地震勘探PPT.pptVIP

工程物探教程;目 录;地震勘探的基本原理; 振动：对地震波的振动，可以用振动图来描述，所谓振动图是指在某一确定距离处，观察该处质点的位移随时间的变化规律的图形。振动图是表示介质中某一质点的位移与时间的关系曲线。在地震记录中的每一道记录都是地震波到达该检波点的振动图。; 波动：对地震波的波动，可以用波剖图来描述。所谓波剖图是指在某一确定的时刻，介质质点离开平衡位置的位移随其离震源的距离x变化的图形。波剖图描述了同一瞬间空间上各质点的振动随距离的变化情况。简单的说波剖面描述的是振动在空间的传播，即所谓的地震波。;第二节 地震波的类型及传播特征 地震波：在激发脉冲的挤压下，质点将产生围绕其平衡位置的振动，形成了初始的地震子波，这种振动是一种阻尼振动，在介质中沿射线方向向四面八方传播，形成地震波。地震波可分为体波和面波。体波在介质的整个体积内传播，根据其传播特征的不同，又可分为纵波和横波(通常纵波又被称为压缩波、P波，横波又称剪波波、S波)。 纵波：它是体积形变（即拉伸与挤压形变）在介质中的传递，该波的传播方向和质点的振动方向一致。在纵波经过的扰动带，会间隔地出现膨胀带，故纵波有时也称压缩波。;P- WAVE; 面波：是在自由介质表面或两种不同介质的分界面传播，根据其不同性质，又可分为瑞利波和勒夫波。瑞利波又称“地滚波”或者R波，是沿介质与大气层接触的自由表面传播的波，其特点是质点大致作反时针方向轨迹为椭圆的运动，其椭圆长轴垂直于介质表面，强度随深度呈指数衰减，但是在水平方向衰减很慢。; 在弹性波测试领域，我们主要研究的是纵波、横波和瑞雷波，而勒夫波目前还没有实际应用，因此有必要将这三种波的特点进行对比概括分析，假定各种类型的波在相同的介质中传播。 ① 速度 VpVsVr ② 频率 FpFsFr ③ 频散 瑞雷波在成层状介质中具有频散特性，即瑞雷波的速度是其频率的函数，也就是说瑞雷波的速度随频率而变化。 ④ 能量 ErEsEp;第三节 地震波传播的基本理论 在浅层地震勘探中??对地震波传播特征的研究即对地震波波前、波射线的空间位置和旅行时间以及能量变化的研究，是对所得地震资料进行定性与定量解释的依据。因此，本节主要讨论惠更斯－菲涅尔原理、费马原理、互换原理、视速度定理、斯奈尔定律及叠加原理。 一、惠更斯原理 在弹性介质中，已知t时刻的同一波前面上的各点，可以把这些点看作从该时刻起产生 子波的新振源，经过任何一段时 间?t时间后，这些子波的包络面 就是原波在t＋?t时刻的波前面。; 在惠更斯原理的基础上，菲涅尔补充指出，从同一波阵面上的各点所发出的子波，经传播而在空是相遇时，可以相互叠加而产生干涉现象，因此在该点观测到的是总的扰动。这就使得惠更斯原理具有更明确的意义。 二、费马原理 费马原理又称射线原理或最小路径原理，它给出地震波总是沿地震射线传播，以保证波到达某点所用的旅行时间最少。显然，从一个等时面到另一个等时面，只有垂直距离最短，因此波沿垂直于等时面的方向传播所用旅行时间最少，故地震射线和等时面总是互相垂直的。有波前和波射线的概念来描述波动是一种简便而清晰的方法。; 三、互换原理 所谓互换原理，是指震源和检波器的位置可以相互交换，而同一波的射线路径不会改变。即在介质中的A点施加一个力F，该力引起另外一点B的瞬时位移为D(t)。相反，如果在B点施加一个力F，则在A点会引起同样的瞬时位移D(t)。 互换原理具有普遍性．除适用于均匀各向同性的完全弹性介质外，也可用于任意形状界面的弹性介质、不均匀介质和各向异性介质。该原理在工程地震勘察中应用较广，其中折射波勘探中相遇时距曲线观测系统就是以互换原理为基础的。 ; 四、视速度定律 由费马原理可知，地震波的传播是沿波射线的方向进行的，因此，在观测地震波的传播速度时，也必须和波射线的方向一致才能测得地震波传播速度的真值V。但是，实际观测的方向往往和波射线方向不一致，因此所测的速度值并不是地震波传播的真实速度，而是沿观 测方向，距离和波实际传播时间的比 值，这种速度称之为视速度V*。 V* =V/sina＝V/cose; 1、当α=90°时，即波沿测线方向入射到观测点时，V=V*，此时波的传播方向就是测线方向，视速度等于真速度； 2、当α=0时，即波垂直测线方向传播，V*→∞，此时波前同时到达地面各点，各点间没有时间差，好像波沿测线方向传播速度为无限大一样； 3、当地震波的入射角α由0°增大至90°时，视速度值V*则由无限大变至真速度V，因此在正常情况下有V*≥V的关