多层浅层折射波时距曲线的定量解释

本文从多层介质中折射波传播的基本理论出发,推出一组公式,在此基础上提出了解释平界面折射波时距曲线的计算方法。利用这个方法,从视速度、截距时、表层速度可反算出炮点位置的界面深度、层速度、界面倾角等参数。     

工程地震折射波解释方法研究进展

地震折射波勘探是工程与环境地球物理中应用最为广泛的方法之一。作为一种简洁方便又经济实惠的勘探方法,它可为工程地质提供近地表地层起伏变化和速度横向变化以及潜水面变化资料等。随着工程地质勘查和城市地质勘探工作的发展,工程地震折射波法数据处理与解释变得尤为重要。本文主要介绍了浅层地震折射波法的发展历程、应用条件,并总结和讨论了几种主要折射波解释方法的原理。在此基础上,比较并讨论了各种方法在应用中的优势和不足,阐述了近年来国内外浅层地震折射波法的发展现状及趋势,并着重介绍了作为研究热点的折射层析成像方法。研究表明：当探测深度较浅且分界面足够平整、界面倾角较小时,最方便的解释方法是截距时间法;当勘探目标的深度达到25 m时,t₀差数法最为适用;勘探目标埋深超过25 m时,应当使用广义互换法。随着勘探精度要求越来越高,使用折射波走时层析成像技术可以满足纵横向速度变化的近地表地层,包括大倾角地层、隐伏层、界面起伏层等。     

浅层地震法在城市物探工作中的应用

一、大型建设工程选址勘察浅层地震法可以提供地基基底的几何形状、地层结构(包括厚度和分界面的位置)、断层位置与产状、地下水位、地下溶洞或洞穴等有关资料,为大型建设工程的选址提供依据.1.浅层折射波法和反射波法在重大工程选址中的应用浅层折射波法可以得到地基基底的几何形态和土层的结构,以及分界面上的地震波速度,依据界面的波速值可以判断界面下地层的岩性,从而确定其地质层位.图1为用浅层折射波法获得的折射波时距曲线(a)     

折射波法反演t0差数时距曲线法的自动化解释

本文介绍利用微型计算机对浅层初至折射波法野外采集的资料用t₀ 差数时距曲线法进行自动化解释的原理、程序框图和应用实例.在程序设计中为简化震源深度校正的步骤,采用了“震源深度简易校正”的方法^[1].利用微型计算机进行自动化解释,不仅可以提高工效几百倍,而且可以消除人工解释过程中的展点、绘图、画辅助线以及读数等方面引起的误差.     

地震射线追踪法的模型研究与应用

论述了用数字方法设计出地层弹性波速度模型的原理和方法,阐述了地震射线追踪法的算法并用其对数字模型的反射、折射波时距曲线做了计算,通过实例分析了复杂速度结构与地震剖面的对应关系,可指导解释人员根据实际地质情况任意设计地层模型进行计算,很快得出结果。     

浅海初至折射波法勘探干扰因素分析及校正方法

海上水文环境的复杂性给开展浅层初至折射波法地震勘探带来一定困难 ,主要体现在潮汐、海流、涌浪等对观测系统产生较大影响 ,是海上工作的主要干扰因素。本文针对排列弯曲、炮点偏移距大小、炮点与检波器不在同一深度以及时距曲线偏移等问题进行了讨论 ,并提出了校正和解决的方法。     

改进的确定折射面法线深度的t0法

本文基于对目前确定折射面法线深度t₀方法的分析,发现存在如下问题：首先,目前方法求解时采用初等数学的方法,引进过程函数,计算过程繁杂;其次,求解时有两次近似操作,使结果误差增大;最后,在对法线深度曲线进行平滑时,采用手工偏移处理不仅费时费力,而且会造成人工误差。故提出一种改进的确定折射面法线深度的方法。改进方法优点：采用高等数学方法,不存在目前方法中的过程函数,计算更简洁;消除了近似问题,减小了计算误差,计算结果更精确;改进方法用相邻平均法对法线深度曲线进行平滑处理,提高了工作效率,节省了人力成本,实现了全过程计算机处理。目前方法和改进方法对同一野外的勘探结果表明,改进方法的勘探结果更符合真实折射波法线深度的变化,而且还可精确求出折射面倾角。     

地震折射准旅行时法解释程序

本程序根据地震折射准旅行时解释法原理,它是日本人建立并发展起来的一种浅层折射解释方法,按PC-1500机的要求,采用BASIC语言编制,对于多道地震仪所获得的野外原始记录,可自动一次绘制相遇时距曲线,准旅行时曲线,基岩界面波速起伏线,并求出各个检波器所对应的基岩埋深以及不同波速的风化层厚度。     

复杂地表条件下陡倾角勘探区地震数据采集研究

针对王家山地震勘探区具有目的层倾角大（30°～60°）、地表相对高差大、黄土覆盖层厚、地表条件十分复杂等地震难点,在前期调研的基础上,依据品质因数—地层衰减系数与纵波速度的关系,炸药震源与介质阻抗的耦合关系,虚反射与最高频率的关系等相关理论依据,提出了获得较好原始资料的保证措施：在厚黄土厚附近,炮点变观至基岩裸露区或厚度较小区域;炸药依据基岩、黄土等岩性差异分别选用铵锑成型炸药及2#岩石硝铵炸药;激发井深为虚反射界面深度、药柱长度及药柱顶部爆炸破坏带高度之和;组合激发井距大于2倍塑性带半径;接收束状砖块式10线8炮制观测系统;大倾角地层采用较大的偏移距,下倾激发方式。通过野外采集实验,证明了该复杂条件下陡倾角勘探区采取的三维地震勘探措施的合理性,经初步处理,野外采集的资料各项质量技术指标均达到规范要求,解释的浅部塌陷区影响边界由原来计算的100～200m控制到了50m范围之内,达到了非常理想的程度。     

用地层倾角测井资料解释复杂构造的方法

倾角测井矢量图可以标示出井眼范围内各深度点的地层产状，一定的地层构造形态在矢量图上有一定的倾角矢量组合模式。通过正演计算，总结出了１９种褶曲和断层等构造组合模式的样板及在一口井内各构造模式间的“串”、“缺”、“嵌”连接规律。对照组合模式样板进行矢量组合模式识别，采用“倾角矢量逐点叠加法”，可把井眼范围纵向排列的倾角矢量转换成任意方位的地层视产状，绘制构造剖面图。用多个剖面的地层空间坐标数据可绘制倾角构造平面图，确定钻遇构造的形态。据此原理，编制了一套倾角测井构造解释软件系统。     

用双椭圆方法确定反射点位置

在反射波地震勘探中使用动校正确定反射点位置用到很多假设,如勘探深度要远远大于炮检距;假定倾斜反射界面的反射点与水平反射界面反射点都位于炮检距的中点;近似认为倾斜反射界面的动校正量等于水平反射界面的动校正量;假定反射面倾角固定且较小等,上述假设一定会造成勘探误差。由于反射点位置和反射面倾角未知,所以理论上无法唯一地确定反射点位置。如果反射波传播的介质的波速一定,从炮点发出的地震波,经反射点后,在接收点被接收,其可能的反射点是椭圆的一部分,但还不能唯一确定反射点;再取炮点和另外一个接收点,其可能的反射点是另外一个椭圆的一部分。如果假定反射面是平面,可以是水平面,也可以是有固定倾角的倾斜平面,该平面在地震波射线平面内是一条直线,该直线一定是两椭圆的公切线。把两椭圆方程和切线方程联立,就可以求解出公切点位置,公切点位置就是反射点位置,这就是用双椭圆确定反射点位置的方法。通过建立模型对勘探方法进行了检验,证实了用双椭圆方法确定反射点位置的有效性。双椭圆方法有一个重要的副产品,就是在确定反射面位置的同时计算出反射面的视倾角。     

共中心点倾斜迭加偏移

反射地震数据可通过偏移共中心点倾斜迭加剖面成像。其基本方法就是对相同射线参数的各共中心道倾斜迭加剖面合成。早期研究人员已经描述过倾斜迭加炮平面或取代共中心点道集的共接收器道集的偏移方法,但是,共中心点倾斜迭加具有中心点坐标的实用的优点。除此之外,偏移方程未对陡倾角、宽偏移距或垂向速度变化作任何假设。本方法理论上的缺陷在于没有对横向速度变化进行精确处理。倾斜迭加偏移是一种“迭加前的偏移”方法,它可解决常规迭加存在的问题(特别是当水平反射层与陡倾角反射层相交时的倾角选择性问题)。在图象上,所有倾角的正确处理可提高横向分辨力。在偏移改善地震资料以后,倾斜迭加偏移可提供一种测定层速度的简单方法。对超临界反射和折射运用倾斜迭加偏移的旅行时间处理方法也是准确可行的。这些同相轴与中心点的附加度量转换成p-t面。倾斜迭加偏移方程将p-t面转换成一个深度-共中心点速度面。与通常的偏移一样,在速度的反演过程中自动考虑了倾角影响。     

提高石油回采过程的三维地震监视

地震反射资料用于监视火烧油层的进程和提高石油回采的过程。在一年的期间内，为了适时图示运移范围和方向，采集了三组三维地震资料，若各次勘探的采集和处理参数是相同的，就可以进行道间一对一的比较，对于每一个共深度点资料集计算地震特性，作为地震反射资料的特殊应用，从燃烧中和燃烧后的特性减去燃烧前的特性，所得三维地震资料的“差值数据体”显示出在这种研究中作为解释基础的多种异常，从这些数据集中获得的剖面和水平切片清楚地显示了储层顶部反射的亮点和在储层以下的灰岩的暗点反射的开始和发展，燃烧后的取心资料的信息支持了对这些异常的解释，亮点是由沿着储层顶部界面天然气饱和度的增加所引起的，根据燃烧后的取心资料绘制了燃烧体分布图，相比之下，亮点分布面积更大，并且可以推断出燃烧和注入气体传播在实际燃烧带的前部，暗点异常显示了与燃烧体的分布和方向上的好的相关性，从燃烧后的测井曲线可以证明燃烧显著地降低了储层中的地震波速度，增加了地震波的衰减，由取心资料测量的纯燃烧带的厚度可以用于标定暗点振幅，根据这一标定，把每一个共深度点的暗点振幅转换为纯燃烧带的厚度以及由地震资料制作了燃烧带的估计厚度图。     

隐伏活断层地震勘探正演模拟方法

浅层高分辨率地震勘探是城市活断层探测手段中最有效、最可靠的方法之一,但是由于隐伏活断层勘探时存在着勘探深度浅、地层的属性差异小以及环境噪声大等因素,导致地震勘探数据信噪比低、反射信号弱等问题,严重影响地震数据的采集、处理和解释。采用一阶应力-速度方程的高阶交错网格有限差分方法, 结合完全匹配层(PML)的边界处理方法和通量校正(FCT)法消除频散的技术手段,对活断层模型地震勘探进行正演模拟,清晰直观地表现了断层处的细微差别,有助于地震勘探中对信号的分析与理解。结果表明,这些处理手段结合波动方程有限差分算法,能够有效实现薄层、弱反射的隐伏活断层模型的波场正演模拟,可有效识别隐伏活断层的断层倾角、断距、规模、跨越范围、断层深度以及断裂带影响范围,为分析这些参数对地震记录的影响提供有力帮助,同时结合实测地震数据的处理、解释,为防灾减灾提供具体有力的判据。     

基于角度域共成像点道集的微分相似优化法偏移速度分析

微分相似优化(Differential Semblance Optimization,DSO)法是一种可以有效避免非线性最小二乘反演过程中不聚焦问题的速度反演方法。基于DSO原理的波动方程偏移速度分析将成像道集的聚焦或者拉平程度作为速度判定的准则,其目标泛函具有良好的凸性,可以有效避免局部极值问题,目标泛函的梯度较为光滑,并且对地震数据中低频成分的要求较低,对速度模型中背景速度的估计较为准确。一般情况下,DSO方法利用偏移距域共成像点道集建立目标泛函,文中利用角度域共成像点道集建立目标泛函对速度的准确性进行判定。模型试算结果表明,通过角道集可以更加直观地对速度的准确性进行判定,并且准确反映速度与深度的对应关系。     

对瞬变电磁测深几个问题的思考（四）——从不同角度看瞬变电磁场法的探测深度

从几个方面阐述了瞬变电磁（TEM）场法的探测深度,引用“烟圈效应”的等效电流环向下扩散深度,推导平面波场极大值扩散深度,并通过时频（T-F）分析阐明时间域、频率域探测深度的联系与区别。TEM场的扩散深度主要取决于延迟时间,地面实际探测到同样深度的信息所需时间至少是单向扩散深度时间的2倍,即双程时;根据电磁感应、电磁波的反射、频率测深曲线的假极值现象以及拟地震转换波的慢度等几个方面论述了此结论。论述的TEM探测深度的理论可为其应用扩展思路。      

高密度电法在广西大石山区三种不同岩性地层的找水应用

广西大石山区、抗旱找水及贫困地区精准扶贫等找水打井工程项目,主要找水地层岩性为纯碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩。通过3个实例总结了高密度电法在这三种典型地层中找水的数据分析方法及应用：纯碳酸盐岩区,岩溶相对较发育且连通性较好,含水层实测为大范围似层状低阻异常;碳酸盐岩夹碎屑岩区,地下电性结构随着碎屑岩沿测线分布范围的无规律变化,依据电阻率特征很难准确区分碳酸盐岩、碎屑岩及低阻含水层,应结合其他电性参数如极化率异常综合分析,排除无效异常;碎屑岩区岩性单一,电性特征与地层岩性基本一致,含水异常应主要追踪断层、裂隙等含水构造。异常推断解释,先数据反演定性了解测区电性结构,在视电阻率断面呈“U”、“V”型异常初步确定位置,最后将电测深曲线为“H”、“A”、“KH”、“HA”等类型的低阻异常测点排除低阻岩组干扰后推断为地下水有利异常测点,为设计井位、井深提供依据。通过实例对比,钻探异常深度比测深极距定量解释深度最大约浅10%,故设计井深宜定在测深曲线异常最低点的定量解释深度即可,含水层以下多余的井深可作为沉砂段使用,有利于成井的成本控制。这些数据分析方法和经验的成功应用,可为今后广西开展高密...     

用矩量法反演深源重力异常的“基底构造”

地质体“基底构造”的计算是区域重力解释中的重要任务之一。本文以深部二维重力异常的正演计算为例,用矩量法(MOMENT METHODS)求解积分方程反演其“基底构造”。计算结果表明,用矩量法中的分段基和点选配法反演深部“基底构造”,特别是提供“基底”的平均深度是一种卓有成效的直接方法。     

基于瞬变冲激时刻的地?井TEM快速定量解释方法

地?井瞬变电磁法响应规律复杂,现有解释方法以定性分析和半定量解释应用最为广泛,不能直接获取大地电阻率参数。针对这一问题,提出一种基于瞬变冲激时刻的快速定量解释方法。首先给出均匀半空间地?井瞬变电磁响应的表达式,分析地?井瞬变电磁响应的冲激时刻特征。结果表明,接收点深度越大、大地电导率越高,则瞬变冲激时刻越晚。结合已有的研究成果,推导冲激时刻与大地电导率和深度的函数关系,依据反函数理论进行大地视电阻率定义。以获取真实大地电阻率为目标,研究基于地下电磁场扩散速度的改进大地电阻率恢复算法。采用所提出的算法,根据实际常用工作方式,分别设计均匀半空间、二层模型和三层模型进行模拟计算。模型算例和实测数据试算结果表明:基于冲激时刻的视电阻率定义方法能够较好地反映大地电阻率的变化趋势,但具有较强的体积效应;基于电磁场扩散速度的改进算法能够有效地削弱体积效应的影响,更加准确地恢复大地电阻率值和反映电性界面。该算法无需进行复杂模型的迭代正演计算,具有较高的计算效率,能够定量恢复大地电阻率值,适用于地?井瞬变电磁法的快速初步定量解释。但在实际资料解释应用中,还需考虑视电阻率的“overshoot”和“undershoot”现象,避免造成错误解释。      

基于倾角中值滤波法的浅层反射地震叠前信噪分离技术

浅层反射地震资料中面波一般比较发育,对有效信号形成干扰,现有压制面波等相千干扰的处理手段主要适用于中深部、深部地震勘探,但并不适用于浅层反射地震资料的处理。为此提出了倾角中值滤波法。该方法是基于叠前地震单炮道集上反射波与强线性干扰在￡吨域视速度上的差异,在多组视倾角范围内,求取一个最佳视倾角,将最佳视倾角的振幅序列的中值视为相干干扰,利用“减去法”,达到信噪分离。通过模型与实际资料的处理,汪明该方法能够有效分离强线性干扰,并保留了强线性干扰的特性,提高了资料的信噪比,保真度高,是浅层高分辨率地震勘探的一种理想的叠前信噪分离技术。