地震勘探原理考研总结

《地震勘探原理》各章节的复习要点 第一章 绪论（不作为考试内容） 第二章 地震波运动学理论 §2.1 几何地震学基本概念

1、基本概念，如地震子波：具有多个相位、延续60～100毫秒的稳定波形称为地震子波。 波面：介质中每一个同时开始振动的曲面。

射线：在几何地震学中，通常认为波及其能量是沿着一条 “路径”从波源传到所考虑的一点P，然后又沿着那条 “路径”从P点传向其他位置。这样的假想路径称为通过 P点的波线或射线。

振动图：在地震勘探中，每个检波器所记录的，便是那个检波器所在点处的地面振动，它的振动曲线习惯上叫做该点的振动图。

波剖面：在地震勘探中，通常把沿着测线画出的波形曲线叫做“波剖面”。 视速度和视波长：如果不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定波速和波长，得到的结果就不是波速和波长的真实值。这样的结果叫做简谐波的视速度和视波长。

全反射：如果V2>V1，则有sinθ2>sinθ1，即θ2>θ1；当θ1增大到一定程度但还没到90°时，θ2已经增大到90°，这时透射波在第二种介质中沿界面“滑行” ，出现了“全反射”现象，因为θ1再增大就不能出现透射波了。 雷克子波： 2、基本原理

反射定律：反射线位于入射平面内，反射角等于入射角，即 。

透射定律：透射线也位于入射面内,入射角的正弦与透射角的正弦之比等于第一、第二两种介质中的波速之比，即 Snell定律：

惠更斯原理：在已知波前面（等时面）上的每一个点都可视为独立的、新的子波源，每个子波源都向各方发出新的波，称其为子波，子波以所在处的波速传播，最近的下一时刻的这些子波的包络面或线便是该时刻的波前面。这样从前一个波前面位置移到下一个波前面位置，如法炮制，便可得到介质中的等时面系，因而得到波在该介质中传播的全部特点。 费马原理:波在各种介质中的传播路径，满足所用时间为最短的条件。 3、地震波的分类 §2.2 常速单界面的反射波特征及数学表达式 1、基本概念：

时距曲线：所谓时（间）距（离）曲线，就是表示地震波从震源出发传播到测线上各观测点的旅行时间t同观测点相对于激发点的水平距离x之间的关系。

时距曲面：若观测面为平面，在直角坐标系中，某一波到达观测面的时间可表示为t=f(x,y)，其图形是一个曲面，称为时距曲面。

时间场：在直角坐标系中某一波传播到介质中任意一点的时间可表示为t=g(x,y,z),这就确定了一个标量场，称为时间场。 自激自收：零炮检距

共激发点：所有接收点具有共同的激发点。

炮检距：激发点到地面各观测点的距离，也称为偏移距。

初至时间：所有波中最先到达检波器(Geophone)并记录下来的地震波第一波峰时间。 纵测线：激发点和观测点在同一条直线上。 同相轴：各接收点属于同一相位振

动的连线。 正常时差：①界面水平情况下，对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时与以零炮检距（自激自收）进行观测得到的反射波旅行时之差，这实际上是因为炮检距不为零引起的时差；②在水平面界面情况下，各观测点相对于激发点纯粹是由于炮检距不同而引起的反射波旅行时间差。

倾角时差：由激发点两侧对称位置观测到的来自同一倾 斜界面的反射波旅行时差。

动校正：在水平面界面的情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差△t，得到x/2处的t0时间，这一过程叫做正常时差校正或称为动校正。 2、基本原理： 虚震源原理：

讨论时距曲线的实际意义：①识别各种类型的地震波； ②正常时差校正必须使用时距关系，经动校正后反射波同相轴的形态与地下界面的形态是相对应的； ③利用时距曲线还可以计算波在介质中的传播速度，如直达波和折射波所对应的介质波速则为其时距曲线斜率的倒数。

直达波时距曲线及方程：在测线上距离激发点为x的任一观测点，其到达时间是：式中V1是直达波的传播速度；上式就是直达波时距曲线方程 直达波时距曲线方程：

反射波时距曲线：讨论反射波时距曲线时，按观测方法的不同 分为两种情况：一种是激发一炮，在一个多道检波器组成的排列上接收并得到一张地震记录，地下存在反射界面就可以得到相应的反射

波时距曲线，称为共激发点反射波时距曲线。另一种是在许多张地震记录上，把同属于某一个反射点的道选出来，组成一个共反射点道

集，于是可得到界面上某个反射点的共反射点时距曲线 反射波时距曲线方程：

反射波时距曲线的主要特点： §2.3 变速多界面的反射波特征及数学表达式 1、基本概念：

均匀介质：假设反射界面R以上的介质是均匀的，即地震波传播速度是一个常数V。并假设界面R是平面，界面可以是水平的或倾斜的。 层状介质：假设地层剖面是层状结构的，在每一层内速度是均匀的，但各层的速度是不同的。这些分界面可以是倾斜的，也可以是水平的，分别称为倾斜或水平层状介质。

连续介质：认为在界面上，介质I与II的速度是不相等的，有突变，但介质I内部的波速不是常数，而是连续变化的，考虑到地下岩层的这一特点，提出了连续介质模型，即认为在某个界面上，地震波速度有突变，可以产生反射。 参数方程：

平均速度：地层的总厚度除以波在垂直层面方向旅行的总时间。 射线方程： 等时线方程：

回折波：当速度随深度线性增加时，地震波的射线是圆弧。如果在地面上观测，可以接收到一种与均匀介质中的直达波相似的波，都是从震源出发，沿着一条圆弧形的射线，先向下到达某一深度后又向上拐回地面，称之为回折波

最大穿透深度：回折波的每条射线都有各自的最大穿透深度Zmax，到达这一深度之后开始向上拐。

2、基本原理：

水平层状介质和连续介质情况下讨论反射波时距曲线的基本思路（见课本） 水平层状介质和连续介质情况下反射波时距曲线的主要特点 §2.4 地震折射波运动学 1、基本概念： 折射波盲区：折射波在M1和M2点以外的区间接收到，在OM1或OM2范围内是接收不到折射波的，这个范围称为折射波的“盲区”。由图可见，在波源所在的水平面上，“盲区”是一个圆,其半径是： 初至波： 续至波：

交叉时：在折射波时距曲线图上，因为有盲区存在，激发点附近没有折射波，但可将折射波时距曲线人为地延伸，使之与通过激发点的纵坐标轴相交，此交点处的时间叫做交叉时，习惯上则称为折射波的t。 信噪比：

2、基本原理： 产生折射波的条件：

（1）V2>V1 ；或Vn>Vi，(i=1,2…n-1)； （2）入射角等于临界角。

利用折射波法研究地下地层起伏的基本依据：利用折射波时距曲线能够方便的得到各分界面的界面速度 和交叉时等量，进而可以求取各折射界面的深度值 。

折射波与反射波的主要差异：

（1）折射波有一个盲区，而盲区的大小取决于界面的埋藏深度，因此，在地震勘探中要观测到折射波，炮检距应该大于折射波盲区；

（2）折射波法通常只能研究其速度大于上面所有各层波速的地层，在实际的地层剖面中，往往只有某些层能满足这个条件，因此折射层的数目要比反射层数目少得多，这点也正是目前石油地震勘探中广泛使用反射波法的原因之一；

（3）如果地层剖面中存在速度很高的厚层，就不能使用折射波法研究更深处的低速地层，这种现象称为“屏蔽效应”。如果高速层厚度小于地震波的波长，则实际上并不发生屏蔽作用。 3、分析理解：

单界面（水平和倾斜）直达波、反射波与折射波时距曲线之间的关系:

（1）直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线。这点可从数学关系上加以论证，可自行推演。 （2）折射

波时距曲线与反射波时距曲线在M1点或M2点相切。

（3）直达波与折射波的时距曲线有一个交点，交点坐标为：

在xxp的区间，折射波为初至波，而直达波为续至波，反射波总是最后接收到。

（4）时距曲线的陡缓取决于上覆介质的波速与界面的埋藏深度。对于折射波而言，界面速度越大，时距离曲线越平缓，反之时距曲线越陡。对于反射波来讲，同一界面的反射波时距曲线的斜率随x的不同而变化，不同界面的反射波时距曲线随界面埋深的增大，而使整条时 距曲线趋于平缓。

三层介质情况下折射波的时距曲线及其特点:

折射波法在地震勘探中的应用：一是用于研究深层构造，如盐丘构造的探测；二是用来确定近地表地层的特征，即确定低(降)速带和静校正参数。 §2.5 透射波和反射波的垂直时距曲线 1、基本概念： 上行波：

下行波：在VSP或地震测井观测中，下行波是指射线向下到达各接收点的波动，如直达波或透射波。 垂直时距曲线：

2、基本原理：

透射波、下行波和上行波垂直时距曲线: （1）水平层状介质的透射波垂直时距曲线

对于非零偏移距、均匀介质情况下的直达波或透射波时距曲线方程为： （2）下行波垂直时距曲线 （3）上行波垂直时距曲线

1、两层介质，水平界面、偏移距不为零时的上行波时 距曲线:

2、两层介质、倾斜界面、偏移距不为零时，在界面上 倾方向激发产生的上行波时距曲线

垂直时距曲线的主要特点：它是一条折线，其中每一直线段与一个水平层对应，每段直线的斜率的倒数就是该层的层速度。

第三章 地震资料采集方法与技术 §3.1 野外工作概述 1、基本概念：

低降速带：在地表附近一定深度范围

内，地震波的传播速度往往要比其下面地层的波速低得多，该深度范围的地层称为低速带。某些地区，在低速带与相对高速地层之间，还有一层速度偏低的过渡区，称之为降速带。 群速度：一个波列能量（包络）传播的速度。 相速度：特定相位（如波谷或波峰）的传播速度。

多次波：当地下存在强波阻抗界面时，可能产生多种形式的多次反射波。 虚反射：是指从震源先到达地面或潜水面发生 反射后，再向下传播到地下界面形成的反射波。

鸣震和交混回响：海面和海底是两个反射系数较大的界面,会形成多次反射;当海底起伏不平时,由于地震波的散射和水层内多次波相互干涉造成的干扰称为交混回响。如果海底是比较平坦、反射系数比较稳定的界面,则进入水层内的能量产生多次反射造成水层共振现象,称为鸣震。

2、基本内容： 试验工作内容：

①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。

②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在与否、地震界面