地球物理勘探基础知识整理

天涯

地震勘探的数据采集分以下几个阶段
1、设计
（1）收集测区有关的地质、物探及测绘资料。
（2）实地踏勘，了解地震地质条件（包括地形、地貌、植被、河流、道路、潜水位、新生界盖层厚度、岩性及结构、勘探目的层的埋藏深度、构造形态和断裂发育程度等等）。
（3）对前人的地质工作成果作出客观的评价。
（4）针对地质任务确定工作方法及观测系统。
（5）在平面图上布置测网，统计工作量。
（6）编写设计文字说明。
（7）测线的布置原则：主测线尽量垂直地层走向或主构造走向，并尽量与以往地质或物探勘探线重合。联络测线原则上与主测线垂直。
2．试验
地震勘探的野外工作，在方法选择上较为复杂。因为地震记录质量受到多种因素的影响，需要进行试验来选取本工区内最合适的野外方法和技术。试验阶段在正式生产之前进行。
（1）干扰波调查，工区内干扰波类型，特性；
1）有效波和干扰波是相对的，把能够解决某一特定地质问题的波称为有效波，而一切妨碍有效波识别的其它波称之为干扰波。
2）规则干扰波是具有一定频谱和视速度，能在地震记录上以一定同相轴出现的干扰波。主要包括面波、声波、工业电干扰、虚反射及多次反射。
3）各种干扰波的特点，面波频率低速度小，能量大，这是与有效波的主要区别；而声波速度低、频率高、波形尖锐；多次反射与一次反射特征相似，可由t0标志识别。
4）不规则干扰波没有一定规律，也没有一定传播方向，在地震记录上形成杂乱无章的干扰背景。
形成因素很多：自然条件、激发条件、人为条件。主要包括微震和低频、高频背景干扰，掌握其特点和产生的原因。
（2）地震、地质条件调查，低速厚度，速度，潜水面位置等等。
1）方法：主要是利用小折射、微测井进行低降速带的调查。低降速带可分成低速层（也常称为风化层，Weathered zone）和降速层（Sub-weathered zone）。前者紧靠地表、岩性疏松，又在潜水面以上，速度很低；而后者则在潜水面以下，它与低速带是一个明显的分界面。
2）目的：确定表层基本结构、潜水面的位置。
（3）选择激发地震波的最佳条件。（激发岩性，激发药量，激发方式）
（4）选择接受和记录地震波的最佳条件。（观测系统，组合形式，仪器）
3．生产
当试验完成，取得本工区标准剖面后，可转入正式生产，生产前，检查地震仪正常，然后进入生产。生产过程一般流程为：布线-定点-埋桩-标记-绘图-计算-整理
（1）测线设计
1）反射波法和折射波法测线最好设计为直线；便于反映构造形态、数据采集、处理和解释。
2）主测线应与岩层或构造走向相垂直；便于正确反映构造形态，不然会出现更多的干扰波。
3）尽可能与钻探线或其他物探测线相一致，
4）布置测线既考虑地质任务，又要考虑地表地质条件。对特定地质体，有不同方法，如滑波和边波调查，需布置网格状测线，使测线与地层走向一致。对重力坝调查，一般以坝的轴线为中心，布置网格状测线。
5）面积测量时应有联络测线，以检测不同测线上反射波的闭合情况
（2）观测系统
1）激发点与接收排列的相互位置关系称为观测系统。
2）反射波法观测系统，分单次覆盖和多次覆盖观测系统；地质情况复杂时采用多次覆盖观测系统，“是采用有规律的移动激发点和接收点，对地下界面段多次重复采样的观测形式”。
3）来自不同炮点激发的同一接收点的记录道的集合叫共反射点道集；
4）折射波法观测系统主要是相遇时距曲线观测系统，在测线两端激发，在全测线上接收的观测系统。得到的时距曲线叫相遇时距曲线。
5）追逐时距曲线观测系统，属于单边激发，就是在同一接收地段的同侧不同激发点上激发；主要用于了解折射界面是否产生穿透现象，或用来延长某些需要加长的时距曲线。
6）当没有穿透现象时，由不同激发点激发的两支时距曲线是平行的，
7）折射波时距曲线的形态只和界面的形状和上下介质的速度有关，与激发点的位置无关；
（3） 地震波的激发
1）炸药震源的激发特点是具有好的脉冲特性、频带宽、高频成分丰富，药量大，信号频率低，视周期大，但为压制干扰，需加大药量。
2）    高分辨率地震勘探应采用小药量激发，一般为几十克到几百克；
3）    遇到砂质土或腐质土，或随机干扰大时，药量要加大；
4）激发通常在潜水面或低速带以下激发。
5）非炸药震源是工程勘查常用震源，但需垫金属垫板，勘探深度不超过100m；
6）击板震源是横波激发常用震源；
另外还有电火花震源，落重法和可控震源、夯源、地震枪等。
7）在工程与环境地震勘探中，应采用小能量激发，以使信号频谱中主频高，并能压制声波和面波干扰，使接收点处的质点产生小变形和小位移，以满足弹性理论要求。
（4）地震波的接受
1）应有较高的灵敏度；
2）大的动态范围，动态范围是指地震仪能够线性记录地震信号的最大值与最小值之间的范围，通常用他的比值来表示。其表达式为
20log（线性记录的最大信号电压）/（线性记录的最小信号电压）
单位为分贝（db）.例如当比值为104为时，动态范围为80分贝；
3）地震仪应有宽的频带和可选择的滤波器；
4）    对地震脉冲有良好的分辨能力；
5）    仪器对各道有良好的一致性；
一个检波器 + 一个放大器 + 记录显示系统= 一个地震记录道
6）检波器是将地震波返回到地表时所引起的地面振动转换成电信号的一种装置；
7）有动圈电磁式（用于陆地工作）和压电式（用于海洋和沼泽地）
8）数字地震仪上瞬时浮点放大器是以二进制增益控制方式为基础，瞬时实现的。增大方式是以6分贝为台阶。
9）记录系统，数字地震仪是经模数转换，变换成二进制数存储在磁盘上，且记录是按时序排列。