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绪论1

1.地震勘探方法简介及其在地质勘探中的作用1

2.地震勘探的发展概况及远景2

第一篇地震勘探的基本理论5

第一章地震波的基本概念5

1.固体的弹性理论基础5

一、理想弹性介质和各向同性介质5

二、应力和应变6

Ⅰ、应力6

Ⅱ、应变7

三、应力与应变的关系，弹性常数11

四、波动方程的建立13

2.地震波在无限理想弹性介质中传播的特点16

一、纵波、横波的形成及其特点16

Ⅰ、胀缩点震源时纵波的特点16

Ⅱ、旋转点震源时横波的特点20

Ⅲ、任意震源时弹性波的传播22

二、地震波动力学特点的基本概念22

Ⅰ、球面纵波22

Ⅱ、波剖面和振动图24

Ⅲ、能量密度和球面发散27

Ⅳ、平面纵波27

Ⅴ、波的频谱及其分析28

三、地震波运动学的基本概念36

Ⅰ、惠更斯-夫列涅尔原理36

Ⅱ、绕射积分理论-克希霍夫公式37

Ⅲ、费马原理和射线的概念38

Ⅳ、时间场和视速度定理40

3.地震波的反射和透射42

一、平面波的反射和透射42

二、在弹性分界面上波的转换和能量分配43

Ⅰ、法线入射46

Ⅱ、一般入射48

三、球面波的反射和透射以及折射波的形成49

四、瑞雷面波的形成及其特点51

4.地震波在岩层中的传播55

一、岩石对地震波的吸收和大地的滤波作用55

二、多层介质中弹性波的传播57

三、一个反射波记录道形成的物理机制62

四、绕射65

五、速度及影响波速的因素67

六、地震地质条件73

附录1.A克希霍夫绕射积分公式推导76

附录1.B 瑞雷面波存在条件的证明80

第二章几何地震学82

1.反射波的几何地震学82

一、反射波时距曲面方程的建立82

二、水平层的反射波时距曲线和正常时差84

三、倾斜层的反射波时距曲线和倾角时差86

四、非纵测线和弯曲测线的反射波时距曲线88

五、界面曲率对反射波时距曲线的影响89

六、多层介质的反射波时距曲线90

七、连续介质的反射波时距曲线92

Ⅰ、波在连续介质中传播的运动学特点92

Ⅱ、应用95

2.折射波时距曲线96

一、一个水平折射层的情况96

二、多个水平折射层的情况98

三、倾斜层和弯曲界面的折射波时距曲线99

3.绕射波及垂直断层上波的时距曲线102

一、绕射波的时距曲线102

二、垂直断层附近各种波的时距曲线103

4.多次反射波的时距曲线104

第二篇地震勘探的野外工作方法和技术107

第三章地震测线的布置和观测系统107

1.测线的布置107

一、线路普查阶段107

二、面积普查阶段107

三、构造详查和细测阶段107

2.观测系统108

一、观测系统的概念和图示108

Ⅰ时距平面法109

Ⅱ、综合平面法109

二、反射波法观测系统的基本类型110

Ⅰ、简单连续观测系统110

Ⅱ、间隔连续观测系统110

Ⅲ、延长时距系统110

Ⅳ、多次覆盖(重复追踪)观测系统111

Ⅴ、非纵观测系统和三维观测系统111

三、折射波法的观测系统113

Ⅰ、纵测线113

Ⅱ、非纵测线和扇形观测系统113

第四章地震波的激发和接收115

1.炸药震源激发的地震波115

一、爆炸作用及地震波的形成115

二、炸药量与地震脉冲的关系115

三、炸药量与地震脉冲主频的关系115

2.爆炸能量与岩石介质的耦合关系和炸药的安置条件116

一、耦合关系116

二、井中爆炸116

三、坑中、空中爆炸和聚能爆炸116

四、爆炸索117

五、水中爆炸和爆炸笼118

3.水中激发时气泡效应的问题118

4.非炸药震源119

一、落重法或机械撞击震源119

二、连续振动震源(可控震源)119

三、气爆震源121

四、电能震源123

5.横波的激发123

一、机械撞击123

二、炸药震源124

三、激发横波的可控震源124

6.地震干扰波的来源和特点124

一、规则干扰波125

Ⅰ、声波125

Ⅱ、面波125

Ⅲ、工业干扰125

Ⅳ、反射-折射和折射-反射波126

Ⅴ、多次反射126

Ⅵ、虚反射126

Ⅶ、重复冲击128

Ⅷ、侧反射128

Ⅸ、底波128

二、不规则干扰波128

Ⅰ、微震128

Ⅱ、爆炸时产生的高频背景128

Ⅲ、正常背景128

Ⅳ、低频背景128

Ⅴ、交混回响和鸣震128

7.地震勘探接收装置简介及频率特性的利用129

8.方向特性的利用131

一、第一类方向特性132

Ⅰ、垂直地震检波器和水平地震检波器132

Ⅱ、方位观测装置132

二、第二类方向特性133

9.组合法134

一、规则波的组合效应135

Ⅰ、方向特性135

Ⅱ、频率特性136

Ⅲ、组合参数的选择137

二、不规则波的组合效应(统计数应)138

三、组合的形式140

10.检波器的安置条件141

一、检波器组间距△x的选择141

二、检波器安置位置141

三、检波器与土壤的振动系统141

第五章水平多次叠加法143

1.共反射点叠加原理143

一、水平界面的共反射点时距曲线143

二、动校正144

三、剩余时差144

四、叠加特性145

Ⅰ、基本公式145

Ⅱ、多次波的叠加特性146

Ⅲ、特性曲线的特点146

Ⅳ、各参数对叠加效果的影响及其选择148

2.多次覆盖观测系的设计及施工特点149

一、选择多次覆盖观测系统的原则149

二、设计步骤149

三、施工特点150

3.列线图和波列图152

一、共深度点波列图152

二、共炮点波列图152

三、共接收点波列图152

四、共炮检距波列图153

4.地层倾斜对叠加效果的影响153

第六章地震勘探的野外工作技术155

1.试验工作155

一、试验工作的基本原则155

二、试验工作内容155

Ⅰ、最佳激发条件的选择155

Ⅱ、接收条件的选择156

Ⅲ、仪器因素的选择156

2.陆上地震勘探时的测地、钻井和爆炸工作156

一、测线的布置157

二、井中爆炸的钻井工作157

三、爆炸或激发工作157

四、记录仪器组工作157

3.地震波速度的野外测定158

一、透过波时距曲线及地震测井158

Ⅰ、透过波时距曲线158

Ⅱ、地震测井的原理和方法159

二、声波测井161

4.折射波法的工作特点和技术163

5.低速带的测定及低速带校正164

6.海上勘探时的工作方法和设备165

一、海上工作的特点165

二、海洋地震拖缆166

三、定位方法166

Ⅰ、无线电定位167

Ⅱ、多普勒声纳系统167

Ⅲ、卫星导航168

7.野外地震记录的初步整理和评价168

一、监视记录的初步整理及数字处理对原始资料的要求168

二、监视记录的分析169

三、地震监视记录评价标准169

第三篇地震勘探数据的数字处理技术171

第七章地震勘探数据的数字处理概述171

1.资料的准备172

2.数字处理的总流程172

3.预处理172

一、数据解编174

二、不正常道及不正常炮的处理174

三、校偏174

四、初至切除175

五、增益恢复176

第八章数值校正177

1.动校正处理177

一动校正量的计算方法177

Ⅰ、快速查表法177

Ⅱ、平均叠代法179

二、动校正的实现183

Ⅰ、成组搬家法183

Ⅱ、插值补空处理184

三、动校正中的波形畸变问题及其处理185

Ⅰ、动校正引起波形畸变的分析185

Ⅱ、畸变切除处理185

Ⅲ、有效波子波整体搬家法187

2.静校正处理187

一、野外(一次)静校正188

Ⅰ、野外静校正量的计算方法188

Ⅱ、静校正的实现189

二、剩余静校正189

Ⅰ、剩余静校正的基本概念189

Ⅱ、参考点的形成190

Ⅲ、相对时差的计算194

Ⅳ、为提高精度所采取的措施197

Ⅴ、时差的分离处理199

3.高保真数值校正-插值滤波法206

一、插值滤波的基本原理206

二、滤波因子的求取206

三、褶积的实现207

第九章数字滤波209

1.滤波器的物理特性和数学模型209

一、数字滤波的概念209

二、地震滤波器的物理性质211

Ⅰ、线性系统211

Ⅱ、物理可实现性211

Ⅲ、滤波器的稳定性212

Ⅳ、非时变系统212

Ⅴ、最小相位或最小能量延迟212

三、褶积滤波的运算及其物理意义213

2.一维滤波215

一、理想滤波器215

Ⅰ、理想低通滤波器215

Ⅱ、理想带通滤波器216

二、数字滤波器的特殊性217

Ⅰ、理想滤波器的吉普斯现象和截断误差217

Ⅱ、伪门现象222

3.二维滤波224

一、基本原理224

Ⅰ、扇形滤波224

Ⅱ、带通扇形滤波226

Ⅲ、带通切饼式滤波226

二、二维滤波的实现227

4.提高运算速度的递归滤波方法229

一、原理及特点229

二、递归滤波的设计232

Ⅰ、用z平面法设计递归滤波器232

Ⅱ、反向递归滤波器及零相移滤波器237

5.反滤波238

一、反滤波的基本原理238

Ⅰ、什么是反滤波238

Ⅱ、反滤波器的频率响应和脉冲响应239

Ⅲ、利用反滤波提高信噪比240

Ⅳ、利用反滤波提高地震勘探的分辨能力242

二、最小平方反滤波244

Ⅰ、最小平方滤波245

Ⅱ、最小平方反滤波246

Ⅲ、最小平方反滤波的过程249

Ⅳ、最小平方褶积的应用效果250

三、预测滤波和预测反滤波253

Ⅰ、预测滤波和预测反滤波的含义和特点253

Ⅱ、应用预测反滤波提高地震勘探分辨能力256

6.同态反褶积-非线性滤波258

一、同态反褶积的标准形式258

二、特征系统D的标准形式259

三、复赛谱的性质260

Ⅰ、复赛谱的唯一性260

Ⅱ、地表地震记录的复赛谱性质261

Ⅲ、地层响应序列的复赛谱特征263

四、指数加权264

五、线性滤波及逆变换特征系统D-1267

第十章速度分析和频谱分析268

1.速度分析268

一、多道信号的最佳估计268

二、速度分析的几种判别准则270

Ⅰ、平均振幅能量准则271

Ⅱ、非归一化互相关准则271

Ⅲ、相似系数准则272

Ⅳ、统计归一化互相关准则273

Ⅴ、几种判别准则的比较273

三、速度谱274

Ⅰ、原理274

Ⅱ、叠加速度谱275

Ⅲ、用其他方法计算速度谱277

Ⅳ、计算速度谱的各种方法比较及速度谱的应用278

四、速度扫描279

五、适用于倾斜界面的连续速度分析280

2.瞬时频谱分析及最大熵谱分析简介287

一、概述287

二、瞬时频谱分析288

三、最大熵谱分析简介290

附录10.A希尔伯特(Hilbert)变换292

第十一章叠加技术295

1.水平叠加295

一、实现水平叠加时数据排列的两种形式295

二、自适应加权叠加296

Ⅰ、问题的提出296

Ⅱ、基本原理296

Ⅲ、程序框图298

2.偏移叠加300

一、叠加偏移及偏移叠加的基本概念300

二、叠加偏移及其实现301

三、偏移叠加304

Ⅰ、原理304

Ⅱ、偏移距的确定及实现偏移叠加的两种方法306

四、叠加信息的加权处理309

Ⅰ、叠加偏移309

Ⅱ、偏移叠加310

五、参数的选择311

Ⅰ、网格距及网格范围的确定311

Ⅱ、偏移距和偏移半径的选择311

Ⅲ、偏移速度的选择312

六、波动方程偏移312

Ⅰ、方程推导312

Ⅱ、差分方程的建立314

Ⅲ、计算机算法316

附录11.A关于Urr可忽略的证明321

附录11.B 关于用差分方程近似微分方程321

第十二章修饰性处理325

1.相干加强325

一相干加强的基本原理325

Ⅰ、水平相干加强325

Ⅱ、倾斜相干加强326

二、相干加强在计算机上的实现327

Ⅰ、参数的选取327

Ⅱ、计算机上实现的步骤327

2.组合329

3.振幅平衡330

一、道内平衡330

二、道间均衡332

Ⅰ、恒值法332

Ⅱ、均方根法332

Ⅲ、自相关法333

4.提反差333

第十三章三维地震335

1.弯曲测线多次覆盖335

一、基本概念335

Ⅰ、弯曲测线的反射时距关系335

Ⅱ、弯曲测线多次叠加的特殊性和共反射面元叠加的概念336

Ⅲ、空间条件和时间条件336

Ⅳ、几种影响因素分析337

二、野外工作343

三、资料处理344

四、实例348

2.宽线剖面351

一、概述351

二、宽线资料处理351

3.三维叠加偏移354

一、三维叠加偏移资料的处理354

二、三维叠加偏移的近似实现355

4.垂直地震剖面359

第十四章地层岩性的研究和亮点技术363

1.地震方法在地层岩性勘探中的应用363

一、地震模拟技术364

二、拟测井技术369

Ⅰ、基本原理369

Ⅱ、振幅标定373

Ⅲ、低频背景373

2.亮点技术375

一、含油、气地层的地震波动力学特征376

Ⅰ、含油、气砂岩的反射系数376

Ⅱ、吸收衰减和吸收系数377

Ⅲ、含油、气砂岩对地震波频率的影响378

Ⅳ、速度标志378

Ⅴ、油、气或气、水界面的水平反射378

Ⅵ、干涉现象及极性反转378

Ⅶ、亮点记录特征378

二、亮点处理技术379

Ⅰ、振幅补偿379

Ⅱ、模拟技术380

Ⅲ、速度分析380

三、亮点剖面的解释380

Ⅰ、引起假亮点的因素381

Ⅱ、尚未作补偿处理的其它影响振幅的因素381

第四篇地震勘探资料的解释383

第十五章有关解释的基本知识383

1.引言383

2.各种速度的概念和用途384

3.地震勘探资料的剖面图示386

第十六章反射地震剖面的解释388

1.时间剖面的对比388

一、地震波同相轴的特征388

二、时间剖面对比的实际方法389

2.地震剖面的地质解释392

一、地震剖面地质解释的任务和基础工作392

Ⅰ、地震剖面地质解释的主要任务392

Ⅱ、标准层的选择及其地质属性的确定392

Ⅲ、标准层的追踪393

Ⅳ、剖面闭合393

二、地震剖面上断层的解释394

Ⅰ、断层在地震剖面上的标志394

Ⅱ、断层面的确定396

Ⅲ、断裂系统的绘制397

Ⅳ、偏移对断层的影响397

三、不整合面的解释397

Ⅰ、古潜山的识别398

Ⅱ、古潜山的地质解释398

四、超复和退复的识别399

3.解释中可能出现的假象400

一、与速度有关的假象401

二、几何因素造成的假象402

三、处理引起的假象404

四、表层变化引起的假象404

4.时间剖面的偏移校正405

一、均匀介质情况下的偏移校正405

二、连续介质情况下的偏移校正406

三、根据反射波时距曲线绘界面深度图406

Ⅰ、交点法406

Ⅱ、均匀介质情况下的t0法407

第十七章折射波法的资料解释408

1.折射记录的对比408

2.折射波资料的解释方法409

一、应用延迟时间概念的方法409

Ⅰ、相遇时距曲线的延迟时间法410

Ⅱ、追逐时距曲线的延迟时间法411

二、t0法和差数时距曲线411

三、时间场法(波前法)413

四、浅层折射的解释414

第十八章构造图及等厚线图的绘制415

1.构造图的绘制415

一、法线深度、视深度、真深度的相互关系415

二、构造图层位和比例尺的选择416

Ⅰ、层位的选择416

Ⅱ、比例尺和等值线距的选择416

三、构造图的绘制416

Ⅰ、资料的检查416

Ⅱ、绘制构造图的步骤和方法416

四、由等t0图经过空间校正作真深度构造图416

Ⅰ、求地层的真倾角φ418

Ⅱ、求偏移距离00＇和真深度h420

Ⅲ、经过空间校正作深度构造图420

2.等厚线图421

参考文献422