第3章-地震资料的野外采集课件

2024年7月9日1第三章第三章 地震资料的野外采地震资料的野外采集集Chapter3AcquisitionSeismicDatainField2024年7月9日2第三章第三章地震资料的野外采集地震资料的野外采集AcquisitionSeismicDatainFieldn野野外外工工作作是是地地震震勘勘探探中中重重要要的的基基础础工工作作，它它的的基基本本任任务务是是根根据据具具体体的的地地质质任任务务进进行行野野外外施施工工，要要齐齐全全准准确确地地采采集集地地震震数数据据，为为下下一一阶阶段段的的数数据处理，资料解释做准备。据处理，资料解释做准备。n n按地震数据采集基本内容来分由三部分：按地震数据采集基本内容来分由三部分：按地震数据采集基本内容来分由三部分：按地震数据采集基本内容来分由三部分：1 1 1 1、确定施工位置、确定施工位置、确定施工位置、确定施工位置 2 2 2 2、地震波的激发、地震波的激发、地震波的激发、地震波的激发 3 3 3 3、地震波的接收、地震波的接收、地震波的接收、地震波的接收2024年7月9日3第三章第三章地震资料的野外采集地震资料的野外采集AcquisitionSeismicDatainFieldn工工作作顺顺序序(WorkOrder)：踏踏勘勘工工区，布置测线；区，布置测线；n试试验验工工作作，为为了了选选择择最最佳佳的的激激发发，接接收收条条件件，多多次次波波，面面波波调调查查；完成一定的工作量及地质任务；完成一定的工作量及地质任务；2024年7月9日4第一节第一节地震测线的布置及试验性工作地震测线的布置及试验性工作Passage1ArrangeSeismicLineandExperimentn一一地震测线布置地震测线布置ArrangeSeismicLinen地地震震测测线线Seismic Line：是是指指沿沿地地面面或或海海面面进进行行地地震震勘勘探探野野外外工工作作的的路路线线。沿沿测测线线观观测测到到的的数数据据经经数数据据处处理理以以后后的的成成果果，就就是是地地震震剖剖面面(时时间间剖剖面面或或深深度度剖剖面面)，它它是是地地震震资资料料解解释释的的基基本本依依据据。测测线线的的布布置置与与地地质质测测线线布布置置的原则的原则(Rule)类似类似。2024年7月9日5测线布置的原则测线布置的原则n1主主测测线线(In-Line)应应尽尽量量垂垂直直构构造造走走向向，目目的的是是能能更更好好地地反反映映构造形态，此时倾角为真倾角；构造形态，此时倾角为真倾角；n2测测线线应应尽尽量量为为直直线线，此此时时，垂垂直直切切面面为为一一平平面面，反反映映构构造造形形态比较真实；态比较真实；n3测测线线间间隔隔随随勘勘探探程程度度的的提提高高，由疏到密，由疏到密，2024年7月9日6测线布置的原则测线布置的原则n地地震震工工作作可可分分为为：区区域域测测量量，面面积积测测量量，面面积积普普查查，面面积积详详查查，构造细测；构造细测；n(1)区区域域测测量量：面面积积很很大大，测测量量间间距距以以不不漏漏掉掉局局部部构构造造为为原原则则，通通常常为为十十几几几几十十公公里里，并并有有一一定定的联络测线。的联络测线。2024年7月9日7n(2)面面积积普普查查：任任务务是是在在含含油油气气远远景景区区，普普查查含含油气构造，一般测线也较稀，为几公里；油气构造，一般测线也较稀，为几公里；n(3)面面积积详详查查：在在已已圈圈闭闭的的含含油油气气构构造造的的基基础础上上，加加密密测测线线，搞搞清清构构造造圈圈闭闭的的形形态态，产产状状。间间距距2-4公里；公里；n(4)细细测测阶阶段段：任任务务是是查查明明构构造造的的细细节节和和断断层层产产状，提供钻探井位，这时间距密到状，提供钻探井位，这时间距密到1公里，公里，n4.如工区有钻井，测线要尽量通过钻孔，以便如工区有钻井，测线要尽量通过钻孔，以便进行地震层位和地质层位的对比。进行地震层位和地质层位的对比。2024年7月9日82试验工作试验工作(ExperimentWorks)n是是正正式式生生产产之之前前对对前前人人已已做做过过的的资资料料进进行行研研究究和和做做一一些些试试验验性性工工作作，目目的的是是要要了了解解该该工工区区反反射射波波，面面波波的的速速度度，衰衰减减情情况况，从从而而来来确确定定炮炮点点与与接接收收点离多远；点离多远；n试验工作试验工作：1)选激发条件选激发条件(SelectSourceCondition)n2)选接收条件选接收条件(SelectReceiveCondition)3)干扰波干扰波(面波面波)调查调查(NoiseInvestigation)2024年7月9日92试验工作试验工作(ExperimentWorks)1)选激发条件选激发条件n n根据低速带厚度不同，井深不同，在低速带厚度小于根据低速带厚度不同，井深不同，在低速带厚度小于根据低速带厚度不同，井深不同，在低速带厚度小于根据低速带厚度不同，井深不同，在低速带厚度小于9m9m9m9m的地方的地方的地方的地方用单井激发，在低速带厚度大于用单井激发，在低速带厚度大于用单井激发，在低速带厚度大于用单井激发，在低速带厚度大于9m9m9m9m的地方用双井激发，井深用的地方用双井激发，井深用的地方用双井激发，井深用的地方用双井激发，井深用12m12m12m12m较合适。较合适。较合适。较合适。n n最佳激发井深在虚反射界面之下最佳激发井深在虚反射界面之下最佳激发井深在虚反射界面之下最佳激发井深在虚反射界面之下3m3m3m3m左右高速层中；左右高速层中；左右高速层中；左右高速层中；n n激发正常药量为激发正常药量为激发正常药量为激发正常药量为4Kg4Kg4Kg4Kg井深试验井深试验（药量（药量4kg）40-80Hz分频记录分频记录6m9m12m15m18m21m2024年7月9日102试验工作试验工作(ExperimentWorks)2)选接收条件选接收条件检波器对比点试验检波器对比点试验观测系统：观测系统：0-25-4475（单边（单边90道）道）检检波波器器：SN4-10Hz（单单边边90道道）、SN4-28Hz（单边（单边90道）道）检波器组合：检波器组合：2串串18个面积组合个面积组合2024年7月9日1140-80Hz分频记录对比两种不同频率检波器原始记录对比SN4-10HzSN4-28HzSN4-10HzSN4-28Hz检波器对比试验检波器对比试验2024年7月9日12n n主要是调查工区内的干扰波类型和特点。主要是调查工区内的干扰波类型和特点。主要是调查工区内的干扰波类型和特点。主要是调查工区内的干扰波类型和特点。n n观测干扰波的几种方法：观测干扰波的几种方法：1.1.小排列土坑炸药，短道距（小排列土坑炸药，短道距（3 35 5米），单个检波器；使各种规米），单个检波器；使各种规则的干扰波被追踪出来。则的干扰波被追踪出来。2.2.直角排列查明干扰方向，确定沿地表面传播的波。直角排列查明干扰方向，确定沿地表面传播的波。3.3.方位观测确定三维方向和振动方向，如识别面波中乐夫波和瑞方位观测确定三维方向和振动方向，如识别面波中乐夫波和瑞利波。利波。4.4.三分量观测在井中用三分量观测在井中用VSPVSP（垂直地震剖面）。（垂直地震剖面）。2试验工作试验工作(ExperimentWorks)3)干扰波调查方法干扰波调查方法2024年7月9日13小排列2024年7月9日14干扰波类型n n干扰波类型可分规则和非规则（随机）干扰干扰波类型可分规则和非规则（随机）干扰干扰波类型可分规则和非规则（随机）干扰干扰波类型可分规则和非规则（随机）干扰n n随机干扰表现为无一定频率、传播方向的波，如随机干扰表现为无一定频率、传播方向的波，如随机干扰表现为无一定频率、传播方向的波，如随机干扰表现为无一定频率、传播方向的波，如风吹草动；随机干扰也可能出现重复，如地表不均匀风吹草动；随机干扰也可能出现重复，如地表不均匀风吹草动；随机干扰也可能出现重复，如地表不均匀风吹草动；随机干扰也可能出现重复，如地表不均匀引起的散射。引起的散射。引起的散射。引起的散射。n n规则干扰有一定主频和视速度的波，如面波、浅规则干扰有一定主频和视速度的波，如面波、浅规则干扰有一定主频和视速度的波，如面波、浅规则干扰有一定主频和视速度的波，如面波、浅层折射波，侧面波；层折射波，侧面波；层折射波，侧面波；层折射波，侧面波；n n还可分沿水平方向（如面、车辆人走波）和垂直方向还可分沿水平方向（如面、车辆人走波）和垂直方向还可分沿水平方向（如面、车辆人走波）和垂直方向还可分沿水平方向（如面、车辆人走波）和垂直方向（多次波）传播的波；及具有重复性（面波，抽油机）（多次波）传播的波；及具有重复性（面波，抽油机）（多次波）传播的波；及具有重复性（面波，抽油机）（多次波）传播的波；及具有重复性（面波，抽油机）和不具重复必性（人为因素）。和不具重复必性（人为因素）。和不具重复必性（人为因素）。和不具重复必性（人为因素）。n n特别注意的是有些波可能在某些方法是有效波，而在特别注意的是有些波可能在某些方法是有效波，而在特别注意的是有些波可能在某些方法是有效波，而在特别注意的是有些波可能在某些方法是有效波，而在有些方法中是干扰波。有些方法中是干扰波。有些方法中是干扰波。有些方法中是干扰波。2024年7月9日15干扰波的产生和特点n n面波地震勘探中最常见的一种干扰波，产生原因很面波地震勘探中最常见的一种干扰波，产生原因很面波地震勘探中最常见的一种干扰波，产生原因很面波地震勘探中最常见的一种干扰波，产生原因很多；特点是频率低（几多；特点是频率低（几多；特点是频率低（几多；特点是频率低（几30Hz30Hz30Hz30Hz），速度低（），速度低（），速度低（），速度低（1001001001001000m/s1000m/s1000m/s1000m/s），常见的速度在），常见的速度在），常见的速度在），常见的速度在200200200200500m/s500m/s500m/s500m/s，时距曲线是，时距曲线是，时距曲线是，时距曲线是直线，有频散现象（扫帚状）。直线，有频散现象（扫帚状）。直线，有频散现象（扫帚状）。直线，有频散现象（扫帚状）。n n浅层折射波当浅层存在高速度地层时产生。浅层折射波当浅层存在高速度地层时产生。浅层折射波当浅层存在高速度地层时产生。浅层折射波当浅层存在高速度地层时产生。n n声波在坑、浅水池、河和干井中爆炸，都会出现声波在坑、浅水池、河和干井中爆炸，都会出现声波在坑、浅水池、河和干井中爆炸，都会出现声波在坑、浅水池、河和干井中爆炸，都会出现强烈的声波，在空气中传播的波，特点：比较稳定，强烈的声波，在空气中传播的波，特点：比较稳定，强烈的声波，在空气中传播的波，特点：比较稳定，强烈的声波，在空气中传播的波，特点：比较稳定，频率较高，速度在频率较高，速度在频率较高，速度在频率较高，速度在340m/s340m/s340m/s340m/s左右，延续时间短。左右，延续时间短。左右，延续时间短。左右，延续时间短。n n侧面波地表复杂区出现，如黄土高原，沟谷交错侧面波地表复杂区出现，如黄土高原，沟谷交错侧面波地表复杂区出现，如黄土高原，沟谷交错侧面波地表复杂区出现，如黄土高原，沟谷交错地形。地形。地形。地形。n n次生干扰波，主要由地表附近的障碍物或岩性不一致次生干扰波，主要由地表附近的障碍物或岩性不一致次生干扰波，主要由地表附近的障碍物或岩性不一致次生干扰波，主要由地表附近的障碍物或岩性不一致引起，可能是高速，也可能是低速。引起，可能是高速，也可能是低速。引起，可能是高速，也可能是低速。引起，可能是高速，也可能是低速。2024年7月9日16鄂尔多斯黄土塬鄂尔多斯黄土塬2024年7月9日172024年7月9日182024年7月9日192024年7月9日20第二节第二节地震波的激发地震波的激发Passage2Seismicwaveource/Stimulate激激发发(Stimulate)：是是产产生生地地震震波波的的震震源源条条件件(SourceCondition)，在在地地震震勘勘探探 中中 把把 震震 源源 条条 件件 叫叫 做做 激激 发发 条条 件件(Stimulatecondition)，它它是是指指选选择择合合适适的的震震源源类类型型(Source/FocusType)和和激激发发方方式式(StimulateWays)，震震源源条条件件如如何何，将将对对地地震震记记录录的的好好坏坏起起着着重重要要的的作作用用。2024年7月9日21一一震源类型震源类型Source/FocusTypen1 炸炸 药药 震震 源源(explosive/chargessource)(20年年代代就就有有)，主主要要用用于于华华北北，在在井井中中放放炸炸药药，通通过过引引爆爆，产产生生振振动动，产生地震波。产生地震波。2024年7月9日222非炸药震源非炸药震源(60年代产生年代产生)(1)1)可可可可控控控控震震震震源源源源(control control Source)Source)：是是是是一一一一种种种种机机机机械械械械震震震震源源源源，他他他他是是是是靠靠靠靠装装装装载载载载在在在在特特特特种种种种汽汽汽汽车车车车上上上上的的的的振振振振动动动动器器器器冲冲冲冲击击击击地地地地面面面面而而而而产产产产生生生生地地地地震震震震波波波波的的的的，由由由由于于于于振振振振动动动动的的的的频频频频谱谱谱谱和和和和能能能能量量量量的的的的大大大大小小小小都都都都可可可可以以以以人人人人工工工工控控控控制制制制，故故故故称称称称可可可可控控控控震震震震源源源源。这这这这种种种种震震震震源源源源较较较较先先先先进进进进，在在在在我我我我国国国国主主主主要要要要用用用用于于于于西西西西北北北北，新新新新疆疆疆疆，青青青青海海海海等地表砂土无水，用井中激发较困难的地区。等地表砂土无水，用井中激发较困难的地区。等地表砂土无水，用井中激发较困难的地区。等地表砂土无水，用井中激发较困难的地区。n n(2)(2)空空空空气气气气枪枪枪枪(Air Air gun)gun)：就就就就是是是是将将将将压压压压缩缩缩缩空空空空气气气气在在在在短短短短暂暂暂暂瞬间释放于水中，而产生地震波。瞬间释放于水中，而产生地震波。瞬间释放于水中，而产生地震波。瞬间释放于水中，而产生地震波。n n(3)(3)电电电电火火火火花花花花(Electrical Electrical Spark Spark)：就就就就是是是是利利利利用用用用高高高高压压压压电电电电极极极极在在在在水水水水中中中中的的的的放放放放电电电电效效效效应应应应，使使使使其其其其周周周周围围围围的的的的海海海海水水水水受受受受压压压压产生振动，产生地震波。产生振动，产生地震波。产生振动，产生地震波。产生振动，产生地震波。2024年7月9日23二二纵波的激发纵波的激发(Longitudinal/PrimarySourceCondition)nHowProduceLongitudinal/Primary?n1纵纵波波震震源源P Source：是是胀胀缩缩震震源源(PressureForceSource)，在在陆陆地地广广泛泛使使用用 的的 胀胀 缩缩 震震 源源 是是 炸炸 药药 震震 源源(ChargesSource)，可可控控震震源源(ControlSource/Focus)；n激激发发方方式式(Produce/Stimulate Ways)主主要要是是在在井井中中，坑坑中中，水水中中，其其中中以以井井中中激发用的最多。激发用的最多。2024年7月9日242激发条件激发条件Produce/StimulateConditionn多多用用井井炮炮，井井深深？药药量量多多少少？为为了了得得到到较强的能量较强的能量。n(1)井井深深Well Depth：在在潜潜水水面面下下3-5米米处激发，在低速带下面激发。处激发，在低速带下面激发。n(2)岩岩性性Rock Character/Property；最最好好是胶泥，含水粘土；是胶泥，含水粘土；2024年7月9日25n(3)药药量量大大小小Charges Quantity，据据勘勘探探目目的的层层深深度度所所定定。一一般般深深度度大大，药药量量大大，反反之之，药药量量小小一一点点。但但必必须须注注意意，增增加加药药量量与与增增加加反反射射波波能能量量并并不不是是成成正正比比的的，即即当当药药量量增增加加大大到到一一定定值值后后，弹弹性性波波的的能能量量不不再再随随药药量量而而增增大大，这这时时大大部部分分能能量量用用于于破破坏坏周周围围岩岩石石了了，所所以以，药药量量一一定定要要适适中中，可可采采用用组组合合爆爆炸炸方方式式，提提高高震源能量。震源能量。2024年7月9日26地震激发地震激发高速层或含水层高速层或含水层目的层目的层表表 层层炸药激发炸药激发检波器检波器2024年7月9日27振幅与药量的关系振幅与药量的关系2024年7月9日28三三横波的激发横波的激发Transverse/SProducen n要激发横波就要使岩层受到一个剪切要激发横波就要使岩层受到一个剪切力力(ShearForce)，目前，用的比较多的目前，用的比较多的是是SH波，这就要求有一种使介质受到垂波，这就要求有一种使介质受到垂直测线水平方向剪切力的震源直测线水平方向剪切力的震源2024年7月9日29n1横波震源横波震源(S/Transversesource)n介质介质(medium)受剪切应力作用，使岩受剪切应力作用，使岩层产生形变，产生横波，震源类型主要层产生形变，产生横波，震源类型主要有三种：有三种：n1)炸药炸药(Charger)；n2)敲击敲击(Tap)；n3)可控震源可控震源(ControlSource)。2024年7月9日302024年7月9日312024年7月9日32三三横波的激发横波的激发Transverse/SProducen1。水平可控震源水平可控震源n n要要激激发发横横波波就就要要使使岩岩层层受受到到一一个个剪剪切切力力(ShearForce)，目目前前，用用的的比比较较多多的的是是SH波波，这这就就要要求求有有一一种种使使介介质质受受到到垂垂直直测测线线水水平平方方向向剪剪切切力力的的震震源源可可控控震震源源(Control Source)：n n。2024年7月9日33水平可控震源水平可控震源n用用于于产产生生横横波波的的可可控控震震源源，又又称称为为水水平平可可控控震震源源，他他是是振振动动器器为为水水平平，且且垂垂直直于于测测线，线，n为了使振动器与大地为了使振动器与大地紧密耦合，他的底板紧密耦合，他的底板要做成锥形要做成锥形2024年7月9日342024年7月9日352。炸药震源炸药震源(Charges/Explosive Source)用用炮炮井井激激发发横横波波时时，先先打打三三排排间间距距为为1-2米米平平行行测测线线的的井井，先先在在中中排排炮炮井井中中激激发发，使使之之造造成成空空洞洞，同同时时记记录录下下纵纵波波，第第二二次次在在右右排排井井中中激激发发，由由于于在在左左侧侧破破坏坏的的岩岩层层存存在在，突突出出了了向向下下和和向向右右的的水水平平方方向向的的力力，产产生生纵纵波波和和SH波波(向向右右的的)；第第三三次次在在左左排排井井中中激激发发也也产产生生纵纵波波和和向向左左的的SH波，把第二次和第三次激发所得结果相减即：波，把第二次和第三次激发所得结果相减即：S=SH+P-SH-P=SH+-SH-式中表示第二次，第三次激发时所得到的纵波形态基本式中表示第二次，第三次激发时所得到的纵波形态基本一致，而一致，而SH波极性相反，所以，相减后消除了波极性相反，所以，相减后消除了P波，得波，得到了振幅强度为单波两倍的到了振幅强度为单波两倍的SH波波。2024年7月9日36第三节第三节地震仪简介地震仪简介Passage3SeismographSimplyIntroducen n为为了了记记录录由由地地下下反反射射回回来来的的地地震震波波(SeismicWave)，需需要要使使用用一一套套专专门门的的记记录录装装置置地地震震仪仪(Seismology)。现现在在我我们们野野外外使使用用的的都都是是数数字字地地震震仪仪(DigitSeismology)，因因此此，我我们们就就对对这这种种现现在在最最常常用用的的且且性性能能较较好好的的地地震震仪仪数数字字地地震震仪仪的的一一些些组组成成(Component)、功功能能(Function)及及特特点点(Character)作作一一简简单单介绍介绍(SimplyIntroduce)。2024年7月9日37一一数字地震仪的组成数字地震仪的组成(ComponentofSeismograph)n数字地震仪由两部分组成：数字地震仪由两部分组成：n1.记录系统记录系统(RecordSystem)n2.回放系统回放系统(PlayBackSystem)，他们在逻辑控制系统的统一下进行工作。他们在逻辑控制系统的统一下进行工作。2024年7月9日382024年7月9日39n包括包括Include；n1)检波器检波器(Geophone)；n2)前置放大器前置放大器FrontAmplifier；n3)多路转换多路转换(ManyTransformSwitch)开关；开关；n4)主放大器主放大器(MainAmplifier)；n5)采样保持器采样保持器(Sample)；n6)模数转换器模数转换器(A/D)(Analogue/DigitTransformer)；n7)磁记录器磁记录器(magnetismrecorder)组成。组成。n n其功能其功能其功能其功能(Function)Function)：n n把地震波的信号把地震波的信号把地震波的信号把地震波的信号反射波记在磁带反射波记在磁带反射波记在磁带反射波记在磁带上或写在磁带上上或写在磁带上上或写在磁带上上或写在磁带上1 1。记录系统。记录系统(RecordSystem)：2024年7月9日402 2。回放系统。回放系统(PlayBacksystem)n包括包括：n1)回放输入解排器；回放输入解排器；n2)数字自动增益控制数字自动增益控制(DigitAutomaticgainControl)；n3)数模转换器数模转换器(Digit/Analogue)(D/A)；n4)反多路转换开关反多路转换开关(AnltipathTransformSitch)；n5)回放滤波器回放滤波器(PlayBackFilters)；n6)显示器显示器n n 功能功能功能功能：n n把记录信号从把记录信号从把记录信号从把记录信号从磁带上读出来，磁带上读出来，磁带上读出来，磁带上读出来，即把记录变成即把记录变成即把记录变成即把记录变成监视记录监视记录监视记录监视记录(放放放放录象一样录象一样录象一样录象一样)2024年7月9日41二记录系统的功能简介记录系统的功能简介(RecordSystemFunctionIntroduce)n1.1.地震检波器地震检波器Geophonen1)1)作作用用Function：把把地地表表微微弱弱的的机机械械振振动动变变成成电电信信号号，然然后后记记录录下下来来。因因此此，实实质质上上它它是是一一种种机机电电转换装置转换装置(原理就是发电机原理原理就是发电机原理)。n因因为为，在在陆陆地地上上由由地地下下深深部部反反射射回回来来的的地地震震波波振振幅幅很很小小，只只有有几几微微米米，如如何何把把这这么么弱弱的的信信号号记记录录下下来来，人人们们就就采采用用了了这这样样一一种种方方法法：首首先先把把这这种种很很弱弱的的机机械械振振动动转转换换为为电电振振动动信信号号，再再利利用用电电子子装装置置放放大大它它到到几几十十万万倍倍，然然后后再再记记录录下下来来，由由机机械械振振动动变变成成电电信号的工作就由检波器来完成。信号的工作就由检波器来完成。2024年7月9日422)检波器检波器结构结构(structure)：n检波器检波器主要由外壳，圆主要由外壳，圆柱形磁缸，环形弹簧片柱形磁缸，环形弹簧片和线圈组成。磁缸被垂和线圈组成。磁缸被垂直的固定在外壳中央，直的固定在外壳中央，它产生一个强磁场，线它产生一个强磁场，线圈绕在圆形的线圈架上，圈绕在圆形的线圈架上，它通过上下两个弹簧片它通过上下两个弹簧片与外壳作软连接，使它与外壳作软连接，使它置于磁缸和外壳之间的置于磁缸和外壳之间的环形磁通间隔中并能上环形磁通间隔中并能上下移动。下移动。2024年7月9日433)检波器工作检波器工作原理原理(Principle)：(它是怎样把机械振动变成电信号？它是怎样把机械振动变成电信号？)n它它利利用用电电磁磁感感应应的的原原理理，当当地地震震波波来来到到地地面面引引起起地地面面振振动动时时，检检波波器器外外壳壳连连同同磁磁缸缸随随地地面面质质点点一一起起振振动动，这这时时线线圈圈由由于于惯惯性性却却滞滞后后于于磁磁缸缸运运动动，从从而而形形成成线线圈圈与与磁磁缸缸的的相相对对运运动动，线线圈圈切切割割磁磁力力线线，便便产产生生感感应应电电流流(大大小小，强强弱弱是是变变化化的的)，这这样样就就实实现现了了把把机机械振动变成电信号械振动变成电信号.2024年7月9日44n感应电流的大小，方向都是变化的并与感应电流的大小，方向都是变化的并与地面振动的大小，方向，速度有关，只地面振动的大小，方向，速度有关，只有与检波器线圈的轴向方向一致时的机有与检波器线圈的轴向方向一致时的机械振动才能产生最大的输出电压，在地械振动才能产生最大的输出电压，在地震勘探中，震勘探中，反射波是近垂直于出射于地反射波是近垂直于出射于地表的，因此野外进行纵波勘探时，一般表的，因此野外进行纵波勘探时，一般使用垂直检波器使用垂直检波器。并把检波器垂直安置。并把检波器垂直安置在地面上，才可接受到强的反射纵波在地面上，才可接受到强的反射纵波。2024年7月9日454)4)检波器类型检波器类型(据频率分据频率分):n低低 频频 检检 波波 器器(f=8HZ)(Low FrequencyGeophone)n中中 频频 检检 波波 器器(MiddlefrequencyGeophone)n高高频频检检波波器器(f100Hz)(HighFrequencyGeophone)n浅层工程多用高频检波器；浅层工程多用高频检波器；n石油地震勘探中多用中、低频检波器石油地震勘探中多用中、低频检波器。2024年7月9日462前置放大器前置放大器(前放前放)(FrontAmplifier)前前置置放放大大器器:是是指指放放置置在在仪仪器器最最前前面面的的放放大大器器，常常简简称称前前放放。每每一一道道检检波波器器对对应应有有一一道道前前放放，显显然然有有多多少少个个地地震震道道就就有有多多少少个个前置放大器前置放大器 。2024年7月9日47n1)1)作用作用：n(1)是是对对输输入入输输出出阻阻抗抗进进行行必必要要的的匹匹配配(Match)，以以使使检检波波器器所所接接受受到到的的地地震震信信号不失真的送入仪器中。号不失真的送入仪器中。(2)放放大大(Amplify)：对对微微弱弱的的信信号号进进行行低低噪声的线性放大噪声的线性放大(放大几十万倍放大几十万倍)；n(3)滤波滤波(Filtering)：可对信号进行滤可对信号进行滤波波各种干扰波，各种干扰波，50HZ点干扰，面波等点干扰，面波等)2024年7月9日483 3。多路转换开关。多路转换开关(Multipath/ManyTransformSwitch)n n前前置置放放大大器器输输出出的的是是模模拟拟信信号号(analogueSignal)，对对这这种种信信号号计计算算机机是是无无法法处处理理的的。因因为为，数数字字计计算算机机只只能能对对数数字字进进行行处处理理运运算算，因因此此，就就必必须须对对这这种种信信号号进进行行某某种种改改造，多路转换开关可完成这项工作。造，多路转换开关可完成这项工作。2024年7月9日492024年7月9日501)作用作用(Function)(1)对对模模拟拟信信号号进进行行离离散散采采用用，变变成成数数字字信号信号(离散的十进制离散的十进制)；n(2)把把“多多路路并并行行”的的地地震震信信号号变变成成“单单路串行路串行”的子样脉冲送到主放大器中的子样脉冲送到主放大器中。2024年7月9日51n模模拟拟信信号号(Analogue Signal)：信信号号随随时时间间是是连连续续变变化化的的，即即一一个个信信号号可可用用随随时时间间连续变化的连续变化的曲线表示；曲线表示；n数数字字信信号号(Digit signal)：信信号号只只能能用用一一系系列列数数字字序序列列表表示示，每每一一个个振振幅幅代代表表一一个子样；个子样；n 采采样样(Sample)：按按一一定定时时间间间间隔隔对对模模拟拟信信号号离离散散取取样样，这这个个过过程程称称采采样样或或抽抽样样；抽抽样样间间隔隔用用t表表示示。对对模模拟拟信信号号抽抽样样时时，应满足采样定律，即应满足采样定律，即t(Tmin/2)2024年7月9日52对模拟信号采样的过程2024年7月9日53n多路并行多路并行：即多个地震道与检波器只有即多个地震道与检波器只有一个放大器，在仪器中只设计了一个主一个放大器，在仪器中只设计了一个主放大器，这个主放大器为大家公用。因放大器，这个主放大器为大家公用。因为，在每一个前放中都有信号输入，所为，在每一个前放中都有信号输入，所以，以，N个前置放大器中的信号都在向前传个前置放大器中的信号都在向前传送，准备进入主放中，所以是多路并行，送，准备进入主放中，所以是多路并行，而整个仪器中只有一个主放大器，这就而整个仪器中只有一个主放大器，这就出现了多个地震道只有一个数字传输道出现了多个地震道只有一个数字传输道路的矛盾。多路转换开关可以解决这个路的矛盾。多路转换开关可以解决这个矛盾。矛盾。2024年7月9日542024年7月9日55n多多路路转转换换开开关关相相当当于于一一个个单单刀刀多多掷掷开开关关，按按顺顺序序，一一个个地地震震道道因因一一次次只只输输出出一一个个子子样样，这这时时刀刀与与第第二二个个地地震震道道接接通通，第第二二个个地地震震道道中中第第一一个个子子样样输输出出，依依此此类类推推，待待所所有有的的地地震震道道都都输输出出了了一一个个子子样样后后，刀刀再再与与第第一一个个地地震震道道接接通通，第第一一个个地地震震道道中中第第二二个个子子样样输输出出，。，从从而而把把多多路路变变成成单单路路信信号号，“多多路路合一合一”2024年7月9日564 4。主放大器。主放大器(mainAmplifier)n1)1)作用作用(function)：放大放大(Amplify)n(1)能能不不畸畸变变(notDistortion)地地放放大大能能量量悬悬殊殊很很大大的的地地震震信信号号，即即，有有较较大大的的动动态态范范围围(DynamicRangeWidth)，或或线线性性放放大大(LinerAmplify)范范围围大大，即即，在在此此范范围围内内信信号号放放大大后后不不畸畸变变。因因为为，地地震震信信号号的的大大小小在在深深浅浅层层可可悬悬殊殊一一百百万万倍倍(浅浅层层能能量量强强，深深层层能能量量弱弱)。所所以以，必须有很大的动态范围才可记录下来。必须有很大的动态范围才可记录下来。n(2)对强弱不同的信号可自动调节放大倍数，对强弱不同的信号可自动调节放大倍数，从而回放时可恢复其真值，一般能量强的信号，从而回放时可恢复其真值，一般能量强的信号，放大倍数取小一些，能量弱的信号取大一些。放大倍数取小一些，能量弱的信号取大一些。2024年7月9日575 5。模数转换器。模数转换器(A/Dtransformer)(TransformAnalogueintoDigitSignal)n n 作作用用：把把离离散散的的模模拟拟信信号号(十十进进制制)变变成成二进制的数字信号二进制的数字信号。n因因为为，离离散散后后信信号号经经放放大大后后还还只只是是一一批批离离散散的的十十进进制制量量，要要把把他他们们转转换换成成二二进制数字量，才能用磁带记录下来。进制数字量，才能用磁带记录下来。2024年7月9日586 6。磁记录器。磁记录器(Magnetismrecordern n 作作用用：把把数数字字量量(二二进进制制)通通过过磁磁头头记记录录在在磁磁带带上上，这这种种资资料料可可直直接送到计算站进行处理加工。接送到计算站进行处理加工。2024年7月9日59小结小结(Conclusion)n数数字字地地震震仪仪的的记记录录过过程程，即即，地地震震检检波波器器接接收收到到了了地地震震信信号号，经经前前置置放放大大器器后后送送到到多多路路转转换换开开关关，该该转转换换开开关关把把多多路路输输入入的的随随时时间间变变化化的的地地震震信信号号离离散散并并重重新新编编排排成成一一路路按按顺顺序序输输出出的的离离散散子子样样，子子样样被被送送到到主主放放大大器器后后，进进行行放放大大并并使使振振幅幅值值在在模模数数转转换换器器的的动动态态范范围围内内，采采样样保保持持器器将将放放大大后后的的子子样样在在时时间间上上展展宽宽后后(但但其其振振幅幅保保持持不不变变)，送送到到模模数数转转换换器器由由该该转转换换器器将将子子样样幅幅值值转转换换成成数数字字信信号号。最最后后数数字字信信号号被被磁磁带带记记录录下下来来，这这就就是是仪仪器器记记录录幅幅值值信信号号的的过程。过程。2024年7月9日60三三回放系统的功能回放系统的功能(监视回放监视回放)(PlayBackSystemFunction)它是记录系统的逆过程，即放带它是记录系统的逆过程，即放带(PlayMagnetismTap)。n功功能能：它它是是把把数数字字磁磁带带记记录录中中见见不不到到的的数数字字信信号号在在野野外外及及时时转转换换成成可可见见的的模模拟拟波波形形记记录录，其其目目的的就就是是为为了了及及时时在在野野外外大大致致检检验验资资料料质质量量的的好好坏坏和和了了解解施施工工情情况。况。2024年7月9日61n数数模模转转换换器器(Digit/Analogue transformer)：把数字信号变成模拟信号把数字信号变成模拟信号；n平滑滤波平滑滤波(Filtering)：把尖角去掉，使把尖角去掉，使变成光滑连续曲线变成光滑连续曲线(因为，先把模拟信号因为，先把模拟信号变成数字信号，现在复原，但是折线，所变成数字信号，现在复原，但是折线，所以要平滑变成曲线以要平滑变成曲线)2024年7月9日62小小 结结：n记录在磁带上的数字信号被送到回放输入编排电路，记录在磁带上的数字信号被送到回放输入编排电路，经一定的规律后，送到数字自动增益控制电路，该控经一定的规律后，送到数字自动增益控制电路，该控制电路要完成两项工作：真振幅恢复和自动增益控制。制电路要完成两项工作：真振幅恢复和自动增益控制。经真值恢复后，才能表示地震子样的真值。它是显示经真值恢复后，才能表示地震子样的真值。它是显示地震信号原形的一项必须步骤。显示器的动态范围比地震信号原形的一项必须步骤。显示器的动态范围比较小，故必须实行增益控制，使被恢复后的信号值落较小，故必须实行增益控制，使被恢复后的信号值落入到选定的显示范围内。地震信号经过数字自动增益入到选定的显示范围内。地震信号经过数字自动增益控制电路后，送到数模转换器，该转换器把数字量又控制电路后，送到数模转换器，该转换器把数字量又转换成模拟量，而后再送到反多路转换开关，由它把转换成模拟量，而后再送到反多路转换开关，由它把一路输入的信号又转变成多路输出的信号，把它们重一路输入的信号又转变成多路输出的信号，把它们重新按地震道复原，经回放滤波器平滑滤波后，并送到新按地震道复原，经回放滤波器平滑滤波后，并送到显示器进行显示，得到可见的地震监视记录。这就是显示器进行显示，得到可见的地震监视记录。这就是数字地震仪回放系统的工作过程数字地震仪回放系统的工作过程。2024年7月9日63四四数字地震仪的特点数字地震仪的特点(与模拟磁带地震与模拟磁带地震仪相比仪相比)(DigitSeismographCharacter)n(1)有有较较高高信信噪噪比比的的特特征征，高高放放大大倍倍数数，并并有有频频率率滤滤波波装装置置，可可滤滤去去50HZ电电信信号号干干扰扰，滤滤去去低频面波干扰，提高信噪比；低频面波干扰，提高信噪比；n(2)能能较较好好的的保保存存地地震震波波动动力力学学特特点点：动动态态范范围围 大大(Dynamic Range Large)，频频 带带 宽宽(3-300HZ)(FrequencyBandWidth)，仪仪器器对对波波形形改造的畸变小改造的畸变小(DistortionSmall)；n(3)与与计计算算机机直直接接配配套套(DirectMatch)，资资料料处处理快理快(ProcessingQuick)；n(4)自检能量强自检能量强(自动化程度高自动化程度高)(AutomationDegreeHigh 2024年7月9日64第四节第四节地震勘探野外观测系统地震勘探野外观测系统(施工图纸施工图纸)Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inField2024年7月9日65地震勘探野外观测系统地震勘探野外观测系统(施工图纸施工图纸)Passage4SeismicExploration/ProspectGeometry(ObserveandMeasureSystem)inFieldn地震勘探野外采集形式，一般布置多条测线进行地震勘探野外采集形式，一般布置多条测线进行观测，布置成网状观测，布置成网状(Net)，尽可能为直线，在具尽可能为直线，在具体施工中，每条测线分为若干观测段，逐段进行体施工中，每条测线分为若干观测段，逐段进行观测，激发点与接收点在测线上的相对位置关系观测，激发点与接收点在测线上的相对位置关系-观测系统观测系统(Observe and Measure System)(Geometry)2024年7月9日66一一观测系统的术语观测系统的术语(GeometryTerm)n1.检检波波道道数数(N)(GeophoneNumbers)：地地震震勘勘探探施施工工中中，检检波波器器沿沿测测线线等等距距离离布布置置在在地地面面上上的的个个数数，(接接收收点点数数)，如如N=24，48，96。1024。n2道道间间距距(x)：(DistanceBetweenTraceandTrace)两两个个检检波波器器之之间间的的距距离离，一一般般x=25-100米。米。n3接接收收距距(L)(ReceiveDistance)(A：安安排排检检波波器的地表长度，器的地表长度，nL=(N-1).xn4.放炮形式放炮形式：(1)中间放炮，中间放炮，(2)端点放炮端点放炮；2024年7月9日672024年7月9日68n5偏偏移移距距(X1)(MigrateDistance)：第第一一个个检检波器离开炮点的距离；波器离开炮点的距离；nX1必须是必须是x的整数倍。的整数倍。X1=0，零偏移距。零偏移距。n6.排排列列长长度度(X)：一一个个炮炮点点与与24或或更更多多道道检检波波器所组成的测线段，器所组成的测线段，n当偏移距当偏移距X1=0时，排列长度为时，排列长度为X=L=(N-1).xn当偏移距当偏移距X1不等于不等于0时，时，X=L+X1n7.7.最大炮检距最大炮检距(Xmax)(MaximumBetweenShootandReceiverPoint)(Offset-炮检距炮检距)：它：它是指炮点到最远检波器的距离，数值上等于排是指炮点到最远检波器的距离，数值上等于排列长度。列长度。2024年7月9日69二二观测系统的图示法观测系统的图示法(ObserveSystemShow/GeometryPattern)n n1 1观观测测系系统统(Geometry)：简简单单的的说说：观观测测系系统统就就是是炮炮点点与与接接收收点点在在测测线线上上的的相相对对位位置置关关系系。这种关系一般用图来表示，它包括：这种关系一般用图来表示，它包括：n1)时距平面图时距平面图;n2)综合平面图。综合平面图。2024年7月9日702。观测系统的图示法。观测系统的图示法n1)时时距距平平面面法法(TimeDistancePlanepattern)它它是是在在平平面面图图上上用用时时距距曲曲线线的的方方式式来来表表示示炮炮点点与与其其观观测测点点段段的的相相对对位位置置关关系系，以以及及它它与与反反射射界界面的相互关系。面的相互关系。2024年7月9日71n n最简单观测是一次连续观最简单观测是一次连续观最简单观测是一次连续观最简单观测是一次连续观测系统，即每个反射点只测系统，即每个反射点只测系统，即每个反射点只测系统，即每个反射点只采集一次。不断地移动接采集一次。不断地移动接采集一次。不断地移动接采集一次。不断地移动接收点和炮点位置，就可以收点和炮点位置，就可以收点和炮点位置，就可以收点和炮点位置，就可以连续追踪界面连续追踪界面连续追踪界面连续追踪界面R R R R n n优点是炮点与接收点靠近，优点是炮点与接收点靠近，优点是炮点与接收点靠近，优点是炮点与接收点靠近，野外施工方便，不受折射野外施工方便，不受折射野外施工方便，不受折射野外施工方便，不受折射波的干扰，也减少有效波波的干扰，也减少有效波波的干扰，也减少有效波波的干扰，也减少有效波之间的干涉。之间的干涉。之间的干涉。之间的干涉。n n缺点是近炮点的几道常受缺点是近炮点的几道常受缺点是近炮点的几道常受缺点是近炮点的几道常受爆炸后的声波和面波的干爆炸后的声波和面波的干爆炸后的声波和面波的干爆炸后的声波和面波的干扰。扰。扰。扰。2024年7月9日72单次复盖观测示意图这种简单的连续观测系统，是属于边单放炮或中点放炮，它的特点是每次只往这种简单的连续观测系统，是属于边单放炮或中点放炮，它的特点是每次只往前搬动半个排列，即第二炮的后排列铺在第一炮原来的排列位置上。前搬动半个排列，即第二炮的后排列铺在第一炮原来的排列位置上。2024年7月9日73纵测线的观测系统图纵测线的观测系统图n n时间平面图时间平面图时间平面图时间平面图-将激发点将激发点和排列按一定比例画在和排列按一定比例画在横轴横轴x x上上,过激发点作纵过激发点作纵坐轴坐轴t t表示时间，然后表示时间，然后把接收到的时距曲线与把接收到的时距曲线与对应的反射界面画出来。对应的反射界面画出来。n n另一种方法，把接收到另一种方法，把接收到的时距曲线和对应的反的时距曲线和对应的反射界面按激发点和排列射界面按激发点和排列间距画出来。平面图上间距画出来。平面图上表示出激发点和接收点表示出激发点和接收点的相对位置关系，以及的相对位置关系，以及观测到的地段。观测到的地段。2024年7月9日74综合平面法n n综合平面法就是在平面图上表示出激发点综合平面法就是在平面图上表示出激发点和接收点的相对位置关系，同时也显示可和接收点的相对位置关系，同时也显示可以观测到的地段。以观测到的地段。n n作图方式：作图方式：将激发点和排列按一定比例尺将激发点和排列按一定比例尺标画在一条直线上，然后从激发点向两侧标画在一条直线上，然后从激发点向两侧作与测线成作与测线成4545角的斜线，组成坐标网。角的斜线，组成坐标网。当在测线上某点激发而在某一地段接收，当在测线上某点激发而在某一地段接收，则可将测线上的接收段投影到通过爆炸点则可将测线上的接收段投影到通过爆炸点的的4545斜线上，用这段投影来表示。斜线上，用这段投影来表示。n n综合平面图的优点是：绘制简单，激发点综合平面图的优点是：绘制简单，激发点和接收段的相对位置关系明确。和接收段的相对位置关系明确。2024年7月9日75n n例如，当在例如，当在例如，当在例如，当在O1O1激发，激发，激发，激发，O1O3O1O3之间接收，可用线段之间接收，可用线段之间接收，可用线段之间接收，可用线段O1AO1A表示，若表示，若表示，若表示，若O1O1激激激激发，发，发，发，O3O4O3O4之间接收可用线段之间接收可用线段之间接收可用线段之间接收可用线段ABAB表示。同理，表示。同理，表示。同理，表示。同理，O2O2激发，激发，激发，激发，O1O3O1O3之间之间之间之间接收。可用接收。可用接收。可用接收。可用O2AO2A表示。至于观测段所反映的界面表示。至于观测段所反映的界面表示。至于观测段所反映的界面表示。至于观测段所反映的界面(只要界面是水平的只要界面是水平的只要界面是水平的只要界面是水平的)，可以把观测段向水平线段作投影便是所反映的界面。，可以把观测段向水平线段作投影便是所反映的界面。，可以把观测段向水平线段作投影便是所反映的界面。，可以把观测段向水平线段作投影便是所反映的界面。2024年7月9日76延长时距曲线法 n n受河流、水溏、村庄等的影响，在测线通过的某些地受河流、水溏、村庄等的影响，在测线通过的某些地受河流、水溏、村庄等的影响，在测线通过的某些地受河流、水溏、村庄等的影响，在测线通过的某些地段上不能摆放排列，使用一般的观测系统就不能连续段上不能摆放排列，使用一般的观测系统就不能连续段上不能摆放排列，使用一般的观测系统就不能连续段上不能摆放排列，使用一般的观测系统就不能连续追踪地下的反射界面。这时用廷长时距曲线作补充，追踪地下的反射界面。这时用廷长时距曲线作补充，追踪地下的反射界面。这时用廷长时距曲线作补充，追踪地下的反射界面。这时用廷长时距曲线作补充，使地下反射界面得以连续追踪。使地下反射界面得以连续追踪。使地下反射界面得以连续追踪。使地下反射界面得以连续追踪。n n障碍物不很宽时，例如障碍物不很宽时，例如障碍物不很宽时，例如障碍物不很宽时，例如100100100100300300300300米米米米之间，应用延长时之间，应用延长时之间，应用延长时之间，应用延长时距曲线，可以迫踪深层的反射界面。对于浅层反射来距曲线，可以迫踪深层的反射界面。对于浅层反射来距曲线，可以迫踪深层的反射界面。对于浅层反射来距曲线，可以迫踪深层的反射界面。对于浅层反射来说，有时由于浅层折射波的干扰往往不能有效地迫踪。说，有时由于浅层折射波的干扰往往不能有效地迫踪。说，有时由于浅层折射波的干扰往往不能有效地迫踪。说，有时由于浅层折射波的干扰往往不能有效地迫踪。n n当障碍物很宽时，炮点和排列的距离过大，一方面会当障碍物很宽时，炮点和排列的距离过大，一方面会当障碍物很宽时，炮点和排列的距离过大，一方面会当障碍物很宽时，炮点和排列的距离过大，一方面会出现浅层折射的干扰；另一方面还会产生反射波的干出现浅层折射的干扰；另一方面还会产生反射波的干出现浅层折射的干扰；另一方面还会产生反射波的干出现浅层折射的干扰；另一方面还会产生反射波的干涉。涉。涉。涉。2024年7月9日772024年7月9日785 5、多次覆盖的观测系统、多次覆盖的观测系统（共中心点方法共中心点方法）n n所谓多次覆盖是指对被追踪界面的观测次数所谓多次覆盖是指对被追踪界面的观测次数所谓多次覆盖是指对被追踪界面的观测次数所谓多次覆盖是指对被追踪界面的观测次数而言，而言，而言，而言，n n次覆盖即对界面追踪次覆盖即对界面追踪次覆盖即对界面追踪次覆盖即对界面追踪n n次。例如对同次。例如对同次。例如对同次。例如对同一界面追踪了两次，称为二次覆盖，追踪了一界面追踪了两次，称为二次覆盖，追踪了一界面追踪了两次，称为二次覆盖，追踪了一界面追踪了两次，称为二次覆盖，追踪了多次，则为多次覆盖。多次，则为多次覆盖。多次，则为多次覆盖。多次，则为多次覆盖。2024年7月9日79n n