浅层地震勘探实习报告

浅层地震勘探实习报告学号：班级：姓名：指导老师：目录一前言………………………………………………..1.1浅层地震勘探实习的目的和意义……………1.2浅层地震勘探实习的内容……………………1.3工区概况和场地规化…………………………二折射波法地震勘探………………………………..2.1数据采集………………………………………2.2数据处理………………………………………2.3结果解释………………………………………三反射波法地震勘探………………………………..3.1数据采集………………………………………3.2数据处理………………………………………3.3结果解释……………………………………….四实习总结……………………………………………一前言地震勘探是利用地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所用到的主要是折射波法和反射波法。1.1浅层地震勘探实习的目的和意义本次实习安排在《地震勘探原理》课程学习结束之后，意在使同学们能够将理论知识应用与实践，增强动手能力，丰富实践经验，学以致用。同时能够熟悉并掌握浅层地震勘探野外数据采集，室内资料处理和成果解释的流程，为以后的学习和工作打下坚实的基础。1.2浅层地震勘探实习的内容本次实习主要实践了折射波法和反射波法在浅层地震勘探领域的应用。具体内容包含了两种方法数据采集，处理和解释的实际步骤，其具体流程如下：(浅层地震勘探实习流程图)场地测量设计施工方案现场仪器调试数据采集数据质量评估数据处理数据成图图件分析与解释数据不合理1.3工区概况和场地规划1.3.1工区概况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100－400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724.9米。黄岛图1-1黄岛地图区地处北温带季风区域内，风速平均5.4M/S，年平均瞬时风力大于8级天数为71天。由于本次地震勘探实习时间有限，仅安排了站内实习内容，以浅层地震的折射和反射为主。实习工区为学校操场，由于区域较小、测线较短，基本不受区域地质的影响。1.3.2场地规划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。为了便于反射波法和折射波法之间进行对比，以便更加方便直观的说明问题，折射波法和反射波法的测线应当尽量重合。测线示意图如下：图1-2测线示意图二折射波法地震勘探折射波法是在距震源较远的位置上，观测来自地下经岩层分界面上滑行后返回的折射波。对于具有多层介质的地层，地震波在地层中传播时在每层介质中的速度不一样，如果某一层的速度大于它上一层的速度，且入射角达到临界角，则会产生折射波，二者的界面为折射面，此时折射波以临界角沿界面滑行，以不变的角度返回地面。折射波的到达时间与折射面的深度有关，折射波的时距曲线接近于直线，其斜率决定于折射层的波速。由于折射波要在临界角之后才出现，因此在震源附近观测不到折射波，这个观测不到折射波的区间称为盲区。示意图如下图2-1所示。图2-1折射波示意图2.1数据采集2.1.1采集仪器接收装置：共48道每次24道同时接收。如下图：图2-2接收装置震源：铁锤敲击铁板触发如下图：图2-3震源图2.1.2观测系统根据课本所学知识，结合实际工区情况，并进行试采集后，我们确定的浅层折射波法地震勘探系统参数如下：偏移距：8m道间距：2m采样率：0.25ms采样时间0.5s观测系统示意图如下所示：图2-3折射波法观测系统示意图2.2数据处理2.2.1处理原理方法：t0差数时距曲线法求界面截距时间法是界面为平界面时的方法，当界面是任意界面，时距曲线不是直线时，就不能再采用截距时间法求界面了。这时可采用差数法求界面。t0差数时距曲线法又称t0法，其应用条件为：折射界面的曲率半径比埋藏深度大得多，波沿界面滑行时没有穿透现象。在相遇时距观测系统下，由激发点O1、O2得到两条相遇折射波时距曲线S1、S2。如图所示，取排列上任一点D，在相遇时距曲线可以得出t1、t2的旅行时间分别为：……检波点共24道2m8m炮点ttTS1S2t1t2O1O2ABMCERxv1v2h1t=ABDOt12t=ECDOt2而激发点O1、O2的互换时T为：t0时间定义为地面任一观测点上两条相遇时距曲线上对应的折射初至时间的和减去互换时间T:ΔDBC可近似认为是等腰三角形，从D点作BC的垂直平分线，得DM=h，于是有：有以上关系式可以得到：因此D点到折射界面的法线深度h为:令则上式可以写为：只要能分别求出K或t0值，就能求得折射界面的法线深度h。所以当v1已知的情况下，关键是求v2值。为求v2值，再引入时距曲线的另一个差数并令其等于θ(x)ttTS1S2t1t2O1O2ABMCERxv1v2hECOBCABOtttT21Tttt210求出每点的θ(x)也可连出θ(x)曲线对θ(x)微分可得:对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）。根据视速度的表达式可得：最后可以求出计算界面速度的公式:当折射界面倾角φ≤15。时，cosφ≈l，此时上式可简化为:因此只要根据θ(x)=t1-t2+T,在相遇时距曲线上构制θ(x)曲线并求其斜率的倒数，然后代入上式则可求出V2。由于V2已求出，则K便为已知，则进一步可以求出h。然后以各观测点为圆心，以其对应的h为半径画弧，可得出一系列圆弧，作这些圆弧的包络线即为折射界面的位置。2.2.2拾取初至由软件得到双边放炮地震记录如下图：2-3双边放炮24道地震记录图由上图得到初至时间如下表：表一：折射波法初至时间记录表道号南边激发折射波ms南边激发直达波ms北边激发折射波ms北边激发直达波ms1224.6263.31191.263451.88178.5530.7857.1555.4168.82634.2965.9551.88161.79736.0572.9851154.76837.8180.0248.36146.84938.6987.9344.84138.931040.4594.9643.96131.891141.33102.8843.09123.981243.09110.7942.21116.951344.84117.8340.45109.031447.48125.7439.571021548.36131.8937.8195.841649.24139.8135.1787.051750.12147.7232.5380.021851154.7630.7874.741952.76161.7928.1465.952053.64169.726.3861.552154.52177.6224.6258.912254.52185.5321.9855.42353.64192.5720.2246.42453.64198.7214.9537.81（注：由于前四道为坏道，故数据未能读出）2.2.3数据计算由地震记录分析可知记录到的地层大致可分为两层1第一层素的V1由表一作出直达波时距曲线如下：图2-4直达波时距曲线由速度等于斜率的倒数得出两次激发直达波速度如下：V11=271.34m/sV12=286.57m/s取平均值得：V1=278.96m/s2第二层速度V2由表一作出折射波时距曲线并对其进行多项式拟合如下：图2-5折射波时距曲线由上图算出互换时T=69.35ms由θ（x）=t1-t2+T得到下表：表二θ（x）数值表距离x/m81012141618202224262830θ（x）/ms30.6669.3569.3544.7351.7654.458.863.265.8467.5970.23距离x/m323436384042444648505254θ（x）/ms73.7477.2679.983.4286.9489.5793.9796.6199.25101.89102.77108.04由上表数据作图如下：图2-6θ（x）-X图所以=2/1.6395x1000=1219.88m/s3深度h由计算得K=143.28由𝑡0=t1+t2-T得下表表三𝒕𝟎，h数值表距离x/m81012141618202224262830t0/ms18.5816.8316.8217.716.8214.1815.0615.0715.95深度h/m2.6621422.4114022.409972.5360562.409972.031712.1577972.159232.285316距离x/m323436384042444648505254t0/ms15.9417.716.8215.0613.312.4311.5510.679.797.154.51深度h/m2.2838832.5360562.409972.1577971.9056241.780971.6548841.5287981.4027111.0244520.646193由上表做出剖面图如下：图2-6深度剖面图2.3结果解释由以上计算结果及深度剖面图可知，地下浅层大致分为两层，第一层为低速层，速度大概为279m/s，第二层为高速层，速度大概为1220m/s。两地层的分界面买深为1~3米，且沿着测线由南到北界面埋深逐渐由3米渐减小到2.5米，然后由2.5米略微增加，最后再减小到1.25米，具体趋势参见图2-6。三反射波法地震勘探反射波法是在靠近震源的不同位置上，观测地震波从震源到不同弹性分界面上反射回地面的地震波动，研究由不同界面反回来的反射波场，可以解决地下岩层的产状、结构、构造，甚至于岩性等问题。3.1数据采集3.1.1采集仪器同折射波法勘探，具体参见图2-2,2-300.511.522.533.50102030405060深度h/m距离X/m激发条件：实习中采用锤击震源，工作时要求把触发开关与大锤的连接线绕过肩部，以免锤击在连接线上，而且落锤要有力，干净利索，不得回弹。接收条件：检波器工作时要平稳垂直并准确地紧埋在地面接收点的位置上，并与电缆正确连接，防止漏电、短路，接触不良、极性接反，埋置前先清除浮土及周围杂草。3.1.2观测系统根据课本所学知识，结合实际工区情况，并进行试采集后，我们确定的浅层反射波法地震勘探系统参数如下：偏移距：4.5m道间距：1.5m采样率：0.25ms采样时间0.5s在施工时我们采用了但边放炮，24道接收，滚动勘探的方式，观测系统示意图如下图所示：图3-1反射波法观测系统示意图3-2数据处理3-2-1处理原理地震资料的整理包括以下环节：输入、预处理、实质性处理、修饰性处理和输出。其中预处理部分包括：数据重排、不正常道炮处理、抽道集；实质性处理包括：静校正、速度分析、动校正、水平叠加、滤波、反滤波、偏移。由于数据量大，处理过程繁琐，所以对反射波数据我们是采用软件进行处理的。