1、地震勘探原理浅震实习报告地震勘探原理浅震实习报告第一章 前言（1）第二章 施工设计（2）第三章 数据采集 （13）第四章 数据处理 （26）第五章 总结与建议 （26）第六章 结束语 （28） 第七章第一章：前言浅层地震勘探实习是面向勘查技术与工程专业（卓越工程师）开设的实践课程之一，是在地震勘探理论和工程物探等课程之后的实践环节。本课程的目的任务是通过对浅层地震仪器的认识和操作，以及对数据资料的分析、处理和解释，使学生真正理解地震勘探的理论、方法、技术，以及该技术在浅层地质勘探领域的应用，并且在实践过程中培养学生理论与实践相结合的习惯，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。地震勘探是利用地
2、层与岩石的弹性差异而引起弹性波场变化产生弹性异常(速度不同)，用地震仪测量其异常值(时间变化) 并根据异常变化情况反演地下地质构造情况，寻找有用矿产资源的一种极重要的地球物理勘测方法。在勘查精度、分辨地质体的能力以及勘探范围（浅、中、深）等方面都有其突出的优越性。地震波的传播所遵循的规律和几何光学极其相似，波在传播过程中，当遇到弹性分界面时，将产生反射、折射和透射，接收其中不同的波，就构成了不同的地震勘查方法（反射波法、折射波法和透射波法）。本次地震勘探教学实习用到的主要是折射波法和反射波法野外数据采集是地震勘探的第一阶段工作，其任务是为地震数据处理和地震资料解释提供第一手资料。地震勘探野外数
3、据采集要有高质量的地震仪器外，还与测线及观测系统设计、地震波的激发技术和地震波的接受仪器有关。地震测线的布设必须考虑地质任务、干扰波与有效波的特点、地表施工条件登诸多因素。具体来讲有两个基本要求：一是测线应为直线，保证所反映的构造形态比较真实；二是测线应该垂直构造走向。根据不同勘探阶段的精度要求，地震测线的布置方法又分为以下几种；1.区域概查阶段测线的布置依据是从地质测量或重磁电物探资料中了解到区域构造的初步资料，如构造线的方向，区域构造单元的预测范围等；2.面积普查阶段通常以二维地震勘探的方式将测线布设为“丰”字型；3.面积详查阶段要求主测线垂直构造走向，二维地震勘探的测网稍密，线距为2km
4、-3km,也可以根据需要直接进行三维地震勘探。在地震勘探中，资料解释占有什么重要的地位。资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程。经过处理得到的时间剖面虽然可以一定程度地反映地下地质构造特点，但还存在许多假象，需要运用地震波的有关理论进行分析对比，去伪存真。同时还要把时间剖面转化深度剖面，绘出空间地层构造图。构造解释即为为由时间、速度获得界面的深度、构造形态，落实构造圈闭。具体地说就是根据地震波运动学原理，利用地震波反射时间、同相性、旅行时差和速度等信息，把地震时间剖面变为深度剖面，绘制地质狗啊哦图，进行构造解释，搞清岩层之间的界面，断层和褶皱的位置和展布方向等。在油气勘探上最终的目的
5、就是寻找圈闭的油气藏。本次实习的目的：1. 浅层地震勘探方法技术、仪器设备、实际应用和勘探任务的介绍，仪器的操作练习，采集过程中的注意事项等； 2. 地震数据采集参数的设计与论证，包括激发点距、接收点距、接收道数、记录时长、覆盖次数分析等； 3. 地震数据的现场采集，摆放接收排列，连接记录仪器，设置各项参数，进行地震波的激发0与接收，对每一次接收的道集数据进行现场分析确认质量，保证取得合格的原始数据； 4. 原始数据的数字处理，通过在处理软件中建立观测系统、数据回放、滤波去噪、抽道集、速度分析、多道叠加、偏移成像等处理，得到可用于地质解释的成果数据； 5. 浅震成果数据的分析解释，编写实习报告
6、。第二章：施工设计1.实习设计一场区介绍周围地质环境简介：黄岛区是山东省青岛市所辖的一个市辖区，又名青岛西海岸经济新区，总面积约为2220.1平方千米，2010年人口为139.26万。其北部6街道与王台镇（含黄山经济区）、灵山卫街道办事处为国务院批准设立的首批国家级经济技术开发区的青岛经济技术开发区。青岛前湾保税港区和董家口港区均位于黄岛区。黄岛区属鲁东丘陵区，呈西高东低之势，境内山岭起伏，沟壑纵横。有海拔100400米的山峰45座，西部主要有小珠山山脉，陡峻挺拔，分别向东南绵延数十里，为西部的天然屏障。主峰海 拔24.9米。黄岛 区地处北温带季风区域内，风速平均5.4M/S，年平均瞬时风力大
7、于8级天数为71天。本次实习由于时间限制，我们将实习安排在学校内实习，以浅层折射波法和反射波法为主。由于场区较小，测线较短，我们基本上可以排除大环境下的区域地质的影响。实习场地为中国石油大学（华东）校医院北面的操场（北纬35.942度；东经120.169度）。由于操场形状近似长方形，所以我们平行于操场长边的直线为测线。浅层反射波法是反射地震勘探技术在浅层工程领域的应用扩展，借鉴了反射波法的所有技术成果，为适应浅层地质任务的特点而采用小排列、小道距、小能量震源、高采样率等。2）仪器的介绍本次我们实习所用的是SE2404NTE分布式地震勘探系统 1.SE2404NT 系列地震勘探系统简介 SE24
8、04NT 系列地震数据采集系统是一款便携式有线遥测地震数据采集系统，该系统是在原有 SE2404 系列地震勘探系统基础上利用先进的网络通讯技术实现分布式地震数据实时采集及实时显示功能的。该系统主要由 SE2404NT 主控单元、采集站（RSU）、交叉站（CSU）、数传复合电缆以及遥爆译码器组成，可广泛应用于工程、煤田、地矿、水利电力等领域的二维及三维高精度地震勘探工作。 系统的主要特点： 1、系统采用网络通讯和控制技术，使得系统的最大带载能力可达 2048 个采集站； 2、主控单元设计有两个数据流端口，同时内置有遥控爆炸编码器和 GPS 授时系统； 3、数据实时显示、存储以及回放； 4、采集站
9、采用真 24 位高精度模数转换器以及无址链接技术，具有动态范围大、功耗低、使用方便等特点； 5、采集站单站 12 道，采用铸铝外壳，防水设计，具有体积小、重量轻和易于维护等特点； 6、交叉站具有 10Mbps 的传输速率和 256 站的最大带载站数，并且具有体积小、重量轻和易于维护等特点； 7、遥控编码器、译码器之间无线遥控距离在平原地区可达十公里以上，该系统采用协议式安全模式，提高了系统的可靠性和安全性，设计有两个高精度辅助通道； 8、系统在 Windows 下开发，野外操作简单快捷，可利用计算机的丰富资源。同时在设计过程中既考虑了石油地震勘探的工作方法和技术，同时也兼顾工程地震勘探的特点，
10、使其更具有通用性和较高的性价比。 1、仪器主要技术指标 主控单元： 主控系统有两种型号，一种是主控单元与计算机合在一起的一体机，另一种是主控单元与计算机分开的分体式，下述为 SE2404NTE 一体机的技术指标，如果您够买了分体机，计算机部分参数以实际配置为准。 主机配置： Windows2000XP 操作系统 Pentium1GHz 256M RAM 20GB HD 14.1TFT 数据流端口： 1 个（10Mbps） 内置遥爆编码器： 225-233MHz / 7W / 16 信道 内置授时 GPS（选配）： 15 米定位精度，0.5 微秒授时精度内置铺助通道： TB 道和井口道打印机及磁
11、带机（选配）： PC 兼容 USB 打印机及磁带机管理软件： 观测系统设计、系统控制 地震数据采集、数据质量控制 实时噪音监控、数据显示存储 采集站 A/D 转换器： 24bit 寻址方式： 自动寻址数字滤波： 线性滤波通道数： 12 道采样间隔 0.0258ms 最大长度： 32K 字节 / 道频响范围： 1-1500Hz 道间抑制比： 100dB 动态范围： 120dB 谐波失真： -114 dB 最大输入信号： 1.6 Vrms 噪声水平： 1 Vrms 功耗： 2.5 瓦 / 站工作温度： - 4080 储藏温度： - 40+70 重量： 1.6Kg 体积： 20090180 mm 电
12、源： 内置锂电池 充满电可连续工作 18 小时 交叉站 传输速率： 4Mbps 最大带载能力： 256 站体积（长宽高）： 250100200 mm 重量： 2.0Kg 电源： 内置锂电池 充满电可连续工作 18 小时 遥控爆炸解码器 遥控距离： 57km（开阔地） 频率范围： 225233MHz / 10W / 16 信道授时 GPS(选配)： 15 米定位精度，0.5 微秒授时精度 起爆电压： 500 伏起爆间隔： 20 秒触发误差： 100 微秒触发误差校验： 井口道和 TB 道待机工作时间： 36 小时工作温度： - 40+80 储藏温度： - 40+70 数传复合电缆 电缆芯数： 1
13、6 芯最大道数： 12 道传输速率： 4Mbps 线径： 7mm 重量： 5Kg / 100m 接头： 16 芯，防水快速接头 2、仪器安全操作注意事项 SE2404NTE 系统采用外壳为铸铝合金，具有较强的抗冲击性。在使用过程中您注意以下几点，可延长仪器的使用寿命。 1仪器的使用温度为4080，相对湿度 95%，应该避免在剧烈温度变化的环境中使用，以免仪器内部反霜，造成电器元件短路而损坏仪器； 2在运输过程中，应该尽量避免剧烈振动，以免造成内部螺丝的松动和计算机硬盘的损坏； 仪器在关闭系统电源后，应该等待 30 秒后再打开电源，以免造成仪器内部电器元件的损坏； 仪器长期放置不使用时，应该每隔
14、一个月左右开机一次，以防仪器内部元器件老化和防潮； 不要在仪器内置的计算机内使用一些盗版软件，以免系统感染上病毒而影响您的使用； 在野外使用过程中，应该有防护装置，避免由于放炮产生的飞石砸坏仪器屏幕； 不要自行拆卸仪器，若仪器出现故障，请尽快与厂家联系； 在仪器的使用过程中，应该尽量避免接触硬物，以免造成仪器外壳喷塑层的脱落而影响仪器的外观。 二、认识仪器 1、系统组成 SE2404NT 系列地震数据采集系统由 SE2404NT 主控单元、采集站（RSU）、交叉站（CSU）、数传复合电缆以及遥爆译码器等几部分组成。 根据主控单元不同可分为一体式、分体式以及便携式三种类型。 2、仪器面板介绍一体
15、式主机面板 SE2404NT 系列遥测地震勘探系统主控单元面板介绍： （此图仅供参考，以实物为准）后侧面板介绍 (1)直流电源插座 (POWER) 12 伏特电源供电端口，在野外工作时可采用 12 伏特直流电瓶直接供电。该端口内设置有电源保护装置，以防止由于电源极性接反而损坏仪器，但是保护时间较短，因此在野外工作时请慎。 注意：电瓶的供电电压不得超过16伏特，否则会损坏主机。 (2)触发插座 (TRIGGER) 采集数据的记时信号输入端口。触发电平 0.1-5 伏可调，触发方式可采用惯性开关、压电开关等。 (3)触发灵敏度调节旋钮 (TRIG SENS) 利用该旋钮可以调节触发电平的高低，从而
16、实现对灵敏度的调节。向 H 方向可将灵敏度调高，反方向则将灵敏度逐渐调低。 (4)地震信号输入插座 (PORT A，PORT B) 该插座分为 A 口和 B 口两部分，A 端口，B 端口。 注意：该端口允许输入最大信号的峰峰电压值为1.4V。 (5)键盘接口 (M/K) 该端口用于接鼠标和键盘。 注意：必须使用厂家提供的专用连接线方可使用。 (6)USB 端口（USB） 利用该端口可连接 USB 标准设备（键盘、鼠标、电子微盘、移动硬盘以及光盘驱动器等），便于充分利用仪器内置计算机资源和实现数据的通讯、备份等。注意：对于Windows98操作系统，应安装设备的驱动程序。 正面面板介绍 该面板设
17、计有薄膜按键和一个鼠标控制杆。 (1)鼠标控制杆及方向键 鼠标操作使用，其中 L 相当于鼠标的左键，R 相当于鼠标的右键。您可以利用手指轻轻推动控制杆移动来控制滑鼠的位置。注意：不要用力按或者用硬物划，以免造成损坏； (2)复位键（Reset） 此开关为采集板复位按键，可以用于退出等待采集状态。 (3)制表键（Tab） 此键用于切换的控制权。 (4)回车键 （Enter） 确定键，按此键执行控制权所在按键的功能。 (5)方向键（UP、DN） 该方向键用于选择参数以及切换操作控制权。 (6)电源开关（Power） 此开关为薄膜开关，并有电源指示灯。 分体式主控单元面板介绍 SEIS PORT A
18、，SEIS PORT B 数据流输入端口 POWER 电源开关 BATTER CHARGER 电池充电孔 USB 与主控计算机通讯连线 MIC 与爆炸机通讯 MIC 插孔 ANT 通讯天线接口 爆炸机正面板面板介绍 LOCK：安全锁，运输过程中将其关闭，使用时需打开； SETOUT：爆炸机等待按键，当雷管连接好后，按此键等待主控单元的联系信号； SHOT：当此按键上方指示灯点亮后，说明主控系统已准备完毕可以起爆，炮确认现场安全后，按住此键进行起爆操作。 爆炸机侧面板与顶板 POWER 电源开关 BATTER CHARGER 电池充电孔 MIC 与主控单元通讯用 MIC 插孔 ANT 通讯天线接
19、口 WELLCHANNEL 井口道连接端口 3、端口定义 (1)电池充电端口(BATTER CHARGER) 采用 PLT2 型插头，其中各针位的定义如下表： 针位 仪器插座 交流电源供电电缆头 电瓶电源供电电缆头 1 12V 12V 12V 2 0V 0V 0V (注：电瓶供电电缆线中红色为极，黑色为极) (2)触发输入口(TRIGGER) 采用 PLT3 型插头，采用压电方式触发时，其中各针位定义如下表： 针 位 仪 器 触 发 插 头 座 压 电 开 关 电 缆 头 1 正极输入 压电开关正输出 2 负极输入 压电开关负输出 3 地 地 (3)地震信号输入口(SEIS PORTA SEI
20、S PORTB) 采用 NK27 标准航空插头，其定义方式见下表所示。 针 位 SEIS PORTA SEIS PORTB e, f 触发线 触发线 g, h, j, u, x, t 数据通讯线 数据通讯线 a, b, c, d, n, r, s, m, w, l, v, k 通道线 通道线 注意：具体定义请参见 P37 页附表。 交叉站接口定义 交叉站有四个端口，其中有 LEFT（蓝色端口）指向小桩号方向，RIGHT （红色端口）一端用特殊的短线与大桩号方向的采集站连接，MASTER（黄色端口）用大线与主控单元连接，SLAVE（绿色端口）该端口用于做三维地震勘探时与另一条测线中交叉站的 MA
21、STER 端口连接。 采集站接口定义采集站两个数据端口，左右各带 6 个数据通首，没有方向性。 4、仪器连接方式介绍 该套系统可以用于常规的二维地震数据采集以及三维地震数据采集，进行二维地震数据采集时，可以使用交叉站也可以不使用交叉站，下面分别进行介绍其接法。 无交叉站 如上图所示，在不使用交叉站的情况下，主控单元必须连接在排列的一端。测试系统排列与实际桩号之间的对应关系通过定义距主控制单元最近的一个采集站即首站的位置来定义，而首站的位置又是通过定义其靠近控制单元一侧离采集站最近的地震道的位置来定义的（即红色检波器所在位置）。 注意：交叉站有方向性，其中 LEFT（蓝色端口）一定要指向小桩号，
22、RIGHT（红色端口）通过特殊的连接短线与采集站相连。 此时排列与实际桩点的映射可以通过定义交叉站的位置进行定义。其中，交叉站位置指的是图中红色检波器所在位置。 5、系统操作步骤简介 1、将所有设备正确连接后对设备进行月检内容的测试； 2、利用观测系统设计软件设计野外观测系统文件并保存（其扩展名为.gmt）； 3、在野外将所有的设备正确连接后，利用地震数据采集软件中的日检功能进行日检项目的测试，可以将测试数据和测试结果分别存盘； 4、关闭日检测试软件，重新进行地震数据采集系统，设定采集参数后调入观测系统文件，利用首站或者交叉站定义排列位置； 5、点击观测系统信息栏中的文件进行数据采集，数据自动
23、以在观测系统文件中设计的文件名存在观测系统文件所在目录中，如果再次点击该文件信息，采集的数据以同样的文件名后缀名加 1 存在相同的目录中。2.接受装置采用48道接收，道间距2m，偏移距4m，总共放炮25次，全长97m,除零点外在偶数点放置检波器，奇数点处放炮。3.震源：大锤敲击铁板产生第三章：数据的采集技术以及数据的收集我们此次实习所采用的方法为：1-反射波法，2-折射波法1）反射波法： 我们此次所采用的采用48道接收，道间距2m，偏移距4m，总共放炮25次，全长97m,除零点外在偶数点放置检波器，奇数点处放炮。然后对收集到的数据进行处理。一般我们处理的方法即采用多次覆盖技术（广义上的共中心点
24、叠加）。多次覆盖即共反射点多次叠加技术在地震勘探中是经常用到的。它可以达到压制干扰波提高信噪比的目的。共反射点叠加技术参数的选择决定了叠加的效果，其中主要有道间距，偏移距，叠加次数。 0 1 2 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 X1 x Xz X1偏移距4m X道间距2m Xz测线全长96m 同时我们在1m的位置放第一次炮，然后炮点向前移动4m，测线不移动。为了更好的观测数据以及对干扰波的压制，我们要建议合适的观测的系统。下面我们建立为观测系统：2）折射波法 折射波射波采用2重相遇时距曲线方法进行，道间距2米，24道接收，其中近炮检距
25、的两炮偏移距为4米，下图为折射波勘探示意图 图中O1、O2、O3、O4是炮点，其中O3、O4是远炮点激发。 折射波勘探原理相遇时距曲线解释方法 折射波相遇时距曲线也即t0法，是折射波勘探中常用到的一种解释方法，通过作图的方式获得速度，然后再用速度与时间剖面去推演出深度剖面， 相遇时距曲线法示意图第四章：数据的处理在我们收集完数据后，我们获得了原始的炮集记录，我们需要在电脑上使用vista 5.5对数据进行处理，我们要进行下列的处理过程1-建立观测系统2-道均衡3-一维滤波4-二维滤波5-抽道集6-速度分析7-动校正8-水平叠加9-混波10-中值滤波11-FK偏移12-时深转换下面我们将原始炮集
26、记录导入VISTA 5.5中1）观测系统的建立我们把激发点和接收点之间或测线与测线的相对位置关系称为观测系统。我们使用观测系统主要是减少有效波之间的干扰以及减小干扰波的影响。，1、站点设置（根据炮点移动、检波器放置以及它们之间与测线的联系）2、检波器点的设置3、观测系统的生成2）道均衡 我们将原始炮集记录放入到观测系统中，然后进行道均衡处理。地震记录道之问进行振幅平衡处理,目的在于使叠加时所有记录道有相等的灵敏度。处理方法是：把地震记录道分成若干组,每一组又分成若干时窗,求出每一组在每一时窗内的平均振幅Wn；然后求出每一道在同一时窗内的平均振幅Wi,把WN/Wi作为系数去乘每一道在时窗内的每个
27、子样值,直到各组各时窗都计算了为止。 道均衡有道内均衡（动平衡）和道间均衡。道内平衡也是道内 动态平衡。由于地震记录前、中、深层能量差异大，而显示仪有一定的动态范围。古会给信息显示输出造成困难，若果显示动态范围很大，那深层的波形根本看不清楚，因此需要平衡道内能量所以将一道记录的振幅值在不同时间段内乘以不同的权系数，那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之内。道间均衡是解决道之间能量不均衡的问题，也即将各道按不同的权系数进行加权，能量强的道加权系数小。能量弱的道加权系数大。原始数据下面我们将原始数据进行道均衡1-道均衡的工作流2-道均衡后的炮集从图像中的对比中我们发现
28、道均衡后，炮集图像的显示清晰了很多，特别是折射波的体现。3）一维滤波我们将数据进行道均衡后，要进行滤波将一定的干扰波去除，所以我们进行一维滤波。由于所得数据中存在着高频和低频的干扰，需要把他们滤去，才能得到反应地层信息的数据，所以要进行一个带通滤波，首先要做的是频谱分析，通过这一步可以得到数据的主频，一般浅震主频10hz-100hz，设计滤波器，然后才可以根据主频滤去高频和低频成分。由于滤波器是数字化的，也就是离散的，在进行滤波是会出现吉普斯现象，所以需要选取四个频率来进行滤波器的设计。一维滤波就是对其中的每一道数据进行处理，吧其中的高频，低频干扰消除。而主频的选择决定了滤波器的好坏，同时也就
29、决定了滤波结果是否是符合工作要求的。下面是一维滤波的工作流接着我们进行一维滤波得到新的炮集记录我们可以发现相对于道均衡后的炮集记录，一维滤波的干扰波少了很多，图像显示相对明确了。4）二维滤波二维滤波主要是滤去面波部分，由于进行的是反射波和折射波勘探，所以面波对工作来说也是一种干扰波，因此可以通过他们之间的不同之处来进行有效波的提取，即利用面波和反射波在速度和主频上的差异，从中提取反射波。二维滤波要注意的就是频率范围和速度的选择，这对所提取的反射波质量是至关重要的，正确的选取频率和速度，才能将面波从中滤去。我们将一维滤波后的炮集进行二维滤波，得到下面的炮集记录。首先我们将二维滤波的工作流呈现出来
30、。我们将二维滤波之后的炮集记录呈现出来我们发现相对于一维滤波来说，二维滤波之后面波弱了许多。5）抽道集为了进行共反射点道集的叠加，首先必须要从二维滤波后的数据中提取出共反射道集。而在这之前必须要定义观测系统。观测系统是炮点和检波器之间的排列关系，根据施工之前的准备，就可以得到该观测系统的各项参数。第一步，炮点排列，从1-48道接收第一炮在1m处，道间距为2m,每炮移动2个道间距即4米。然后是定义检波器的排列，也是增量两米。最后保存，先给存档文件写一个道头信息，然后在以文本文件的格式保存。抽道集工作流下面我们将二维滤波之后的进行抽道集之后得到的记录。6）速度分析速度分析的目的主要是为反射波资料处理提供速度参数， 资料解释，岩性岩相分析提供解释用的速递费参数，对多道记录而言，速度分析是通过地震波能量相对速度的变化来获取速度信息的。在进行速度谱拾取之前，需要进行常速度扫描，
