第三章地震波运动学详解.ppt

第三章 地震波运动学(几何地震) 地震勘探的基本任务是根据地震记录上的反射波或折射波来确定地质界面的位置。 地震波的运动学可以利用类似几何光学的方法给出地震波的传播时间与反射或折射界面位置的基本关系。 在地面激发了地震波后，根据地下介质的结构和波的类型（如直达波、折射波和反射波），地震波将具有不同的传播特点。 为了定量地说明不同类型的波在各种介质结构情况下传播的特点，在地震勘探中主要采用“时距曲线”这个概念。 基本方法是利用时间与距离关系(时距曲线方程) 速度是关键(单独章节） 第一节 地震记录中的接收方式 1、地震记录的基本方式 地震记录--以测线方式记录地震波的反射或折射波。 地震测线--观测点以线性方式排列，在二维地震观测时，一般炮点和接收点都放在同一测线上，叫纵测线，炮点与接收点不在同一线上，叫非纵测线。 记录方式： 单道(自激自收)接收--一炮一道(效率很低)； 多道接收--一炮多道(现在常用96--120道，最多达上千道)； 多线多道接收—三维记录中用多线接收每线上有多道； 三分量接收—在一道上接收三个振动的波。 单道记录与多道记录 单道(自激自收)接收和多道接收，接收点以测线(观测点以线状排列)的形式布置，激发点到接收点的距离叫炮检距，从激发到被接收到所需的时间即为传播时间(波的旅行时)，这两个参数是可以直接测试得到的，用曲线形式给出它们的关系称时距曲线，用定量的关系式表示则为时距方程。 各种波有不同特点的时距曲线，在地震记录中，在地震勘探中主要根据时距曲线的形态来识别各种波。 测线参数 炮距--炮与炮之间的距离； 道间距--道与道间的距离； 线距--测线间的距离； 炮检距--激发点到接收点的距离叫炮检距，也叫偏移距。可有最小炮检距和最大炮检距。 波的旅行时--从激发到被接收到所需的时间即为传播时间， 这两个参数是可以直接测试得到的， 地震记录中波至、相位和同相轴 地震记录中波至、相位和同相轴的概念 波至(初至)--接收点由静止状态到因波到达开始振动的时刻，这个时刻称为波的初至。 相位--准周期性运动的一次循环。振动波形图上某个特定的位置(极大或极小值)，这个相位与物理中的相位概念不同。地震相通常指反射波组的特征，包括振幅、连续性及其结构等。 同相轴(event)--一组地震道上整齐排列的相位，表示一个新的地震波的到达，由地震记录上系统的相位或振幅变化表示，也就是波至。可以是反射、折射、绕射或其它类型的波前。 2、时距关系(曲线) 所谓时（间）距（离）曲线，就是表示波从震源出发，传播到测线上各观测点的旅行时间t，同观测点相对于激发点的距离x之间的关系。 距离的确定，在布置测线时基本上确定了炮距、道距和炮检距。 旅行时的确定--波的旅行时是通过地震记录上相应的接收道波形确定的。接收道波形记录的是各个接收点的振动曲线，用时间形式表示。 波的初至--从原来静止状态到开始振动的时刻，在野外记录中常用波形中最明显的时刻来确定时间。 原始的地震道为显示时间的剖面。 各种波时距曲线的特点是在地震记录上识别各种类型地震波的重要依据，这是我们讨论时距曲线实际意义的一个方面。 讨论反射波时距曲线还有另一方面的实际意义：如果采用自激自收，则由各接收点地震道组成的地震剖面上，反射波同相轴的形态与地下界面的是相对应的。但是，在一点激发，多道接收的地震记录上，反射波同相轴的形态就与地下界面的形态不相对应了。因为这时在各接收点记录下来的反射波到达时间，不仅与界面的深度、地震波的速度等地下地质因素有关，还同接收点与激发点之间的距离这一非地质因素有关。 为了解决这个矛盾，就要了解各道由于炮检距不同而产生的波到达时差的大小。以便从实际观测到的波到达时间中减去这部分时差，而保留下与界面深度有关的那部分时差。为此也需要了解一点激发、多道接收时，波到达各观测点的时间的变化规律，即时距曲线方程。 3、直达波的时距曲线 直达波的时距曲线是最简单的一种，考虑在单层介质中，速度V恒定。激发点与接收点在同一测线，波的旅行时可表示为： t = x/V X是激发点到接收点的距离，V是直达波的传播速度。 速度的一种通常的测试方法。 第二节 水平反射界面的时距曲线 1、共炮点反射波 同一炮点不同接收点上的反射波，即单炮记录，也称同炮点道集。在野外的数据采集原始记录中，常以这种记录形式。 可分单边放炮和中间放炮。 另一种道集是在许多炮得到的许多张地震记录上，把同属于某一个反射点的道选出来，组成一个共反射点道集，于是可得到界面上某个反射点的共反射点记录。 2、水平层反射波时距曲线 共炮点反射波路径的几何关系 引入虚震源法 ∠DAS+∠SOA+∠OAC=180o 又∠O*AC+∠SAO+∠OAC=180o ∴∠DAS=∠O*AC=∠OAC ∴ 直角△OCA