韧的 波。面波：当震源较浅和表层具有明显成层性时，注意改善激发条件和利用检波 结合是克服面波的主要方法。在大地和空气的分界面附近，由纵横波在地面干涉 形成沿地区传播。主频较高，频率在80300HZ, V=340米/秒，V米1001000m/s。 振幅弦延续时间长，时距曲线为直线，外形为扫帚形。即波散（频散）结果频率 稳定，50HZ，强度可超过地震有效收许多位。工艺干扰 高压电浅层折射波 存在折射界面（V2V）时距曲线为直线与反射波相切由反 射界面和地面之间多次反射形成。几次反射的旅行时间，近似为有效的几倍。（测浅两弯海底有巨大凸起物如：暗礁、沿船）虚反射 地面对爆炸直线波的反射

8、补充了有效波的相位，使信号延续时间。 它伴随在地震直接向上传播界面反射的正常的波源，由于它干扰正常反射波，复 杂化，相位数目增多，虚反射波频率及速度甚于有时比振幅都正常。侧反射：海底潜山戎凸起，地面的山等产生的反射。V*低，V海= （在水声中）（在地形变化剧烈的黄土高原减速是地层情况下也会产生侧反射）第二类：不规则干扰波：没有固定主频，没有固定传播方向上随机干扰叫不 规则干扰波。类型 产生原因微震：与激发震地球公转和自转过程中所固有的震动，风吹带动，机动车和 工厂等人为干扰。特点：出在整张记录上形成干扰背景。次生干扰：地面障碍物是次生震源，在近处直达波的方式，在远处的折射波的方式传到检波器产生

9、干扰，浅层介质的不均匀性引起高、低速次生干扰。 特点：出现在整张记录上，视速度有高有低，形成交频及低频干扰背景。低频主频背景：在沼泽、流河、等至松介质中激发地震源时，低高频背景的 特点是整张记录出现，而且复杂化无率。底波：在浅海地震勘探时，如果附近海 底激发就会在淤它底面产生类似于面波形状的底波，其特点是频率低、视速度a （1000m/s ）横向意域延续时间长。这些介质的原有振动形成低散频（1030HZ ）炮炸时，如石乐石多孔岩石上 产生的散频，形成高频的干扰波（80200HZ）。鸣震：地震波在海底及平面之前 的多次反射。类似正弦振动，有周期忙，持续的时间长等特点。侧面波：在地表条件比较复杂的

10、地区进行地震勘探工作时，还会出叫侧面波 的干扰波如：黄土高原地区，由于水系切割形成谷沟交错的复杂地形，当黄土高 原侧面波是沟原和沟的相对差达几百米，在原与沟的交界为陡峻的黄土高原与空 气的接触面，形成一个强波阻抗界面，因而地震波激发后，传播到黄土高原边沿， 主波反射回来，记录上可出现不同的方向具有不同视速度的干扰波，这种干扰波 是一种侧面波。（三）干扰波的观测方式1 、小排列采用土坑爆炸，连续小排到接收的方法追踪干扰波。面波和声波是主要干扰，此法可观测到道间距X=35米若震离检波器很近将接收不到折射波X很小，观则声波和面波，X拉大观测折射波（折射波有盲 区）2、通过对激发条件及仪器因素的改变，

11、了解干扰波的特点，产生条件频带宽 度，视速度、出现规律等。3、采用直排到查明干扰波在地面的传播方向。当南北排列所得记录峰值对齐时，说明波是东西方向来的。当东西排列所得记录峰值对齐时，说明波是南北方向来的。当波非南也非北排列时如：西南f东北方向干扰波的方向：a = arctgV t东西一、地震测线布置：（一）原则1、应尽量为直线：一是反映的构造形态比较真实，二是解释工作方便。2、一般应垂直走向（二）不同勘探阶段对测线布置的要求1、路线普查：了解基底起伏情况及基本地层结构，线距几十几百公里。（未 超过地震地区）2、面积普查：了解盆地二级构造形态及范围采用丰字型测线，线距几公里 几十里（二级构造是多

12、个小块构造）3、面积详查：了解已知构造的具体形态及各种参数采用丰字型测线，线距 13 公里。4、构造细测：详细了解构造的特点，准确地确定井位，线距几百米1 公里， 再增加垂直断层走向的测线及连井测线。二、观测系统及其图示方法（一）观测系统的概念 为了查明地下构造形态，必须连续地追踪各界面的地震波，因此就要沿测线 在许多个激发点上分别激发地震波目进行连续多次观测，即多次覆盖技术，每次 观测时，激发点和接收点相对位置应保持一定的关系。观测系统：描述炮点和检测点相对位置关系的平面图叫观测系统。八* J纵观测系统:炮点和检波点在一条直线上.分大非纵观测系统:炮点和检波不在一条直线上和三维观测系统.测系

13、统的选择定于地震勘探任务，该工区的地震地质条件和采用的方法总的 原则是：尽量使记录的地下界面能连续追踪避免发生有效波彼此干涉现象，施工简单。（二）观测系统的图示方法： 1、作用方法：时距平面、普通平面法、综合平面法、现在野外都采用综合平 面图法，我们只讲此具体作图该当如下： 作报直线（测线）将各炮点标在直线上 过炮点作一个向排到 45直线 将排投影到45斜线上得到斜线上的排到1、2、N分别是检波点 1N 在炮点组成 45角的直线上的排列的投影。画观测系统图的目的：对野外激发点、接收点的坐标进行描述 指导抽共反射点道集为水平迭加提供参数。共反射点道集：接收自地下同一反射点的各检波器的道号集合 目

14、前野外分：单边放炮、中间放炮（有偏移距）（大号、小号、正序、反序（无偏移距）2、观测系统中的几个术语： 物理点：地面上任何一个激发点或接收点都叫物理点。 野外排列：在一次激发时，最远两个物理点间所夹的线段叫野外排列。线段可以是直线也可以是曲线。野外道间距：地面观测时两个相临接收点的距离。 剖面道间距：野外道间距的一半。炮间距：炮点与检波点的距离。偏移距：最小炮检距（三）一次覆盖观测的基本类型a、简单连续观测系统（中间放炮、两边接收、无偏移距） 优点：不受折射波的干扰施工方便（因为折射波有盲区） 缺点：近炮点的几道爆炸后的声波，面波干扰。b、间隔连续观测系统（具有一定的偏移距）单边放炮优点：避开

15、声波干扰c、延长时距曲线的观测系统A点放炮，BN摆排列得时距曲线tA，追踪R2R3界面。B点放炮，AN摆排列得时距曲线tB，追踪R1R2界面。（四）多次覆盖观测系统（对被追踪的界面观测多次） 从测线端点放炮最先满足覆盖次数的地下反射点数=排列总道数（N）覆盖次数（n）多次覆盖是通过炮点和检波点同时搬家使其共反射不变来实现的，那么每放一炮炮点移动必须有一定的规律，否则不能完成共反射点迭加每放一炮移动的道数 d=排列总道数(N )gS2 x覆盖次数(n)S = 1 单边放炮S = 2 双边放炮共反射点迭加是来自同一个反射点的各个检波器的地震记录进行迭加，我们 把接收到对应于地下同一点的反射波的各道的集合叫共反射点道集。下面以 24 道，6 次覆盖为例(有偏移距)来说明这种观测系统。N 24最先满足覆盖次数的地下反点数=4(个)n6N 24每放一炮移动道数d = = 2(道)2n 2x 6 即炮点在排列的一端，每放一炮，炮点和整个排列向前移动2 个道间距 即若 X=50 米，则炮点和排列向前移动 100 米。 实行施工时，在移动炮点的同时，将近