1、第二章第二章 浅层折射波法和反射波法浅层折射波法和反射波法第一节第一节数据采集数据采集第二节第二节理论时距曲线理论时距曲线第三节第三节资料处理及解释资料处理及解释浅层折射波法与反射波法：浅层折射波法与反射波法：1、浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法；、浅层折射波法是一种使用相对较早且较成熟的方法；可用来探测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道可用来探测覆盖层厚度、基岩面起伏、断层及古河道;弱点：分辨率较低、测线较长；弱点：分辨率较低、测线较长；2、浅层反射波法是近十多年来才得以迅速发展。、浅层反射波法是近十多年来才得以迅速发展。浅层反射波法具有相对较高的分辨率，可以采用较小的浅层反射
2、波法具有相对较高的分辨率，可以采用较小的炮检距进行观测，因而可以采用较短的勘探测线；炮检距进行观测，因而可以采用较短的勘探测线；对资对资料的数字处理技术要求较高。料的数字处理技术要求较高。反射地反射地震勘探震勘探资料采资料采集现场集现场波动传波动传播和界播和界面关系面关系示意图示意图第一节第一节 数据采集数据采集一、数据采集的主要仪器设备一、数据采集的主要仪器设备1.1.震源震源（source)震源是用来释放地震能量的震源是用来释放地震能量的装置，常用震源有：装置，常用震源有：（1）锤击震源；）锤击震源；（2）雷管和炸药震源；）雷管和炸药震源；（3）地震枪震源；）地震枪震源；（4）电火花震源。
3、）电火花震源。（5）可控震源）可控震源CFS-2A型可控型可控震源震源2.2.检波器检波器（detectordetector，geophone,geophone,seismometer,jug,pickup)seismometer,jug,pickup)检波器又称拾震器，是把地震波到达所引起的地面微弱震动转换成电信号的换检波器又称拾震器，是把地震波到达所引起的地面微弱震动转换成电信号的换能装置。能装置。检波器的的输出与地表质点运动的速度成正比的，称为速度检波器，检波器的的输出与地表质点运动的加速度成正比的，称为加速度检波器。固有频率约 10Hz的为低频检波器;固有频率约 33Hz的为中频检波器
4、;固有频率约 100Hz的为高频检波器。工程地震勘探中，多采用高频检波器；其它地震勘探中多采用中频和低频检波器。垂直检波器垂直检波器 水平检波器水平检波器3.3.浅层地震仪浅层地震仪 地震仪是将检波器输出的信号进行放大、显示并记录下来的专地震仪是将检波器输出的信号进行放大、显示并记录下来的专门仪器，一般都具有滤波、放大、信号叠加、高精度计时以及数字门仪器，一般都具有滤波、放大、信号叠加、高精度计时以及数字记录和微机处理等功能。我国目前常用的浅层地震仪多为记录和微机处理等功能。我国目前常用的浅层地震仪多为12道或道或24道。道。浅层地震仪浅层地震仪浅震仪及其野外工作布置浅震仪及其野外工作布置二、
5、观测系统二、观测系统 在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行追踪，在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行追踪，激发点和接收点之间的排列及各排列的位置都应保持一定的相对关系，这激发点和接收点之间的排列及各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统观测系统。不同的方法采取不同的观测系统。不同的方法采取不同的观测系统。相关术语相关术语道数：一般用道数：一般用N表示，每次放炮一般有表示，每次放炮一般有48道，道，96道或更多。道或更多。道间距：一般用道间距：
6、一般用x表示，道距多为表示，道距多为25-100m.放炮方式：一般分为中间放炮和端点放炮放炮方式：一般分为中间放炮和端点放炮(单边或双边单边或双边)。最小偏移距（或偏移距）：紧挨震源的检波器离开震源的距离，最小偏移距（或偏移距）：紧挨震源的检波器离开震源的距离，偏移距的偏移距的长度为道间距的整数倍长度为道间距的整数倍。最大炮检距：一般用最大炮检距：一般用Xmax表示，它是指炮点到最远检波点的距离。表示，它是指炮点到最远检波点的距离。测线类型图测线类型图1 1、折射波法观测系统、折射波法观测系统（1）测线类型）测线类型通常的测线类型如图所示。通常的测线类型如图所示。根据激发点和接收点之间根据激发
7、点和接收点之间的相对位置关系及排列关的相对位置关系及排列关系，测线类型可分为系，测线类型可分为纵测纵测线线、横测线、侧测线及弧、横测线、侧测线及弧形测线形测线。几种常用的观测系统介绍几种常用的观测系统介绍采用采用定义震源到接收点的距离与地震波走时之间的关系曲线为定义震源到接收点的距离与地震波走时之间的关系曲线为时时距曲线距曲线（运动学）。（运动学）。时距曲线观测系统时距曲线观测系统则是根据地震波的时距曲则是根据地震波的时距曲线分布特征所设计的观测系统。线分布特征所设计的观测系统。折射折射波观测系统可分为波观测系统可分为单支时距曲线观测系统、单支时距曲线观测系统、相遇时距曲相遇时距曲线观测系统线
8、观测系统、多重相遇时距曲线观测系统等、多重相遇时距曲线观测系统等。相遇时距曲相遇时距曲线观测系统线观测系统多重相遇时距多重相遇时距曲线观测系统曲线观测系统2.2.反射波法观测系统反射波法观测系统同一界面反射波振幅变化同一界面反射波振幅变化 浅层反射波法使用最多的是浅层反射波法使用最多的是宽角范围观测系统与多次覆盖宽角范围观测系统与多次覆盖观测系统观测系统。宽角范围的观测系统与宽角范围的观测系统与多次覆盖观测系统结合使用多次覆盖观测系统结合使用是目前地震反射波法中使用最广泛的观测系统是目前地震反射波法中使用最广泛的观测系统。宽角范围观测系统宽角范围观测系统 将接收将接收点布置在临界点附近的范围进
9、行点布置在临界点附近的范围进行观测观测，因为在此范围内反射波的，因为在此范围内反射波的能量比较强，且可避开声波和面能量比较强，且可避开声波和面波的干扰，尤其对弱反射界面其波的干扰，尤其对弱反射界面其优越性更明显。优越性更明显。多次覆盖观测系统多次覆盖观测系统 多次覆盖观测系统是根据水平叠加技术的要求而设计的。多次覆盖观测系统是根据水平叠加技术的要求而设计的。水平叠加水平叠加 又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发不同激发点、不同接收点上点、不同接收点上接收到的来自接收到的来自同一反射点同一反射点的地震记录进行叠加，的地震记录进行叠加，这样可以这样可
10、以压制多次波和各种随机干扰波压制多次波和各种随机干扰波，从而大大提高信噪比和，从而大大提高信噪比和地震剖面的质量。地震剖面的质量。覆盖覆盖次数次数 采用采用多次覆盖方法进行野外工作时多次覆盖方法进行野外工作时,对地下界面重复观对地下界面重复观测的测的次数。次数。DDO64O58O412O316O220O124共反射点示意图 多次覆盖观测系统用下式计多次覆盖观测系统用下式计算炮点的算炮点的移动道数移动道数 N为一个排列的接收道数；为一个排列的接收道数；n 是覆盖次数；是覆盖次数；d 是激发点间距是激发点间距(炮间距炮间距)；S 是一个常数，单边激发是一个常数，单边激发 S=1，双边激发，双边激发
11、S=2；x是检波距是检波距(道间距道间距)。多次覆盖观测系统的多次覆盖观测系统的具体具体做法做法是在选定偏移距和检波距是在选定偏移距和检波距之后，每激发一次，激发点和之后，每激发一次，激发点和整个排列都同时向前移动一个整个排列都同时向前移动一个距离，直到测完全部剖面。距离，直到测完全部剖面。单边激发6次覆盖观测系统(N=24,=2)例:观测系统:道间距25米,炮间距50米,每炮96道,共10炮,总道数960道,单边放炮.(1)求覆盖次数.(2)测线长度不变,如何使覆盖次数增加一倍答案(1)24(2)炮间距减小一半,或者双边放炮等.注意:为了保持测线长度,当炮间距减小一半时,要适当增加炮数野外观
12、测系统布置测线布置的两点基本要求测线布置的两点基本要求不同阶段的测线布置不同阶段的测线布置 除正确地选用震源、仪器和合理地布置观测除正确地选用震源、仪器和合理地布置观测系统外，其它采集条件和工作参数的选择也很重要。系统外，其它采集条件和工作参数的选择也很重要。如测线的布置，覆盖次数和道间距的确定以及仪器如测线的布置，覆盖次数和道间距的确定以及仪器的增益、通频带和扫描时间等参数的选定等都会直的增益、通频带和扫描时间等参数的选定等都会直接影响野外数据采集工作的质量。因此，一个新工接影响野外数据采集工作的质量。因此，一个新工区在进行正式工作之前，应作一定的区在进行正式工作之前，应作一定的试验研究工作
13、试验研究工作，对区内各种干扰波和有效波的分布特点进行研究，对区内各种干扰波和有效波的分布特点进行研究，分析各种波在时空域中的相对关系，以及它们在频分析各种波在时空域中的相对关系，以及它们在频率和视速度方面的差异。率和视速度方面的差异。三、影响数据采集的其它因素三、影响数据采集的其它因素(1）道间距）道间距 选择道间距大小的总原则为：经过处理后能在地震剖面的相邻道上可靠选择道间距大小的总原则为：经过处理后能在地震剖面的相邻道上可靠地追踪波的同一相位，并且不出现空间假频（由离散序列所得到的频谱与原地追踪波的同一相位，并且不出现空间假频（由离散序列所得到的频谱与原始频谱是不相等的始频谱是不相等的,这
14、种由连续信号离散化，导致离散前后频谱发生变化的现这种由连续信号离散化，导致离散前后频谱发生变化的现象，就为假频现象），根据采样定理有：象，就为假频现象），根据采样定理有：实际实际工作工作中可由上式估算道间距的大小。为提高地震记录的横向分辨率，中可由上式估算道间距的大小。为提高地震记录的横向分辨率，常采用小道距接收。常采用小道距接收。（2）偏移距偏移距 偏移距的大小直接影响了有意义的浅层反射波的覆盖次数，若太大，偏移距的大小直接影响了有意义的浅层反射波的覆盖次数，若太大，就不能保证有参考作用或主要目的浅层反射波达到最低要求的覆盖次数，甚就不能保证有参考作用或主要目的浅层反射波达到最低要求的覆盖次
15、数，甚至拿不到至拿不到浅层记录浅层记录，此外还有可能造成波的振幅和相位的较大变化以及波场，此外还有可能造成波的振幅和相位的较大变化以及波场复杂化等诸多问题，所以偏移距一般要求尽可能小。然而偏移距太小，波场复杂化等诸多问题，所以偏移距一般要求尽可能小。然而偏移距太小，波场受受震源干扰震源干扰严重（破坏区，严重（破坏区，弹性形变区弹性形变区）实际中，应兼顾各种矛盾，选择）实际中，应兼顾各种矛盾，选择合适的偏移距。合适的偏移距。两层模型的各种波分布两层模型的各种波分布距离距离(米米)（3）最佳时窗）最佳时窗 反射波地震勘探中，为了反射波地震勘探中，为了有效地避开面波，声波，直有效地避开面波，声波，直
16、达波和折射波对有效反射波达波和折射波对有效反射波的干扰，可把接收地段选择的干扰，可把接收地段选择在尽可能不受或少受各种干在尽可能不受或少受各种干扰波影响的地段，这种最佳扰波影响的地段，这种最佳接收地段又称为接收地段又称为“最佳时最佳时窗窗”.在最佳时窗内接收，可避在最佳时窗内接收，可避开面波和折射波的干扰，此开面波和折射波的干扰，此外，其反射波振幅随炮检距外，其反射波振幅随炮检距的增大而减小，可见，的增大而减小，可见，最佳最佳时窗的选择关键在于选取接时窗的选择关键在于选取接收排列的两个端点，即选择收排列的两个端点，即选择偏移距和最大炮检距偏移距和最大炮检距。一般。一般情况下，可通过展开排列法情
17、况下，可通过展开排列法观测试验确定，或根据经验观测试验确定，或根据经验确定，即确定，即最大炮检距不应大最大炮检距不应大于主要目的层埋深的于主要目的层埋深的1-1.5倍倍.浅震试验记录浅震试验记录 右图为右图为单次覆盖单次覆盖的浅震试验波形记的浅震试验波形记录录,在该记录上可以在该记录上可以看到清晰的声波、看到清晰的声波、面波、直达波、反面波、直达波、反射波的分布。射波的分布。从这张记录上能从这张记录上能较容易地识别出反较容易地识别出反射波，说明其工作射波，说明其工作条件良好，易于选条件良好，易于选定最佳接收窗口。定最佳接收窗口。反射波反射波声波声波面波面波 中间放炮双边接中间放炮双边接 收的浅
18、振记录收的浅振记录 右右 图所示为图所示为中间激发，两侧中间激发，两侧接收的浅震试验接收的浅震试验记录。该记录深记录。该记录深层情况比前一记层情况比前一记录要复杂些，但录要复杂些，但记录中的声波、记录中的声波、直达波、反射波、直达波、反射波、等同相轴仍清晰等同相轴仍清晰可见，可作为设可见，可作为设计数据采集条件计数据采集条件的依据。的依据。反射波反射波直达波直达波声波声波近炮检距30米远炮检距V2V1 当入射波在当入射波在R2界面上的界面上的B点产生折射时，则入射射点产生折射时，则入射射线在界面处必须满足：线在界面处必须满足：23222321321231322VVVVhVVVVhVxt)/(s
19、in32123VVi水平三层介质的时距曲线水平三层介质的时距曲线方程为：方程为：水平三层介质折射波时距曲线(3)(3)多层介质多层介质各层介质的速度满足：各层介质的速度满足：121VVVVnn第第 i 层界面上的折层界面上的折射波时距方程为：射波时距方程为：11222ikkikikniVVVVhVxt水平多层介质折水平多层介质折射波时距曲线射波时距曲线2.2.倾斜界面的折射波时距曲线倾斜界面的折射波时距曲线 在界面的在界面的下倾方向下倾方向(O1点激发点激发,M1O2段接收段接收,相当相当于激发点于激发点O1为界面的下倾为界面的下倾方向方向,)观测折射波到达地面观测折射波到达地面接收点接收点O
20、2的走时为：的走时为：倾斜界面折射波时距曲线倾斜界面折射波时距曲线111cos2)sin(VihVixt下121cos2)sin(VihVixt 上 若在若在O2激发激发,波到达测波到达测线线上倾方向上倾方向任意点的时距任意点的时距曲线方程：曲线方程：上倾与下倾方向上倾与下倾方向观测的视速度分观测的视速度分别为：别为：)sin(1*iVV下)sin(1*iVV上（a）i=V*（b）i VZ的情的情况下），其形态如下图所示。况下），其形态如下图所示。变速层下部变速层下部具有均匀介具有均匀介质时的折射质时的折射波时距曲线波时距曲线 4.4.隐伏层对折射波时距曲线的影响隐伏层对折射波时距曲线的影响
21、隐伏层是指初至折射波法不能探测到的地层根据其产生的原因的不同可隐伏层是指初至折射波法不能探测到的地层根据其产生的原因的不同可分为两类分为两类.一类是层状介质中的低速夹层一类是层状介质中的低速夹层,由于折射波形成的条件必须是下部介质由于折射波形成的条件必须是下部介质的波速大于上覆介质的波速的波速大于上覆介质的波速,因此在低速夹层的上界面不可能产生折射波而成因此在低速夹层的上界面不可能产生折射波而成为隐伏层。为隐伏层。另一类是在层状介质中各层的另一类是在层状介质中各层的波速虽然是逐层递增，符合折射波波速虽然是逐层递增，符合折射波形成的条件，但下部介质中某层的形成的条件，但下部介质中某层的厚度很小，
22、所形成的折射波不可能厚度很小，所形成的折射波不可能出现在初至区，而是隐藏在续至区出现在初至区，而是隐藏在续至区中难以识别，这种中难以识别，这种薄层薄层也称为也称为隐伏隐伏层层。三层介质中各种不同h2 2的时距曲线5.5.直立构造对折射波时距曲线的影响直立构造对折射波时距曲线的影响垂直分界面上正、反折射波时距曲线垂直分界面上正、反折射波时距曲线5.5.直立构造对折射波时距曲线的影响直立构造对折射波时距曲线的影响断层等直立阶梯构造的正、反向折射波时距曲线断层等直立阶梯构造的正、反向折射波时距曲线三、反射波理论时距曲线三、反射波理论时距曲线1.1.水平界面反射波时距曲线水平界面反射波时距曲线221)
23、2(1xhVt上式可化为双曲线方程上式可化为双曲线方程:1)2()2(22212hxVht水平二层介质的反射波时距曲线水平二层介质的反射波时距曲线根据虚震源原理根据虚震源原理10/2 Vht，为自激自收时间，为自激自收时间;零炮检距时间零炮检距时间;零偏旅行时零偏旅行时当当x=0时时将将to代入时距曲线方程得：代入时距曲线方程得：根据反射波时距曲线方程可求得其斜率的倒数根据反射波时距曲线方程可求得其斜率的倒数（即（即视速度视速度）为：）为：21*)2(1xhVdtdxV 从该式可以看出，从该式可以看出，在在震源点附近震源点附近，视速度趋于无穷大，视速度趋于无穷大.在在离震源较远处离震源较远处，
24、视速度趋于真速度，视速度趋于真速度V1(即直达波即直达波),曲线较曲线较陡陡。反射界面越深反射界面越深，视速度越大，时距曲线越，视速度越大，时距曲线越平缓平缓。视速度的视速度的变化变化是由于反射波到达各观测点的是由于反射波到达各观测点的入射角不同入射角不同引起的。引起的。浅,陡深,平缓交叉点偏移距太大偏移距太大,第一、二层相互干扰第一、二层相互干扰10/2Vht反射波反射波212122102cos2VVVVhViht折射波折射波三类曲线的关系三类曲线的关系:直达波时距曲线是反射波时距曲线的直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线渐近线折射波时距曲线与反射波时距曲线折射波时距曲线与反射波时距曲线相
25、切相切直达波时距曲线与折射波时距曲线直达波时距曲线与折射波时距曲线相交相交,交点为折射波超前直达波交点为折射波超前直达波的时间的时间折射波的交叉时折射波的交叉时(截距时间截距时间),永远永远小于小于反射波的零偏旅行时反射波的零偏旅行时三类曲线的关系三类曲线的关系1)cos2()sin2()cos2(22212 hhxVht2.2.倾斜界面的反倾斜界面的反 射波时距曲线射波时距曲线 倾斜界面反射波时距曲线倾斜界面反射波时距曲线极小点坐标极小点坐标:1cos2sin2Vhthxmm 102Vht在在x=0时，可以得到反射波返回震时，可以得到反射波返回震源的旅行时：源的旅行时：上式是反射波法求界面深
26、度的基础。上式是反射波法求界面深度的基础。)8sin41()4sin4(1222021221hhxxthhxxVht 利用倾角时差可求得界面的倾角利用倾角时差可求得界面的倾角 10sin2sinVxhxttd 求求 的方法是根据震源两边的方法是根据震源两边等距的两个观测点等距的两个观测点S1,S2的的旅行时间差旅行时间差 td：td 称为称为倾角时差倾角时差,如果两个测点之间距如果两个测点之间距2x写成写成 x，则有：，则有：)(sin1xtVd 正常时差正常时差:任一接收点的反射波传播时间任一接收点的反射波传播时间tx与它的与它的t0时间之差，称为正常时差时间之差，称为正常时差tn。根据二层
27、水平层状介质中的反射波时距曲线，可根据二层水平层状介质中的反射波时距曲线，可得：得：正常时差校正正常时差校正：从各接收点的时间减去相应的正常：从各接收点的时间减去相应的正常时差，则各点都变成了时差，则各点都变成了t0时间时间,即即称这种时间上的校正，为正常时差校正，即称这种时间上的校正，为正常时差校正，即NMO水平多层介质的反射波时距曲线水平多层介质的反射波时距曲线 若将第若将第n n个界面以上的各层介个界面以上的各层介质用一个波速为均方根速度的均匀质用一个波速为均方根速度的均匀介质代替，则水平多层介质的反射介质代替，则水平多层介质的反射波时距曲线仍为双曲线波时距曲线仍为双曲线:22202mn
28、Vxtt式中式中:21112/niiniiimtVtViiiVht/niintt1023.3.多层介质的反射波时距曲线多层介质的反射波时距曲线均方根速度均方根速度4.4.断层和弯曲界面的反射波时距曲线断层和弯曲界面的反射波时距曲线（1 1）断层附近的反射波时距曲线特征）断层附近的反射波时距曲线特征（2 2）弯曲界面的反射波时距曲线）弯曲界面的反射波时距曲线 断层附近的反射波时距曲线断层附近的反射波时距曲线（有不存在反射波的（有不存在反射波的“空白区空白区”）反射波时距曲线与反反射波时距曲线与反射界面曲率的关系射界面曲率的关系绕射波示意图绕射波示意图绕射波形成绕射波形成1、绕、绕 当波遇到的构造
29、其曲率半径与地震波的波长相当或小于当波遇到的构造其曲率半径与地震波的波长相当或小于波长时，常规的反射定律和折射定律就不再适用。在这种情波长时，常规的反射定律和折射定律就不再适用。在这种情况下，地震波发生况下，地震波发生绕射绕射。地层介质中可能的绕射点：断层的地层介质中可能的绕射点：断层的棱角点、地层尖灭点、不整合面的突起点或侵入体边缘等岩棱角点、地层尖灭点、不整合面的突起点或侵入体边缘等岩石物性显著变化的地方。石物性显著变化的地方。对于对于下下图中的断层，我们只有在图中的断层，我们只有在D点以内接收到反射波，点以内接收到反射波，D点以外的各点接收到的都是绕射波，点以外的各点接收到的都是绕射波，
30、绕射波波前是根据惠更绕射波波前是根据惠更斯原理得到的斯原理得到的.绕射有时做为干扰信息去掉，但是有时可以作为非常有用绕射有时做为干扰信息去掉，但是有时可以作为非常有用的参照信息。的参照信息。5.5.绕射波时距曲线绕射波时距曲线5.5.绕射波时距曲线绕射波时距曲线绕射波的走时由两部分组成：绕射波的走时由两部分组成：（1 1）入射波到达）入射波到达A A点所需时间点所需时间（2）绕射波从）绕射波从A点到达点到达D点所需时间点所需时间221111/hLVVAOt22112)(1/hLxVVADt绕射波传播的总时间绕射波传播的总时间t 为：为：)(12222121hLxhLVttt绕射波及其时距曲线绕
31、射波及其时距曲线 曲线的极小点在绕射点曲线的极小点在绕射点到地面的投影点位置，根据到地面的投影点位置，根据这一规律可以确定绕射点的这一规律可以确定绕射点的位置位置第三节第三节 资料处理及解释资料处理及解释一、折射波的资料处理和解释一、折射波的资料处理和解释（1）地震记录进行波的对比分析，从中识别并提取有效波的）地震记录进行波的对比分析，从中识别并提取有效波的初至时间、绘制相应的时距曲线；初至时间、绘制相应的时距曲线；（2）选取相应的方法进行解释工作。）选取相应的方法进行解释工作。定性解释定性解释(qualitative interpretation)：定性解释主要是根据已知的地质情况和时距曲线
32、特征，判别地定性解释主要是根据已知的地质情况和时距曲线特征，判别地下折射界面的数量及其大致产状，是否有断层或其它局部地质下折射界面的数量及其大致产状，是否有断层或其它局部地质体存在等，为选定定量解释方法提供依据。体存在等，为选定定量解释方法提供依据。定量定量(quantitative)解释：解释：定量解释则是根据定性解释的结果选用相应的数学方法或作图定量解释则是根据定性解释的结果选用相应的数学方法或作图方法求取各折射面的埋深和形态参数。方法求取各折射面的埋深和形态参数。定性与定量解释是一相互交替和重复的过程。根据最终的解释定性与定量解释是一相互交替和重复的过程。根据最终的解释结果构制推断地质图
33、等成果图件，并编写成果报告。结果构制推断地质图等成果图件，并编写成果报告。1.1.折射波资料处理解释系统折射波资料处理解释系统 介绍介绍 折射波法资料处理解释系统流程框图折射波法资料处理解释系统流程框图均衡均衡道内均衡道内均衡 道内均衡是将记录道内的振幅能量进行动道内均衡是将记录道内的振幅能量进行动态平衡，以利于显示和后续处理。基本思想是将一态平衡，以利于显示和后续处理。基本思想是将一道记录的振幅值在不同时间段内乘以不同的权系数，道记录的振幅值在不同时间段内乘以不同的权系数，能量强的时间段上权系数小，能量弱的时间段上权能量强的时间段上权系数小，能量弱的时间段上权系数大。结果，强波与弱波之间的能
34、量相对差异会系数大。结果，强波与弱波之间的能量相对差异会大为减少最终控制在一定的动态范围内。大为减少最终控制在一定的动态范围内。道间均衡道间均衡 道间均衡是解决道与道之间能量不均衡的道间均衡是解决道与道之间能量不均衡的问题。其处理的思想与道内均衡一样，也是按不同问题。其处理的思想与道内均衡一样，也是按不同权系数进行加权，能量强的道加权系数小，能量弱权系数进行加权，能量强的道加权系数小，能量弱的道加权系数大的道加权系数大t t0 0 法求折射界面示意图法求折射界面示意图2.t2.t0 0差数时距曲线法求折射界面差数时距曲线法求折射界面 方法原理：方法原理：剖面上任取一点剖面上任取一点D D，则在
35、两条时距曲线，则在两条时距曲线上可分别得到其对应的走时上可分别得到其对应的走时t1 和和 t2 ECDOABDOtttt2121（2.3.1）定义互换时为定义互换时为T：21CEOBCABOtttT(2.3.2)ab若自若自D点作点作BC的垂直平分线的垂直平分线DM（DM即为该点的深度即为该点的深度h）于是有：于是有：21/22cos/VtgihttiVhttBMBCCDBD(2.3.3)将公式将公式(2.3.1)中中t1 和和 t2相加，并减去相加，并减去(2.3.2)式，再式，再将将(2.3.3)式代入后可得：式代入后可得：121/cos2VihTtt上式便是任意点上式便是任意点D的的t
36、t0 0 值公式，由此可值公式，由此可得出得出D D点的折射界面法线深度点的折射界面法线深度h h为：为：iVTtthcos2/)(121(2.3.5)（2.3.4)iVTtthcos2/)(121(2.3.5)iVKTtttcos2/1210令令则上式可写为：则上式可写为：0tKh（2.3.6）根据（根据（2.3.6）式，只要从相遇时距曲线上分别求出各观测点）式，只要从相遇时距曲线上分别求出各观测点的的 t0 和和K值，就能求出各值，就能求出各点的界面深度点的界面深度h （1）、绘制）、绘制 t0曲线曲线 （2）、确定）、确定K值值关于关于K值的求取值的求取：根据斯奈尔定律可将根据斯奈尔定律
37、可将K值表达式写成下列形式值表达式写成下列形式21222112/cos2/VVVViVK（2.3.7）为此引出差数时距曲线方程，并以为此引出差数时距曲线方程，并以（x）表示令）表示令 （x）=t 1 t 2+T (2.3.8)对上式求导，可得对上式求导，可得:dxdtdxdtdxxd21)(2.3.9)上式右边的两项时间对距离的导数分别为上倾和下上式右边的两项时间对距离的导数分别为上倾和下倾方向时距曲线的斜率（即视速度的倒数）。根据倾方向时距曲线的斜率（即视速度的倒数）。根据视速度表达式（视速度表达式（2.2.12）式可得：）式可得：1211)sin()sin(VidxdtVidxdt （2.
38、3.10）将（将（2.3.10）代入（）代入（2.3.9）式，）式，经变换可得经变换可得:2cos2)(Vdxxd (2.3.11)于是可求得波速于是可求得波速V2为为:)(cos22xddxV (2.3.12)当折射界面倾角小于当折射界面倾角小于15时时,可写成近似式可写成近似式:)(22xxV(2.3.13)因此，只要根据（因此，只要根据（2.3.8）式在相遇时距曲线图上构）式在相遇时距曲线图上构制制（x）曲线，并求取其斜率的倒数曲线，并求取其斜率的倒数 x/(x)，则，则根据（根据（2.3.13）式得出波速）式得出波速V2 进而从（进而从（2.3.7）式中）式中求得求得K值。值。t0(x
39、)=t1+t2-T=t1-t（x）=t 1 t 2+T=t1+t如何构制如何构制（x x）曲线？曲线？由由t0(x)及及（x）的）的表达式得表达式得:由此可知由此可知:t0(x)与与（x）曲线关于曲线关于t 1 对称。对称。知道知道K值和各观测点的值值和各观测点的值t0之后，则可根据之后，则可根据(2.3.6)求出求出各点的界面深度各点的界面深度h。然后，以各观测点为圆心，以其。然后，以各观测点为圆心，以其对应的对应的h为半径画弧，可得出上左中所示的一系列圆为半径画弧，可得出上左中所示的一系列圆弧弧,圆弧的公切线即为折射界面圆弧的公切线即为折射界面.实测折射波时距曲线及其解释结果实测折射波时距
40、曲线及其解释结果应用实例介绍：应用实例介绍：二、浅层反射波资料的处理和解释二、浅层反射波资料的处理和解释1.1.浅层反射波资料的处理系统介绍浅层反射波资料的处理系统介绍（1 1）数据资料的输入和显示；）数据资料的输入和显示；（2 2）切除：顶部切除，底部切除；）切除：顶部切除，底部切除；（3 3）静校正；）静校正；（4 4）频谱分析；）频谱分析；（5 5）抽道集、动校正和水平叠加；）抽道集、动校正和水平叠加；（6 6）速度分析；）速度分析；（7 7）数值滤波；）数值滤波；（8 8）偏移处理；）偏移处理；（9 9）时深转换。）时深转换。中间放炮双边接收中间放炮双边接收(共激发点共激发点)的地震记
41、录的地震记录浅层反射资料处理系统一般流程图浅层反射资料处理系统一般流程图将整个剖面的地震记录将整个剖面的地震记录依次逐个输入计算机，依次逐个输入计算机，并将数据的格式和顺序并将数据的格式和顺序转换成和处理系统所要转换成和处理系统所要求的格式相一致，才能求的格式相一致，才能进行其它各项处理。在进行其它各项处理。在输入地震记录以后，还输入地震记录以后，还应在微机屏幕上将其图应在微机屏幕上将其图形显示出来，以检查记形显示出来，以检查记录质量，并给处理方法录质量，并给处理方法提供依据。提供依据。对记录中一些干扰严对记录中一些干扰严重或无意义的记录段，重或无意义的记录段，以及工作不正常的地以及工作不正常
42、的地震道，都应进行切除震道，都应进行切除（数值充零），以减（数值充零），以减小干扰，提高资料处小干扰，提高资料处理质量。理质量。浅层反射资料处理系统一般流程图浅层反射资料处理系统一般流程图静校正：当地形起伏较大，各接静校正：当地形起伏较大，各接收点和激发点不在同一水平面上收点和激发点不在同一水平面上或者表层介质速度变化较大时，都或者表层介质速度变化较大时，都将引起地震波走时的将引起地震波走时的“超前超前”或或“滞后滞后”，严重地影响地震资料的，严重地影响地震资料的处理和解释的准确性。因此，必须处理和解释的准确性。因此，必须对地形起伏和表层速度变化引起的对地形起伏和表层速度变化引起的时差进行校正
43、。时差进行校正。频谱分析：用快速傅氏变换（FFT）的数学方法将时间域地震记录变换成频率域的函数。其中振幅随频率而变化的函数称之为振幅谱，相位随频率变化变化的函数称为相位谱，这一变换过程则称之为频谱分析抽道集抽道集:由图由图2.1.6所示的多次所示的多次覆盖观测系统可知，现场采覆盖观测系统可知，现场采集的资料是共激发点的地震集的资料是共激发点的地震记录，而共反射点的记录是记录，而共反射点的记录是分散在各不同的地震记录，分散在各不同的地震记录，不便于进行动校正和水平叠不便于进行动校正和水平叠加。为此，必须先将各共反加。为此，必须先将各共反射点的记录道从共激发点的射点的记录道从共激发点的记录中逐一的
44、抽出来并按一记录中逐一的抽出来并按一定的顺序构成新的共反射定的顺序构成新的共反射点道集（又称点道集（又称CDP道集）。道集）。浅浅层层反反射射资资料料处处理理系系统统一一般般流流程程图图将各共反射点的记录道从共激发点的地震记录道中逐一抽出来并按一定顺序构成新的共反射点道集（又称CDP道集）。用快速富氏变换（用快速富氏变换（FFT）的数）的数学方法将时间域的的地震记学方法将时间域的的地震记录变换成频率域的函数。其录变换成频率域的函数。其中振幅随频率变化的函数称中振幅随频率变化的函数称之为振幅谱，相位随频率变之为振幅谱，相位随频率变化的函数称为相位谱，该变化的函数称为相位谱，该变换过程称为频谱分析
45、。换过程称为频谱分析。数值滤波：是突出有效数值滤波：是突出有效波，压制干扰波的重要波，压制干扰波的重要手段之一。数值滤波可手段之一。数值滤波可分为频率域滤波、时间分为频率域滤波、时间域滤波、波数域滤波、域滤波、波数域滤波、空间域滤波；一维滤波空间域滤波；一维滤波二维滤波（时空域、或二维滤波（时空域、或频率频率-波数域进行）；高波数域进行）；高通滤波、低通滤波、带通滤波、低通滤波、带通滤波等。通滤波等。视速度滤波它是根据反射波和干扰波速度不同，来去除干扰波突出有效波的。由于视速度所以它又称为(f,k*)滤波，简称(f,k)滤波。多次覆盖观测系统示意图多次覆盖观测系统示意图(1)共反射点道集与共激
46、发共反射点道集与共激发点道集及其时距曲线点道集及其时距曲线共反射点的时距曲线方程为：共反射点的时距曲线方程为：22141xhVt共反射点道集及其时距曲线图共反射点道集及其时距曲线图上式与第二节所学的反射波理论时距曲线具有相同的形式，但两者的含意完全不同，第二节所学的可以认为是CSP（共炮点）道集时距曲线，而此处的是CDP（共反射点）道集(2)动校正与水平叠加动校正与水平叠加 在中心点自激自收的记录道通常也称为零偏移距的地震记录。在中心点自激自收的记录道通常也称为零偏移距的地震记录。将将CDP道集中各不同偏移距的记录变换成零偏移距记录的处理道集中各不同偏移距的记录变换成零偏移距记录的处理称之为动
47、校正（或正常时差校正称之为动校正（或正常时差校正 normal moveoutcorrection），），其叠加处理又称水平叠加。其叠加处理又称水平叠加。动校正和水平叠加示意图动校正和水平叠加示意图(3)速度分析速度分析双曲线旅行时方程在双曲线旅行时方程在t2-x2平面上的显示平面上的显示速度分析的过程其实就是找最佳动校正速度的过程a.常规速度分析是建立在双曲线假设的基础上的。双曲线旅行时方程在t2-x2平面上是线性的，t为双程旅行时，x为炮检偏移距。在给定的反射面上零偏移距时间和叠加速度，可由平面上最佳拟合旅行时拾取的直线估算得到。b.第二种估算NMO速度的方法，是对一个CMP道集用某一范围
48、的常速值进行不同的NMO校正，然后把每次得到的图像并排显示，把随偏移距变化的时间同相轴拉平效果最好的速度选择为NMO速度。也可以在直线的一段上用一系列的常速值进行叠加，不同的速度，叠加成不同的叠加图像，称为常速叠加（CVS）图像。从CVS图像中取出获得最理想叠加的速度为叠加速度。（a）NMO速度为速度为2264m/s的单个同相轴的单个同相轴CMP集；集；（b）用合适的）用合适的NMO速度速度得到的动校道集；得到的动校道集；（c）采用的速度过低）采用的速度过低（2000m/s），得到的校正），得到的校正过头；（过头；（d）采用的速度过）采用的速度过高（高（2500m/s），得到的校），得到的校正
49、不足正不足c.第三种常用的速度分析技术，它是建立在速度谱计算上的（Taner和Koehler，1969）。对某一给定的回声时间t0，按一定的速度步长计算反射波时距曲线（双曲线），据此曲线在共炮点道集或共中心点道集各道上取值并叠加，计算叠加振幅。若某个速度所对应的曲线正好与该t0时刻的反射波同相轴一致，则叠加时会同相叠加，叠加振幅值为极大。因此，通过检索所有计算出的叠加振幅值，找出最大值所对应的速度即为此t0时刻的速度。a-CMP道集；由该道集；由该CMP道集计算的速度谱的两种显示方道集计算的速度谱的两种显示方式：式：b-并列曲线图并列曲线图 C-等值线图等值线图(4)偏移偏移(migratio
50、n)与偏移处理与偏移处理水平叠加剖面是进行地质解释使用最大量、最广泛的基础资料。一般来说，它可以大致反映地下构造形态，但是水平叠加剖面也存在许多问题。a.在界面倾斜情况下，我们按共中心点关系进行抽道集，动校正，水平叠加。实际上是共中心点叠加而不是真正的共反射点叠加。这会降低横向分辨能力。同时，水平叠加剖面上也有在绕射波没有收敛，干涉带没有分解，回转波没有归位等问题。b.叠加剖面总是把界面上反射点的位置显示在地面共中心点下方的铅垂线上，当地层水平时这种显示方式是与实际情况符合的，但当地层倾斜时，反射点位置就偏离了共中心点下方的铅垂线，对单次覆盖剖面也存在这样的问题，即界面倾斜时，反射点并不位于炮
