地震勘探的原理篇1
关键词：多分量技术勘探原理实际应用前景展望
一、多分量地震勘探技术概述
40年前，地球物理学家开始对多波地震勘探进行研究，特别是在学者证实了裂隙诱导各向异性的特征和横波分裂的存在后，地震波的各向异性就成为了学术界研究的方向和热点，同国外相比我国的地震各向异性的研究起步较晚，在进入到改革开放后才逐步发展起来。具体到多分量地震勘探技术来讲，近10多年来，主要集中在以下领域的研究拓展：
1、多分量地震勘探原理
多分量地震波的勘探原理是利用地震产生的横纵波对勘测的区域进行回波信息采集。大量的多波技术研究仍然是针对转换波采集，激发采用常规纵波震源，接收采用多分量数字检波器，以获得纵(p)波和转换(p-S)波。地震波在岩层中以球面形式传播，当遇到岩层物性界面的时候就会一部分反射，一部分发生折射进入前方的介质。反射和折射回来的信号被高灵敏度的多分量数字检波器采集并传送至中央处理器，此时就可以根据地震波在不同介质中的传播特性差异来进行分析，并利用综合解释系统来反演地下地质结构。
针对煤田勘探来讲，由横波速度比纵波速度慢可看出，对于厚度较小的同一岩层，横波从某一岩层顶传播到其岩层底所需的时间比纵波长。由于煤层厚度一般不大，因此，根据横波来分辨煤层的能力要比纵波强。理论与试验表明，综合应用纵波和横波资料可获得更准确的反映构造和岩性的参数，
2、多分量的数据采集
多波多分量地震研究首先要解决的是信息采集技术，其采集的重点是对转换波测量。目前，在三分量野外数据采集设备的研究和发展方面，已经取得了突破，多道遥测数字地震仪和多分量数字检波器相继问世。为了解决陆上静态校正问题，研究出多波微测井等技术。3D/3C地震观测普遍采用的是宽带方位块状检测系统，如今已经出现了针对转换波勘探的商业用软件。此外，针对海洋地震的三维四分量海底电缆也已经得到了广泛的应用。
3、多分量的数据处理
采集完成后就需要对多分量数据进行处理，通常资料处理包括了：整个波场的处理，如对波场进行分离；p波的时间、深度域的分析处理；p-SV波的时间、深度域的分析处理。转换波处理与p波处理十分相似，但也存在着不同，因为转换波的射线路径是不对称分布的，所以不能用p波处理技术完全分析。另外，横波的静校正量要大于纵波，这就会对Vp/VS和近地表方位的各向异性分析产生影响；因为波场存在耦合，所以不能对横纵波进行绝对的分离，从而影响处理的效果。
二、多分量地震勘测技术的应用实验
以某地区的多分量二维地震勘查区为例。
1、数据的采集
为了勘测该区域的地质构造及煤层赋存情况，对该区域进行了常规二维地震勘探后又在预选区域进行了多分量地震数据采集技术应用实验。区域内的地表主要为田地、林地；激发岩层性质为黄沙、黄胶泥、泥灰砂等。按照多分量地震勘探的方法和技术要求进行多条二维地震测线数据采集。
在实验开始前首先进行了施工方案的前期论证，根据实验区域的纵波资料和测井资料设计地质模型，进行多分量地震数据的正演工作，然后根据纵波、转换波产生机理差异，进行纵波和横波联合观测系统的设计。在参考目的层深度的前提下，利用理论计算形成纵横波的反射系数与排列长度的曲线关系，从而设计出相应的最大排列长度。根据不同层面上确定的最佳数据接收窗口，可以知道纵波炮检范围在0-3000m，转换波炮检的距离为400-4500m，在此基础上设计了若干观测系统和施工参数，并进行了现场试验，以此甄选出最佳的观测系统。
如图1所示，其中一条D01测线接收的三分量地震记录。从能量分析上看，Z分量所形成的能量最强，X分量次之，Y分量能量为最小。从X分量上看，标示出的t06、t1、t2、t4层转换波最为明显，资料的质量也较高。
图1：D01测线三分量地震原始记录
2、多分量地震勘探生成的资料的处理和解释思路
对多分量地震资料的处理和解释的基本流程：1）制作合成的地震波资料记录，因为纵波在垂直方向射入不能产生转换波，所以主要根据横波测井资料制作不同的炮检距的记录，然后进行动态校对处理，最后利用叠加得到转换波的合成资料。处理情况如图2。
图2：转换波地震记录
2）波形识别与层位的对比，在合成地震记录的标定基础上，确定纵波和转换波所控制的层位。和常规的纵波地震资料相比，多分量地震资料首先应当对波形进行识别然后再对多波层位进行标定。主要采用的技术措施就是利用多波的极化特征、速度传播规律、频谱特性、振幅差异、炮检距离等相关特性对采集到的波形进行识别和分析。层位对比是纵横波资料联合解释及对岩层性质参数提取的关键问题。
3）对时间进行压缩，根据控制层位置将转换波压缩到与纵波相一致的时间尺度，通过压缩时间的对比，可以获得相应的纵波和横波之间明显的对应关系。
4）对所属的剖面属性进行计算，即对纵波、横波振幅比剖面或者泊松比等属性剖面进行计算。从图3中可以看出D01测线部分多分量时深剖面图。
图3：经时间压缩后的D01测线多分量剖面
从剖面上看，转换波剖面与纵波剖面相比，所反映的地下地质结构变化不大，但转换波剖面对目的层中的岩溶管道裂隙及一些微小构造异常等反应的较清楚。根据纵波速度与岩层构造中的孔隙度、孔隙中的流体性质有关，纵波在含气、流体层中传播，速度有所降低，导致成像不好，能量减弱，而横波在通过含气、流体层时，速度基本不受影响，因而转换波能量基本保持不变。通过纵横波剖面相互对比，并参考已知地层资料揭示的内容，证实在该段目的层中存在着裂隙发育和微小断层。
三、与单一纵波地震勘探相比多分量地震勘探应用中的优势和难点
多分量地震数据的采集和分析都是为了更好的对数据进行利用，以此达到准确勘测的目的，在解译和利用方面除了常规的层位解译外，主要的资料应用优势还包括以下几点：1）转换波对成像的质量起到了优化作用，转换波在穿过储气层、盐丘等介质时，成像有特有的优势效果。横波基本不会受到充气沉积岩的散射和衰减的干扰；2）用纵横波的振幅差异分析岩层的类型和含油气情况；3）流体描述，因为横波不受孔隙中流体性质的影响，可以识别孔隙中是否含有流体；4）采用横波分裂进行裂缝和各向异性的分析，当横波通过各向异性介质的时候，会出现分裂，形成快横波和慢横波，其偏振性、时差以及振幅差异等有益于对裂隙进行定性和定量的分析和评估；5）横波联合对地震数据资料进行反演，以此消除单一波形对地震反演的欠缺，即利用横波信息在一定的程度上缓解只用纵波推演的多解性。
除了上述的应用优势以外，目前来说，多波地震勘探也存在着不少难题：(1)相位对比比较困难；(2)层位追踪对比存在误差；(3)“同分辨率滤波”法很难将纵、横波剖面中的相位完全对应。此外，多波地震勘探本身还存在着许多技术难点，如横波剖面的信噪比较低，处理时存在横波的静校正、共转换点的确定、VVo以及纵、横波分离等尚待研究解决的问题。
四、结论和应用前景展望
多波地震勘探解决了很多常规单一纵波勘探难于解决的地质问题，在小断层识别、储气下地层解释、纵横波剖面联合解释油气层方面和某些薄煤层地区有着自己独特的优势，而且在实际应用中，对比证明其对泥岩、砾岩、砂岩等都有较好的辨识能力，完全可以为勘探结论提供必要的参考。
特别是近10年来，随着多分量地震勘探技术在理论和仪器上的发展，多波勘探方法正在成为一种新兴的、具有广阔应用前景的勘探技术。在煤田勘探中引入多波地震勘探，将会实现从找构造为主，发展为地层地震和岩性地震，达到构造精细勘探和岩性预测，解决煤矿综合机械化开采所要求查明的地质问题，开辟地震勘探在煤层气、勘探、煤炭地下气化和矿井岩溶水防治等应用的新领域。
参考文献：
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[3]刘军迎,雍学善,高建虎,杨午阳.多波多分量地震波场数值模拟及分析[J].石油物探,2007,(05).
地震勘探的原理篇2
关键词：技改扩能；三维地震勘探；地质构造；巷道揭露；效果评价
大湾煤矿原设计生产能力90万吨，通过技改扩能到300万t/a生产能力的矿井，是水矿股份公司千万吨扩能技改的重点工程。通过新建生产能力分别为90万t/a的中井和西井，东井进行扩建提高到120万t/a的生产能力。根据地质勘探报告显示技改区域钻孔控制程度低，大部分地质储量为C级，构造和煤层赋存情况控制程度差，为此，2006年由中国科学院地质与地球物理研究所和陕西省煤田地质局物探测量队对大湾煤矿进行了三维地震勘探。
1三位地震勘探成果
本次勘探工作，野外数据采集共完成实验物理点90个，微测井25个，低速带观测物理点22个；三维数据线17束，共计14413物理点，三维地震补充勘探面积约为14.6km2，覆盖了东井二采区、中井、西井范围，克服了诸多技术难点，圆满完成了各项地质任务，取得以下丰富的地质成果。
1.1煤层形态的控制
矿区煤系地层稳定，主要标志层间距变化不大，岩性岩相组合特征清楚，在垂直时间剖面上（图1）可以看到第1个较强的相位为2#煤的底板反射波，第4个相位强反射为11#煤的反射波，中间的部分连续、反射较弱的波是5、7#煤的反射波。
图1反射波组特征
由于t2、t11波能量强、波形特征突出、稳定，全区可连续追踪对比，是本次地震勘探的主要目的波，也是地质解释主要依据，从而在局部区域可推测出t4、t9波。经过资料解释，人工编辑后，绘制了2#、4#、7#、9#、11#煤层底板等高线图。
本次三维地震勘探探明了区内2#、4#、7#、9#、11#煤层厚度变化，查明了煤系地层的起伏形态。煤层底板整体形态为一规模巨大的不对称船型向斜（二塘向斜）（图2），大湾煤矿位于向斜的中深部，向斜轴部部位于探区西南之钻孔p18-2、p8-2、p19-8一线，走向nw-Se；向斜ne翼地层较缓，倾角5～10°；Sw翼地层较陡，倾角约18～25°，并被边界大断层DF1所破坏。
图2XLn1720线地震地质剖面图
1.2断层的控制
在地震资料解释过程中，充分利用计算机解释软件提供的三维可视化技术、方差体分析技术、立体显示等功能，自动追踪、局部放大、动态浏览。对大小断层进行了逐一连续追踪控制，大大提高了小断层的解释可靠程度（图3）。
本区解释以2#、11#煤层解释为主，根据性质、落差及空间展布规律，2#煤层共解释117条新断层，全部为正断层。其中落差5m以上的94条断层按其可靠程度分别进行了评价，可靠断层46条，较可靠断层48条，落差5m以下的23条。11#煤层解释的断层与2#煤层相比，新解释44条。2#煤层断层在11#不存在的有31条。在同时切断2#煤层、11#煤层的断层中，一般是切割2#煤层断距大于11煤层。在整个勘探区不尽相同，对本区较大断层作了比较分析。
勘探区断裂构造以nw―Se、ne-Sw向断层为主，间或发育e-w向断层。其中nw-Se向断层具有规模大、沿地层走向延展、分支断层发育的特点，为控制探区的主要构造因素，其中的DF1与DF22断层构成了本探区的东西边界断层。在向斜ne翼发育与向斜轴部平行的断层，如DF101、DF62、DF43、DF26。在向斜ne翼离轴部远端，发育与轴部成放射状的断层，如DF108、DF95、DF63、DF23等。
图3地质构造纲要图
在向斜Sw翼地层明显变的陡峭，且被DF1断层切割，DF53、DF52、DF54、DF55、DF50、DF34、DF5、DF9、DF2等与DF1相交、切割，相交角度较大甚至垂直。DF22控制勘探区东部边界，在其附近构造比较复杂，DF17、DF18、DF19、DF20相交在一起。
此外区内还发育ne向的小断层，如DF99、DF83、DF85、DF75、DF43等，彼此近似平行。
总之，区内小的断层（小于10米）比较发育，是区内影响矿山井巷开拓与工作面布置的重要因素。
2验证情况
东井二采区探采对比：首采面210201面，机、轨巷开门点实际揭露2#煤层底板标高分别为1560.713m和1551.152m；原勘察报告底板等高线为1552.463m和1541.751m.，与实际相差近10m；三维地震勘探显示为1561.441m和1552.107m，与实际相差不到1m（表1）。
原勘察地质报告中的FB23断层是一条由p补2-3和809孔控制的倾向近Sn向的最大落差15m的可靠断层，三维地震勘探认为该断层不存在，重新解释了走向近Sn向的DF81、DF76及DF85三条断层取代，目前已有210201机巷、补切眼进入了该勘探区，其中机巷未见断层，补切眼遇到DF81断层，地震勘探提供落差4m，实际揭露为4.5m，相差0.5m，平面距离位置相差4m。
中井探采对比：中井主斜井在施工过程中，成功根据三维地震勘探2#煤层底板等高线图推测K570―600m遇到11m落差的正断层。在K578m位置揭露了该断层，与平面距离位置相差7m，且出现大的涌水情况，经实测涌水量为12m?/h。井筒揭露的各煤层与三维地震勘探资料对比底板标高最大误差在2m之内，达到了勘探精度。
西井探采对比：由于西井煤层埋藏较深，地震数据采集较困难，地质解释较误差较大。巷道揭露各煤层，标高均出现3―5m的误差，原勘查报告误差在8―20m；对X10901首采面9#煤层分叉及合并未解析出来，造成后期地质工作被动，但对构造解释较为可靠，X10901面揭露的DF104和DF109断层，地震勘探提供落差14m和13m，实际揭露为14m和12.5m，几乎吻合，平面距离位置相差7―15m。
3效果评价
通过对巷道揭露的地质资料验证，三维地震勘探对构造的控制比较准确、详细，主要体现在确定断层的落差、走向方向和延展长度、平面位置与实际相对吻合，比原勘查精度高，尤其对解决落差小于10m的断层判断能力有所提高，在确定煤层底板标高精度上看，三维地震勘探的精度均满足矿井建设需要，弥补了中、西井钻孔少，勘查程度低，对煤层的地质构造控制不够的缺陷，加快了大湾煤矿扩能技改工程进度，对矿井的安全生产，采掘布置提供了可靠的地质依据。
三维地震勘探是一种简便、可靠、经济、高效的勘探方法。大湾煤矿采用三维地震勘探成本约为1205万元，工期7个月，与常规勘探相比，可节省资金910万元，缩短工期23个月。即使利用常规钻探布置，对煤层的赋存情况、构造的控制程度也难达到三维地震勘探成果。
由于种种原因在解释落差小于或等于5m的断层和深部煤层的分叉及合并尚存在着一些不足，控制程度尚不尽人意，希望今后在资料处理，野外数据收集及岩性解释上有所突破，为矿井建设提供更可靠的地质依据。
4结论
利用三维地震勘探方法，控制了区内2#、4#、7#、9#、11#各煤层的底板标高，控制上述各煤层的厚度变化趋势，控制区内落差≥5m的断层，解释地震测线上落差3m以上的断点，其平面摆动误差不超过±15m，解释断层断距误差不大于±10%，为矿井开拓设计提供了可靠的地质依据。实践证明，三维地震勘探地质成果准确、可靠、成本低、工期短，是目前矿区补充勘探了解煤层赋存形态和构造的重要手段，也是矿区实现高产、高效的前提条件，具有良好的推广前景。
参考文献
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地震勘探的原理篇3
【关键词】：三维地震；勘探技术；矿井地质；
自50年代末以来，现代科技成就特别突出。特别是将计算机和电子技术都应用到了三维地震勘探中去。极大地增强了勘察测试技术和数据采集技术方法的发展。三维地震的勘探逐渐从强度破坏极限状态控制向着变形极限状态控制不断地演变着，这也体现了科技的不断提高和发展，还体现着勘探技术工程界的各类信息在工作人员的意识上不断地更新，进步和发展。这也体现了三维地震勘探技术不断的发展提高，整体水平也有质的变化。
1.三维地震勘探技术概括
三维地震勘探技术是在二维地震勘探技术的基础上发展起来的。三维地震勘探技术首先需要野外地震数据的采集和整理，室内地震数据的处理以及地震资料和解剖图的分析三个步骤完成的。这三个技术不仅仅需要工作人员的记录，采集，也需要高科技的设备，如：电子计算机和勘探计数仪等，通过三维地震勘探技术能够清晰并快速的提高矿井地质技术的工作效率。三维技术的确立为我国经济的发展和地质勘探技术的研究工作奠定了基础，同时提高了我国的科学技术，也促进了经济的发展。
2.目前三维地震勘探技术应用中存在的问题
2.1监测仪表器
虽然三维地震勘探技术相对于古时代的监测仪器相对比有着明显的改善，但是在勘探仪器表的本身还存在一定的问题，例如：线性，稳定性，响应性，重复性以及操作性方面还是有着不足的地方，例如：稳定性，在矿井地质表面，可能勘探效果很不错。但是一旦深入到矿井的深部进行探测，可能会存在勘探仪器不识别或是探测的地质问题不清晰等状况。这就充分的说明了，仪器的稳定性还是有一定的缺陷。
2.2监测信息的采集不够
在勘探的过程中，某些地震勘探的工程师对于基础地质信息还是不够重视，信息的处理也需要着一些新的方法和进一步的研究。所以，在勘探人员对矿井地质进行检测的时候，一定要认真对勘探的信息以及数据做详细的记录。对本身的地质信息做以明确的判断。
3.三维地震勘探技术的应用
3.1科学的野外地震数据管理
三维地震勘探技术实际上属于面积接收技术。这种方式成本较大，三维地震勘探数据采集进行科学的施工，在工作前，要严格的定好测线，爆炸点与接收的位置。所以，现场操作仪器的工作人员必须要对记录好的数据进行严格的监控，从而保证勘探技术的顺利进行。
3.2三维地震勘探技术的应用重点
三维地震的野外数据采集后，对于数据质量的处理是勘探技术应用的重点，对勘探结果也有着重要的影响。如今是一个电子科技发达的社会，运用计算机可以很快的对整理出的数据进行编排。将有效的数据留下来，刨除无用的和干扰数据。将有用的数据进行叠加和分析，最终得到三维地震的剖析图。这就是三维地震勘探技术的应用重点。
4.三维地震勘探技术的信息的采集与分析
4.1三维地震勘探技术系统建立的原则
三维地震勘探原理就是在监测中合理的确定监测点的布置以及监测的范围。位移的监测点应该根据地质条件来判断，在变化越大的地方，勘探点应该越密集。地质变化的越明显，说明了地质勘探中的信息越不稳定，那么加大勘探点的密集程度是十分有必要的。如果在某一位置上出现了强烈的数据显示，但是没有监测点进行控制，监测不到数据或监测的数据不够清晰，准确。那么，容易造成三维地震勘探技术中的损失。也增大了矿井地质灾害的频率性。在勘探地点优化布置的基础上，也要确保勘探技术装置的稳定性和可靠性，这也是体现科学技术发展的一个重要体现。依照监测简单使用，经济合理的原则，进行对矿井地质关键区的监测。所以勘探仪器的质量好坏也是决定着三维地震勘探质量的决定性之一，也决定着矿井地质灾害发生的次数和频率。
4.2基础矿井地质信息的采集和分析
基础的地质信息的采集和分析主要包括着：地层，地质构造的信息，地形，地貌的信息以及岩体类型的信息。在地质信息的采集上，首先要了解矿井地质的类型。其次，要了解地貌和地形，要选取有代表性的地段进行三维地震勘探和分析。再就是，利用力学的模型来勘探它与哪一段地形有关。最后，就是要根据监测的数据去决定施工的方法。对于矿井的内部结构以及性质都要进行明确的分析。对于所获取的信息和资料进行充分的探讨及研究，将不足的地方及时去弥补，达到每次的监测都有所提高的效果。
5.三维地震勘探技术在矿井地质中的应用和实例分析
5.1隧道地质的大变形
在高速公路上，我们看到了许多的隧道。在已经竣工的川藏公路二郎山隧道长4176米，最大深埋达到了760余米。隧道的地质条件复杂，经过勘察表明，隧道施工的过程中，容易发生不同程度上的岩爆问题。所以，在监测的过程中，工作人员不仅要在短的时间内获取到准确的数据及信息，也要在一定程度上注意自身的安全，在保证地质不发生灾害的同时，要加强矿井地区的稳定性。
5.2山路出口的滑坡问题
在隧道建成以后，很多工程师为了应付了事，没有考虑到出口的滑坡现象。在南方阴雨天气连绵不绝，时间长了就容易产生泥石流或滑坡现象，一旦发生会造成经济上的严重损失，还可能造成安全问题。根据以往的数据表明，该滑坡在中部平台19米处，下部4米处和片石挡墙3米处已经初步形成了贯通性的滑动面，情况十分危险。根据这种情况，国家所制造的地震勘探仪器正朝着多功能，多样化，自动化，控制化的方向逐步发展着。
5.3地震中的三维勘探技术
中国从古至今发生了许多次大地震，从唐山大地震到汶川大地震，国家对防震越来越重视，对于矿井地质中的三维勘探技术也制定了比较详细的目标。各个地区的地质条件不同，所以三维勘探技术要根据每个地段进行不同程度的监测。
【结语】：综上所述，通过文章我们可以分析出三维地震勘探技术不仅仅是走形式，而是从监测仪器，勘探原理和勘探方法等各个方面下功夫。这样才会提高整体的勘探能力，监测的效果也会稳固的提升。矿井地质灾害也会逐渐的减少，人们的生活也得到了保障。国家应不断地加强科学技术，工作人员应加强三维地震勘探技术的学习，不断提高自身的水平，为我国的三维地震勘探技术开拓出美好的新篇章！
【参考文献】：
【1】：赵立军；三维地震勘探在我国石油勘探应用所取得的重要成果【m】。北京：中国石油工业出版社，2009（08）。
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【3】：吴晓军；三维地震勘探技术应用现状与发展【J】。石油工业技术，2009（09）。
【4】：李金柱；石油勘探新技术应用与展望【J】。石油工程，2009（04）。
地震勘探的原理篇4
1.1钻探工程
煤田普查与勘探工作中，钻探工程是极其重要的勘探技术手段在勘探阶段应用尤其普遍。钻探普查在老矿区的深部和表土覆盖很厚的平原地区是勘探中最重要的技术手段。地球物理勘探确定的和经过地质预测推定的含煤区都必须依靠钻探去圈定，揭露和验证。
1.2坑探工程
坑探工程包括探井、探槽、窑、巷的调查清理。坑探工程研究表土覆盖的含煤地层，进行煤质研究与煤层取样，了解煤层的产状要素以及地质构造等，在半暴露区及暴露区都是不可缺少的。少数资源缺乏而水文地质条件、地质构造及煤层变化又特别复杂的地区，为了保证建井及生产，将施工分为勘探井、生产巷道，边探测边开采。坑探工程一般都在地质填图前施工，便于进行地表地质研究与观察提高地质图的研究程度和测绘精度。
1.3遥感地质调查
遥感地质是研究地质科学的一种新兴手段，应用在遥感技术在地质中。遥感地质调查有以下几个特点：
①遥感技术在地质调查过程中的具体应用就是像片的判读。图像摆脱了过去那种繁琐劳动实现了编录的现代化资料传导、处理、解释、成图均自动化进行。实践证明可见光和多光谱卫星象片的判读航空像片在找矿标志、动态分析、地质构造、地质填图的研究是一种有效的技术手段；
②较少受交通和自然条件的限制，具有成本低、速度快、效果好、效率高等优点能快速完成地质调查和火山、地震区、高山和海洋的调查；
③获得无记录和感知的地质信息；
④比较全面的取得地质资料，扩展地质观察的连续性，点、线间的观察也很详细，克服地面视域阻隔和其它干扰;
⑤地下和地表一定深度的地质矿产情况能客观、准确、形象地得到了解。国际常用的遥感技术有：红外遥感、电视遥感、雷达遥感、多光谱遥感、全息摄影遥感、激光遥感、摄影遥感等。
1.4高分辨率数字地震勘探技术
经过计算机的数字处理技术利用数字方式记录质量的地震信号，获得高分辨率的地震勘探效果。高分辨率数字地震勘探技术1985年至今在地震补充勘探实践中和地质综合勘探中得到不断发展和完善。在国家“六五”科技攻关重点项目“数字地震勘探技术的研究与应用”的基础上逐步创新形成的高分辨率三维数字地震勘探技术实现了从模拟地震勘探到数字地震勘探的变革，数字处理获得高分辨率震勘探效果并以数字方式记录高质量的地震信号，包括在数据采集上采用准确点位(检波点、炮点)、合适的井深、两高(高频低截滤波、高频检波器)及四小(小组合基距、小采样间隔、小药量和小道距）;数据处理上强调精确的偏移和叠加、子波长度压缩及噪声衰减，最终获得宽带的高频信号、高信噪比，使得小型煤田构造异常凸显。高大容量高速计算机的发展使三维地震勘探技术得到了迅速发展。随着人们处理地震勘探数据的增多在待开发井田的业主和煤矿中三维地震勘探技术逐渐在煤田地质勘探中广泛应用，地震补充勘探可以查出规模较小的褶皱、异常体及断层，使设计部门能够及时调整井筒位置和生产能力、改变开拓方案，优化并修改设计，修改采区设计，调整矿井边界，修改巷道位置等，如摄氏度、工作位置及走向。这些成果避免了地质资料带来的直接经济损失并且保证了高效高产矿井的高质量高速建成。一场全国性的采区地震和地震补充勘探已经兴起，目前，该项技术被许多地方煤矿业和亏损煤矿及煤矿企业承认和采用，得到广泛承认。近年来，三维地震勘探技术的提出和发展很大程度上的提高了探测小构造的程度。都是因为大容量高速计算机的发展和用户要求的逐渐提高，人们对海量的地震勘探数据可以进行处理。二维转向三维的趋势已经不容置疑，一些待开发井田的业主或煤矿开始要求进行三维地震勘探工作，那些条件较好却较旱的矿区也大受益处。三维地震勘探技术通过增大卞频波来探测更小的断居、提高分辨率解释地震勘探成果、研究总结勘探方法、完善山区地震勘探方法、进一步拓宽和发展三维勘探技术，为煤炭生产用户服务。三维地震勘探由于技术成熟度低、成本高、工作量大等因素，通过推广约束反演的使用、模型技术的广泛使用、山区三维地震问题的解决、深度或代替时间域、体积解释技术、现场实时处理的应用、多道三维地震勘探技术的开发、横纵波联合勘探的推进等一系列方法得以逐步发展完善，进一步提高精度、降低成本、提高工作效率、最大限度满足用户需求。
1.5丰富煤田地质勘探技术的多样化
选用综合勘探技术是河南省煤矿勘探的发展方向，因为在平缓平原和低山丘陵区等地区，为了提供实效又经济的综合勘探方法，首先需要了解勘探区的基本形态和构造进行地面物探，再选择合理的钻探深度进行布孔。综合勘探技术使地质勘探技术多样化的目的在于提供详细的、实用的构造图和应力场资料来提高河南省煤田地质勘探技术，为煤田地质设计、施工和开采提供最佳的开采方法和施工方向。信息技术的快速发展和煤田地质勘探技术的信息化，是由于建设信息技术神经网络、多媒体、人工智能、大容量存储和并行分布式处理方式的高新技术，现已在煤田地质勘探中推广应用。将此推广人机对话方式分析、处理、解释用和显示大量的地质勘探数据到煤田地质勘探数据处理过程中，选择相关参数作预处理并提高勘探精度。
2结语
地震勘探的原理篇5
【关键词】三维地震勘探；流程；野外数据采集
Underthecomplexconditionoftheapplicationof3DseismicexplorationtechnologyinShanxi
ZHaoLu-shun
（Xi’anResearchinstituteofChinaCoaltechnologyandengineeringGroupCorp，Xi’anShaanxi，710077，China）
【abstract】inaminingareainShanxiprovinceasanexample，thispaperintroducesthe3dseismicexplorationincomplicated3dseismicexplorationundertheconditionofprocess：thefirstissuitableforseismicfielddataacquisitionmethodoftheregion；thesecondchooseissuitablefortheregionalgeologicalconditions，seismicprocessingmethods；thethirdchoosecorrectseismicinterpretationmethods，soastoultimatelyachievegoodgeologicalresults.
【Keywords】3Dseismicexploration；process；Fielddataacquisition
为了查明山西某矿区的地质构造格局、煤层赋存状态，为矿井设计提供可靠的地质依据，为煤矿安全生产提供地质保障，在该矿区进行了三维地震勘探。
1勘探区地质概况
勘探区位于山西省境内，黄土冲沟发育，地表高差达200m，地形十分复杂，给地震施工带来不便。
地层由老至新分别为奥陶系中统峰峰组（o2f），石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（p1s）、下石盒子组（p1x）、上统上石盒子组（p2s）及上第三系（n2）、第四系（Q）。石炭系上统太原组（C3t）为该区主要含煤地层，共有6、10煤两层，煤厚1～7m，埋深450～860m。根据已知钻孔得知煤层顶、底板岩性为砂岩，与煤层的物性差异较大，有利于得到较好的反射波，是完成地震勘探任务的良好条件。
2野外数据采集
在野外施工之前，首先在勘探区的典型地貌上进行了一条二维地震勘探试验线，无论是单炮记录还是试验剖面都可见明显的煤层反射波（图1、图2）。通过试验选取了适合该区域的激发参数，在厚黄土区域井深设定为12m；红土区域井深设定为3m。
图1井深12m、药量3kg单炮记录
图2试验线时间剖面
根据试验情况、勘探区的地形和煤层的埋深确定了8线10炮的束状观测系统（图3），观测系统主要参数为：接收道距10m，接收线距40m，炮排距为，80m，覆盖次数24次。
图38线10炮观测系统示意图
本次三维地震勘探区村庄较多，针对这一特点进行了特殊观测系统的设计，保证了村庄下面的覆盖次数达到了原设计要求。同时在施工过程中在保证设计要求的前提下，尽可能将黄土区域的炮点挪到激发条件好的红土区域进行激发。
勘探区地形复杂，地表多为黄土、红土区域的特点采用了轻便、效率高的人工洛阳铲的成孔方式。
3地震资料处理
本次资料处理针对原始资料的主要特征和地质任务，通过对一束地震数据的试验处理，来选用相对应的处理模块，并对处理中所选用的各个模块均进行了充分的参数测试，最终选取了适合本区资料的最佳处理流程。以下就几个重要流程作一介绍：
勘探区为典型的梁、卯状黄土丘陵地貌，地表切割剧烈，沟谷多呈“V”字型，高程变化剧烈。初至折射静校正工作成为了该区资料处理的重点环节，在正式处理之前进行了多次折射静校正试验，最终选择了最佳的静校正参数，取得了很好的结果。
通过对该区单炮分析发现炮集记录中线性噪音能量较强，严重干扰到浅层反射，需要在炮集上对线性干扰进行压制，采用了叠前大倾角规则噪音压制的方式有效的压制了噪音干扰。
本次处理偏移方法选择有限差分偏移方法。有限差分偏移的效果主要决定于偏移速度，我们选用叠加速度经过转换建立偏移速度模型，并进行了反复测试和调整。用人工剔除奇异值，采用机器自身平滑，对速度的百分比进行偏移试验。经对比，我们认为90%偏移效果较好。偏移后断点清晰，绕射波归位准确（图4）。
4资料解释措施
本次地震勘探使用美国斯仑贝谢公司的Geoframe4.5三维解释系统，对高分辨率偏移数据体进行解释。解释之前利用已知钻孔声波测井资料制作人工合成地震记录，与井旁实际地震资料进行对比，将地震波与地下地质目的层联系起来，在整个三维数据体中进行追踪解释[2]（图5）。解释过程中采用工作站解释和人工解释相结合，时间剖面、水平切片、面块切片解释相结合的思路和流程。在资料解释过程中物探解释人员与矿方地质人员密切配合、相互沟通，使地质成果符合矿井构造规律[1]。
（a）偏移前时间剖面
（b）偏移后时间剖面
图4偏移前后时间剖面对比
图5三维地震勘探数据体
本次三维地震勘探的主要地质任务之一是查明主采煤层内5m以上落差的断层。在地震时间剖面上，解释断点的依据为反射波（波组）同相轴的错断、分叉、合并、扭曲及同相轴形状突变等（图6）。在水平时间切片上，依据为同相轴的中断、错动、扭曲和频率突变等。大断层表现为同相轴的明显错断，小断层表现为同相轴的错断、分叉、合并、扭曲等[3]。
图6断层在时间剖面上的反映
本次三维地震勘探的主要地质任务之二是查明煤层内直径大于20m的陷落柱。陷落柱体内地层与正常地层相比在连续性、产状、岩性等方面存在很大的差异，这些物性差异是形成异常地震波的基础，如绕射波、延迟绕射波、侧面波等，皆可用作识别和判定陷落柱及其范围的依据。
解释陷落柱的关键是正确解释出陷落点。陷落点是指在地震时间剖面上陷落地层与正常赋存地层的分界点（图7）。在地震时间剖面上解释陷落点的主要依据有：
①反射波或反射波组终止；
②反射波同相轴扭曲或产状突变；
③反射波同相轴产生分叉合并和圈闭现象；
④反射波相位转换或反射波振幅突变；
⑤特殊反射波的出现，如绕射波、延迟绕射波、侧面波等；
⑥两边的陷落点似一对逆断层[3]。
图7陷落柱在时间剖面上的反映
5地质成果
该勘探区三维地震勘探共施工线束8束，物理点1930个，控制区域全部达到24次覆盖。本次三维地震勘探，针对区内地表施工条件非常复杂的特点，使用了正确的施工方法，合理的观测系统和各项采集参数，获得了品质较好的原始资料，在经过精细处理和解释，取得了真实的地质资料。
（1）查明了勘探区内主采煤层落差>5m的断层，全区共解释断层19条，均为正断层，其中>10m的断层5条，10m
（2）查明了勘探区内主采煤层的总体构造格局为一由西南向东北倾斜的单斜构造。
（3）区内未发现陷落柱。
6结束语
本次三维地震勘探在复杂的山区和村庄较多的不利条件下，通过一系列技术手段克服了不利条件，取得了较好的资料，为类似地区及条件下的三维地震勘探技术积累了一定的经验。
【参考文献】
[1]朱书阶，等.永城矿区复杂条件下的三维地震勘探技术[J].煤炭技术，2008，27（2）：123-124.
地震勘探的原理篇6
abstract：inrecentyears，theshallowseismicexplorationtechnologyhasbeenwidelyusedinengineeringinvestigation，andhasarapiddevelopmentinthefieldofengineering.andithasconvenient，intuitive，fastcharacteristics，sotheeffectisgood.throughanalysisofresultsachievedthroughthecitedseveralinstances，itbelievesthattheinvestigationtechniques，suchashighdensityseismicimage，highresolutionshallowreflectionwaveandmulti—channeltransientwave，havetheircomplementaritytogeotechnicalengineeringprojectwithdifferentrequirementsandnature.
关键词：浅层地震；反射波法；工程勘察；应用
Keywords：shallowearthquakes；reflectedwavemethod；engineeringsurvey；application
中图分类号：tU19文献标识码：a文章编号：1006—4311（2012）28—0047—02
1概述
浅层地震弹性波技术的发展与岩土物理力学性质发展迅速关系密切工作效率高。最主要的有桩基检测技术地脉动测试、波速测井多道瞬态而波法与浅层地震反射波法折射波法、多波地震映像法等方法。中国首创的新兴岩土勘察测试技术，岩土物理力学性质的相关性与利用频散特性和传播速度可以解决诸多工程地质问题是多道瞬态面波法。采用存储以及相应软件支持与数据连续快速采集和纵波反射法单点激震多点接收的施测方法是高密度地震图像技术，地下剖面经彩色图像表示出来。地下地质体形态逼真是这方法反映出来的，并且效率较高。地震反射波法和折射波法分别是基于震动波的反射和折射原理的地震勘探的方法。折射波法是通常只能研究其上面所有各层速度的地层小于速度。由于折射波法受解释精度、探测深度、施工效率以及地层速度结构等方面的限制，因此它的应用范围是非常有限。反射波法与沉积地层的沉积层序基本相符，适于研究上面的波阻抗的地层小于波阻抗，目前地震勘探的唯一实用的方法甚至可以说是多次覆盖反射波法。一直无法获得有效地震反射信息是因为多次覆盖反射波法用于构造勘探的原因，因此无法探测浅部地层，更无法的追踪地层的浅部露头。对地震勘探的需求，随着浅层的不断勘探，如工程勘察、浅露头、浅层掩埋体、浅层位等，正需要一种能够采集到浅层反射信息的施工方法。能够采集到浅层反射信息的施工方法是点组合小排列或单道自激自收。
2基本原理
由于不同的介质间存在波阻抗差异，当点源激发地震波入射到地下介质分界面时，在地下不同的介质界面处将发生明显变化（接收到的地震波场），振幅大为降低，纵波速度明显减小是破碎带撞到了地震波时，结合已有的地质资料通过对仪器接受的地震波形资料进行全面分析、处理，计算和利用所得的地震时间剖而，例如基岩波组、水底波组等，对各标准反射层位同时也确定反射波场特征进行对比和研究；分析对比其它能量的变化、波组的相位濒率并且追踪比较基岩顶面下的其它波组；解释地下地质构造特征同时划分出地下不同介质的界面，进而在空间上也了解构造和岩土的分布规律。地震勘探方法中的一种是包括浅层地震反射波法。当向下传播时地震波遇到弹性不同的分界时，是在地表向下激发地震波，同时就会产生了反射，这些反射的地震波能被地震勘探仪器所记录。其传播路径、振动强度和波形将随弹性性质的不同和通过介质的结构而变化，是由于反射波在介质中传播时造成的，推断解释地质构造的形态和地层结构是根据接收到的反射波旅行时间和速度资料的因素，可以推断地层或岩石的性质应是根据反射波的振幅、速度、频率等参数，从而达到勘探地震的目的。
3工程实例
地震勘探的原理篇7
【关键词】石油地震勘探编译码器时间同步数据采集CpLo
1前言
自第二次工业革命以后，能源消耗从传统煤炭消耗转变成现今的石油消耗，世界各国都加大了对石油的开采。由于石油是不可再生的资源，经过一百多年的开采之后，剩余的石油越来越少，世界各国面临着严重的能源危机；我国经济自改革开放以来迅速发展，石油在这个过程扮演着不可或缺的角色，由于我国石油开采技术比较简陋，石油的产出量不能满足经济的快速发展，2004年我国的石油进口达到了1.2亿吨，这样的结果不仅仅占用了大量的外汇储备，而且对我国的能源安全构成了不可忽视的威胁。
为了从根本上改变这一现状，不得不加大对石油的勘探、改善和提高传统的勘探技术，从而提高石油的开采量。在众多的石油勘探技术中（重力勘探、磁力勘探、电法勘探、地球化学勘探、地震勘探等），地震勘探技术由于具有较高的精度和分辨率，在石油勘探领域中得到广泛的运用。其具体的工作原理是首先人为制造强烈震动，然后记录震动激发的弹性波在岩石的分界面产生的反射波或折射波，通过分析波传播的路线和时间，确定产生波的岩层界面的形状和埋藏深度，了解地下地质构造和埋置深度，最后利用分析的结果寻找油气圈闭。
2石油地震勘探技术中的编译码器工作原理
在石油地震勘探系统中，编译码器起到了非常重要的作用，它能同时启动引爆和数据接收、能采集相关物理参数。编译码器的工作模式为在仪器车中设置为编码器，在爆炸井口设置为译码器。2.1编码器功能主要有
（1）接受仪器车包括爆破命令的各种命令以及向仪器车返回爆炸信息和其他的信息；
（2）向译码器发送包括爆破命令的各种命令以及接受译码器传来的爆炸信息和其他信息；
（3）对爆炸数据和爆炸相关的物理参数的接收、存储。
2.2译码器功能主要有
（1）接收编码器传来包括爆破命令的各种命令，实现引爆功能后，对编码器包括爆炸信息等相关信息进行及时的反馈；
（2）接受井口GpS定位和井口数据；（3）对爆炸数据和爆炸相关的物理参数的接收、测量、储存。
3石油地震勘探技术中的编译码器工作过程
6编译码器的特点
（1）编译码器有“仪器车起爆”和“本机起爆”；
（2）编译码器采用7一15V之间变化的低电压，保证了低能耗、长寿命和可靠性；
（3）编译码器体积小、重量轻并且有防水防潮的按键和橡胶密封的开关按钮，这样的设计是编译码器有更高的使用性能和更长的使用寿命；
4）组成编译码器的各个部分的原件都是工业级产品，可以用在零下20摄氏度到零上70摄氏度的工作环境。
7结束语
随着地震勘探朝着更深层次的储层、更复杂的构造和更加困难的目标挺进、编译码器只有保持不断创新新的技术、客服自身的缺点和不足、才能在未来石油勘探领域中发挥作用。从数据采集来看，只有成倍增加每次激发接收的道数才能实现更小的面元、更大的炮检距、更高的动态范围；在信号传输过程中，对信号进行多次确认处理、井口信号的采样频率为0.lms/次。总之，在现实工作中，能够掌握编译码器本身的限制和缺点，才能灵活的应对各种突发事件，才能使勘探的结果更加贴近实际。
石油地震勘探技术是石油勘探领域中应用比较广泛的一门技术，而编译码器是石油地震勘探技术中的重要环节，如何提高编译码器的精度、消除过程中的不确定因素，将是以后不断探讨和研究的话题。同时，我国石油消费现状也要求我们不得不完善、改良现有的石油勘探技术、任重而道远！
参考文献
[1]吴海波，崔志刚.关于石油地震勘探补偿有关情况的调研报告[J].黑龙江国土资源2013（3）：63-63
地震勘探的原理篇8
[关键词]复杂条件；联合勘探；勘探成果；新煤田
中图分类号：p631.44文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）20-0070-01
古榆树煤田位于辽宁省昌图县西北部，以往的勘探工作主要集中在盆地的边缘，钻探勘探深度浅，见煤孔寥寥无几，对盆地内的煤层赋存情况了解甚少。通过地震和钻探联合勘探，发挥各自的优势，在较少投入的情况下，做到点、线、网格化控制，确定了勘探区地质构造和煤层分布范围，发现古榆树盆地为储量丰富的大型煤田，为辽宁地区近20年来发现最大的煤田。
1盆地概况
1.1构造位置
本沉积盆地的四周为：东部为新华夏系第二隆起带，西部为调兵山凸起，南部有通江口―开原和北部四平―库仑东西向构造带。新华夏系北东向构造与东西构造复合控制着盆地轮廊。
1.2含煤地层
本区中生界地层的沉积厚度大、分布范围广。阜新组（K1f）为本区主要含煤地层，为一套陆相碎屑岩沉积含煤建造，岩性主要由灰白色中、细砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩等组成，分上下两个含煤断，含煤20层。
1.3盆地区主要特点
为大面积的整装盆地，盆地四周由断陷和隆起复合控制的完整断陷盆地，盆地面积约为600km2。中生界地层沉积厚度大，煤层赋存深。含煤层数度多（20层）、煤层厚度变化大、结构复杂，从钻探资料揭露大多数煤层在本区都有发育，但发育范围差异较大，区块化特征明显。盆地为陆相沉积环境，沉积条件多样化，构造发育并伴有多期的火山岩侵入，沉积条件的变化和构造运动共同影响煤层的分布。
2联合勘探方法
2.1联合勘探的优点
勘探区为地质条件复杂的地区，沉积环境和多期构造运动，形成复杂的地质单元，单一的勘探手段有明显的局限性和布足。为发挥综合勘探的优势，提高经济效益，做到点、线面结合，重点突出，达到控制全区的目的进行工程布置。联合勘探方法可以优化、减少工程量布局。钻探成果、地震成果互为指导，相互验证，同时有提高对勘探区的控制程度。
2.2地震工作方法
在盆地的范围内，按主要构造走向、倾向分别布置二维地震勘探线，形成一定密度的勘探网，对重点或优先开发的部位进行加密勘探线网度。地震先施工大网格测线，对预先期布孔的部位优先施工，并及时处理解释，地震勘探解释成果可以优化钻孔布局。
2.3钻探工作方法
本着以点带面，由浅入深、从已知到未知的施工原则。以少量钻孔获得有效的煤层资料。钻孔布置地震勘探线大网格的交点，选择1-2条主导勘探线，优先施工参数孔取得钻孔柱状，为地震解释提供依据。后续钻探的成果对地震解释有很好的验证，克服地震资料的多解性问题。
3二维地震勘探成果
3.1地震资料解释
地震勘探一般根据钻探资料和二维地震资料相结合的原则，分析资料建立地质模型与地震模型之间的对应关系，确定代表目的层地震反射波。地质定点，物探定段，先认识实见点地震资料特点，掌握勘探区内一般规律，再推广勘探区其它地段解释。通过对比手段，解释了勘探区构造并对煤层的赋存情况作了分析。
勘探区的各煤层厚度和发育范围差别很大。勘探区煤层缺失主要有3个方面的原因：由沉积环境变化导致的沉积缺失、由抬起作用形成的剥蚀、由火山岩作用造成的侵蚀，见图1。
3.2煤层构造形态及储量
通过二维地震勘探，确定煤层主体形态为被断层切割和中部抬起的缓波状起伏复合向斜，形态可分为东部向斜、西部向斜、中部背斜。在勘探区范围内发育断层无煤带，煤缺失带在平面上呈条带状分布，不同煤层在勘探的发育有差别。
勘探区煤层发育广泛，地震控制的煤层发育范围和钻探煤岩层对比解释的煤层厚度结合，确定可采煤层储量为10亿吨。
4地震和地质钻探的互补性
4.1方法的差异性比较
地质预想的构造形态为单一的北东走向的向斜形态，地震解释为中部隆起的复合向斜形态，并且有条带状的无煤带分布其中。地震通过网格化的覆盖手段，对勘探区构造的控制更具优越性。
勘探区的地震地质条件变化大，地震剖面反映地质现象丰富，根据反射波的品质差异可划分为多个地震地质条件单元。对于反射波品质差且构造复杂的单元，资料解释成果的可信度降低，通过钻探手段可以拟补地震解释的不足。
根据勘探区目的层的深度及目标层的突出程度，推断地震勘探对层厚的分辨能力10-20m，因此对间距小的煤层无法分层解释。
钻孔柱状和测井资料对比解释，不仅能确定煤厚，对煤层结构也有很好的划分。钻探通过点、线控制为主，较少的工程量难以大面积覆盖。
4.2验证情况
在完成物探解释的基础上，给定了部分孔位，经钻探验证深度误差在10-60m范围内，相对误差小于4%。
为了增加对煤层赋存边界的控制，在物探解释的无煤带内，靠近有煤的边界，另布设两个钻孔。1个位于火层岩侵入边界，钻探打出2m厚的煤层；另1个靠近沉积缺失边界，没打出煤层。
在目的层反射波信噪比高、构造简单的地段，物探和钻探成果具有较高的一致性；在构造复杂及有争议的地段地质预测和物探成果经钻探验证各有50%的准确率。
5结论
在大面积、地质条件复杂的地区，采用地震和钻探相结合的找煤手段，可以提高勘探效益。利用优势互补，相互指导、验证，提高勘探区的控制程度。古榆树盆地经地震和钻探方法联合勘探取得良好的成果，控制盆地边界，确定勘探区的构造，圈定煤层赋存范围，获得10亿吨的可采储量，为辽北地区提供了可靠煤炭储备基地。
参考文献
地震勘探的原理篇9
关键词：航道工程勘察；地球物理；地震映像法
伴随国家依托黄金水道推动长江经济带发展战略的提出，航道工程建设在交通建设领域的比重日益加大。随着沿线经济的发展，水运行业发展突飞猛进，运输船舶大型化、运输航线远程化的趋势日趋明显。其中，长江干线货运量2015年增至21.8亿t，黄金水道的地位日益凸显。航道工程建设的主要目的是增强干线航运能力，整治浚深下游航道，缓解中上游航道瓶颈，改善支流通航条件。工程实践中涉及较多的为航道整治工程。相较于其他工程，航道整治工程的研究重点是论证河床演变特点，揭示河段内水沙运动规律、预测航道条件变化趋势等。由此可见，航道整治工程的研究对象多为线性且具面状特征。航道工程实践中的勘察方法多为工程钻探、原位测试、工程地质测绘等方式。其中工程钻探具有经验丰富、直观可靠的特点，但其局限于钻探点位的分析，对于面状工程而言其信息可靠度值得商榷；原位测试方法较多，相对而言静力触探测试法具有连续性，且受外界干扰较小等优点，但其贯入度较小，仅适用于松软地层，且仍局限于测试点位的分析；工程地质测绘通过对工程建设场地的地质调查，研究拟建场地的地层、岩性、构造、水文地质条件及不良地质作用[1]，但其应用范围为陆域，水域勘察中实施难度较大。相较于上述勘察方法，地球物理勘察技术在航道整治工程中的应用较少。地球物理勘察方法多为线性作业，揭露对象为带状，相对于其他勘察方法，其信息可靠度较高。地球物理勘察方法为动态连续作业，无需抛锚定位，施工过程对航道的通航影响几乎为零。地震映像法是近年来应用领域较广的地球物理技术，它利用了水中无面波干扰的特点，采用了小偏移距与等偏移距、单点高速激发，单点接收或多点接收，经过实时数据处理，以大屏幕密集显示波阻抗界面的方法形成彩色数字剖面，再现地下结构形态[2]。地震映像法可有效消除气泡效应且穿透能力较强[3]。地震映像法主要应用弹性波的动力学特征对波场进行解释，没有繁杂的资料处理流程，是一种能适应各种工作环境、简便、快速的地球物理勘察技术[4]。鉴于地球物理勘察技术在航道整治工程中积累的工程经验较少，现以长江流域某工程为例进行分析、总结。
一、项目概况
该项目为长江流域航道工程，因工程建设需要，勘察范围涵盖主航道（见图1），受限于工程钻探对航道通航安全的影响，采用地震映像法进行线状勘察，并补充钻探工作进行成果验证分析。
二、测试操作
为消除气泡效应，本项目采用船载式水域连续冲击震源船。数据采集使用SwS数字映像剖面仪，具12通道高速采集功能，与船载连续冲击震源配合，实现高速密点距采集地震波场记录。12通道高速采集，有利于在具有波场特征的记录上识别有效波与多次波等干扰波。该震源由观测船上发电机供应激发能量，设置于观测船船头外侧舷。船舶定位及水深测量采用中海达iRtKGpS及海鹰测深仪HY1601，其中GpS天线及水深探头距震源7.66m，水上电缆第一道距震源22m.震源激发采用快速连续冲击方式，冲击时间间隔控制在1s之内，1h内连续激发3,600次，激发同时将观测船的走航速度控制在8km/h之内。通过现场试验，确定仪器采集参数，以保证信号采集质量。船舶工作中震动大，为抑制环境噪音和走航噪音干扰，同时兼顾最大限度地提取地层深部反射信号，仪器在采集工作时选用高通滤波档，高通档的频率为75Hz，对噪音干扰波的抑制效果较好。水上地震对采集到的原始资料进行时频转换和频谱分析。采集有效信号的主频为600Hz左右，干扰信号（主要为船舶马达的震动及快速水流）的主频为100Hz，在频域有很大的可分性。对资料进行带通滤波，频带为200~850Hz，滤波后信号效果较好。此外，在时间-空间域及频率-波数域对锤击及船舶马达产生的声波干扰进行预测，在资料处理工作中通过各种处理方法消除或抑制该干扰。由于采集中观测系统不规则，速度分析主要是基于炮集。根据对反射界面速度的准确分析，得到反射波的动校正速度组。动校正将不同偏移距的地震信号都校正为自激自收的零偏移距，这样有利于后期资料的分析和解译。考虑到采集过程中行船速度与路线原因造成观测系统不规则，形成共中心点道集并进行多次叠加有一定的困难，一般抽取共偏移距剖面进行分析。根据速度分析结果，可以计算不同地层的地震波速度并对地震时间剖面进行时深转换，形成深度剖面。
三、测试效果分析
现场采集数据工作完成后，滤波及多次波消除后进行深度衰减补偿，最终进行地震映像的成图工作。本区域的地震映像成果见图3，其中ZK03为验证钻孔。通过地震映像解译图与ZK03的钻探资料的对比分析，两者成果基本吻合。勘探水域中覆盖层分为两层，上部为粉细砂，褐灰色，松散-稍密，厚度介于18~20m之间，波速为1,000m/s；下部为细砂夹卵砾石，褐灰色，稍密-中密，厚度介于15~22m之间，波速为1,800m/s。覆盖层底部平缓。基岩为泥质粉砂岩，灰-褐灰色，较完整，波速约4,500m/s。
四、结语
相较于其他勘察方法，地球物理勘察技术因其动态连续作业特点，对航道通航安全影响较小，成果资料的连续性较高，在航道工程勘察中的应用前景广阔。其中地震映像法在浅部地层解译判别领域已积累一定经验，可作为航道工程勘察工作中的一种验证、补强手段。地震映像测试船舶走航过程中的GpS定位与水深测量存在延时现象，需重视现场延时的修正工作，准确确定河床表面高程后方可进行震映像测试成果的解译工作。地震映像法在测试过程中对水深小于5m地段成图效果较差，尚需调试震源激发能量进行试验性论证工作。
参考文献
[1]常士骠，张苏民.工程地质手册（第四版）[m].北京：中国建筑工业出版社.
[2]李哲生，颜志宏，林榕.水域工程物探勘察的新方法-地震映象法[J].工程勘察，1998，3：70-73.
[3]熊章强，张学强，李修忠等.高密度地震映象勘查方法及应用实例[J].地震学报，2004，3：313-317.
地震勘探的原理篇10
[关键词]地震勘探地质结构地层界面研究探讨
[中图分类号]p631.4[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-1-96-1
0引言
地震勘探的主要工作性质就是借助专业的仪器，对人工激发而引起的地震反射波以及反射波传播的时间、振幅以及波形等信息给以详实的检测和精确的记录，并对地下矿藏位置等具体信息进行确定。专门负责地层界面、岩土性质和地质构造三大项的判断和分析工作，英文名叫seismicprospecting。抛开这些不算，除了煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面的广泛应用上，另外在固体资源、地质找矿以及石油、天然气等资源的钻探前的勘测上也之主要采取措施手段。
1地震勘探的过程
1.1采集地震数据
为了适应地震勘探的各种不同要求，中间放炮排列和末端放炮排列在检波器组之间的排列方式自然也会有所不同。
通过对将多个检测器布置到地震测线等间距上来获取地震波信号，是野外作业中主要实施形式。检波器组（每个）与改组位于中心上的单个检波器是等效的。且最后得到的一道地震波形记录，是通过放大器和记录器将检波器组接收到的信号“过滤”而来的。也就是专业术语中所提的“记录道”。
一维、二维、三维是地震勘探工作中的三个主要勘探分类。所谓的一维勘探即是观测某个点的地下情况时，对井中各个不同深度的各个位置，由深至浅地投放检波器。每改变一次深度的时候，此时就要在进口放一炮，而炮点直接传到检波器的时间，刚好就是对地震波的信息记录情况。专业上就称这种只在一口井中观测的方法，叫做地震一维勘探。在一定规则的遵循下，沿着一条直线将多个检波器和炮点排列起来。然后再根据测线来打井、放炮以及最后的信息接收。
这是观测一条线下面的地下情况的二维勘探。专门负责以剖面图形式对每条测线垂直下放地层变化情况进行详实的反映。
对一块面积下面的地下情况进行勘探的工作，叫做三维勘探（针对不同的地质和不同的目的，其采用的探勘方法也各不相同）。直白的说就是根据最后得到的一组立体数据体，进而给出地层的立体图像。
1.2处理地震数据
地震原始资料在野外观测所得后，进行整合处理就是勘探工作上所称的数据处理任务。通过对地震数据以剖面图或者是结构图的形式呈现出来后加以分析解释，最后得出地下岩层的产状和构造关系的确定答案。这样不仅可以找出有利的含油地区，同时还能与测井、钻井资料的综合下对储集层给予进一步的描述和精确的解释，以便于对油水分界的划定。
因为要提高信噪比、分辨率以及空间归位的准确性，所以在削弱排除一切外界可能带来的干扰时。数据处理的环节起到了很到的作用。
1.3解释地震资料
在地震资料解释工作上，地震构造、地层以及烃类是主要三个组成部分。
地震构造解释在对剖面上出现的各种波的特征进行分析，以及包括反射标准层层位的确定等一些列工作，水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要辅助资料。不仅能对世界剖面所反映出来的各种地质构造现象加以解释，甚至包括反射地震标准层也能以结构图的形式构制出来。地震地层解释在对区域性地层研究和局部构造的岩性岩相变化分析时，其采用料以时间剖面为主。同时划分地震层也是对地震层的一种最基本的解释。
在分析含油气有利地区的烃类指标时，反射振幅、速度及频率等信息是地震烃类解释最常利用的方法。在对钻井资料和测井资料的综合运用中模拟解释以及标定分析。另外，为了烃类指示性质的深入识别，还会对地震异常作定性与定量进行分析。
2地震勘探的勘探方法
2.1反射法
反射法主要是对反射波的利用将波形记录下来的一种地震勘探方法。引申来说，就是在遇到不同介质岩层界面时的传播过程中，地震波的能量被一份为二；除了将透过界面继续传播下去的一部分，另外一部分则被反射。
为了得出具备清晰反映地下界面形态的地震资料，多次覆盖技术上通常是反射法观测采用最多的。当地下每个点观测一次时，为单次覆盖；对每个点进行多次观测，然后得到多张地震记录，最后叠加起来，被称作多次覆盖。
在反映地下地层的反射的同时，这种多次覆盖法技术可起到有效的加强作用。所以从更深的视角看分析，于单层次覆盖技术而言，多次覆盖技术不仅提高勘探效果，而且还产生了质的飞跃。
因为自然界纵波和横波的普遍存在因素，所以在地震勘探时，我们可以充分利用反射法特有的纵波和横波两种检测方法来进行勘探工作。除了在地震波的激发和接收形式上有所不同外，纵波和横波的都是由人工激发出来的地震波。当然，在接收器上，纵波和横波都是各自具备的。
2.2折射波法
在炸药爆炸后地震波被激发得波及于四面八方时，一部分反射波会因为遇到地层分界面而往地面外回返，还会有一部分反射波将透过分界面且沿着该分界面于下面地层中传播。这种被回返于地面上的地震波叫做折射波。地层的情况就是根据接收到的折射波的分析得来的，亦是折射法地震勘探。
另外针对地震波的这种沿分界面传播情况来看，并不排除某一特定条件下也会往地面回返的可性发生。通常这种回返的震波被称作折射波。而折射法则就是通过这些折射波来对地层情况加以分析。一旦上面覆盖层的波速小于地层的地震速度，那么二者之间便会有一个折射面形成。
2.3地震测井
作为直接测定地震波速的方法――地震测井，倘若井口附近是震源的位点，测量井深和时间差变成了检波器沉放于钻孔中的主要完成任务，并计算出地层的平均速度和每一深度区间的层速度。
3结语
在地球物理勘探工作上，地震勘探因其较高的勘探精度已被视为最主要的一种勘探方法。不仅能够对油气构造形态、埋藏深度以及岩石性质上的勘测工作上给以清晰确定信息数据。同时其手段的准确性与科学性，如今就连煤炭、金属矿以及岩盐矿的勘察上都被广泛的引用。
参考文献
[1]熊章强.地震勘探[J].中南大学出版社，2010（9）：3～7.
[2]邓勇，李添才，朱江梅等.南海西部海域油气地球物理勘探中地震处理技术新进展[J].天然气地球科学，2011（2）：17～20.