2023/2/31地震勘探原理2023/2/32教材書名：《勘探地震學教程》陳傳仁、李國發主編

出版社：石油工業出版社課程英文名稱:SeismicProspectingprinciple

前置課程:高等數學,普通物理,概率論與數理統計,積分變換,數學物理方程,信號分析,地震波動理論,構造地質學,石油地質學,計算機科學等.2023/2/33主要參考書目1、陸基孟主編，地震勘探原理（上、下冊），石油大學出版社，19932、何樵登主編，地震勘探原理與方法，地質出版社，19863、楊寶俊編著，勘探地震學導論（上冊）、（下冊），吉林科學技術出版社，19904、何樵登、熊維剛主編，應用地球物理教程---地震勘探，地質出版社，19915、錢紹湖編，地震勘探，中國地質大學出版社，19932023/2/34課程目的和基本要求

通過本課程教學,使學生掌握地震波傳播的動力學基本理論,幾何地震學基本理論,地震勘探原始信息采集技術與工作方法,地震波傳播速度及測定方法,地震資料分析解釋方法。2023/2/35課程目的和基本要求

通過本課程學習,初步學會如何運用所學的基礎理論知識解決專業中的問題,提高分析問題,解決實際問題的能力,訓練邏輯思維能力和科學思維方法,滲透學科前沿問題,懂得所學的基本理論的意義及價值。2023/2/36課程目的和基本要求學完本課程后,為后續的《地震勘探數據處理》,《地震地層學》,《開發地震學》,《地球物理新方法新技術》等課程打下基礎,能運用地震勘探方法進行礦產資源勘查,工程地質勘查,地質災害調查等方面的工作。為進一步深造及研究工作奠定基礎。2023/2/3主要內容緒論所需學時：2教學基本內容：基本概念國內外勘探地震學發展史2023/2/38主要內容第二章幾何地震學所需學時：6教學基本內容：1,地震波的傳播;2,一個分界面情況下反射波的時距曲線;3,多層介質下反射波時距曲線;4,連續介質中地震波運動學;5,地震折射波運動學;6,多次反射波2023/2/39主要內容第三章

地震數據的采集所需學時：4教學基本內容：野外工作的主要內容；干擾波的類型與特點；觀測系統及其圖示方法；多次覆蓋原理；觀測系統圖中的4種記錄；面積觀測方法；地震勘探對激發和接收的要求；陸上和海上使用的震源類型；低降速帶；海上地震勘探的特殊干擾波。

2023/2/310主要內容第四章

地震組合法原理所需學時：2教學基本內容：有效波與干擾波的主要差別及其壓制干擾波的方法；檢波器組合的基本原理；組合的特性曲線分析；隨機干擾的相關半徑；組合的統計效應與平均效應；其他組合形式。

2023/2/311主要內容第五章共中心點疊加原理所需學時：4教學基本內容：共炮點與共反射點反射波時距曲線的異同點；多次波的類型與主要特點；剩余時差；多次疊加特性曲線分析；影響疊加效果的主要因素。2023/2/312主要內容第六章

地震波的速度所需學時：4教學基本內容：影響速度的各種因素；沉積巖中速度的一般分布規律；平均速度、均方根速度、等效速度、疊加速度與層速度的定義、適用范圍及其相互關系；測定速度的方法及其應用。2023/2/313主要內容第七章地震資料處理所需學時：2教學基本內容：靜校正、動校正。2023/2/314主要內容第八章地震資料的解釋所需學時：10教學基本內容：地震資料構造解釋的內容與步驟；斷層的剖面特征、斷層要素的確定及斷點的平面組合；了解各種特殊地質現象在地震剖面上的特點；水平切片及其利用。2023/2/315主要內容第九章幾種專門的地震方法所需學時：4教學基本內容：一、垂直地震剖面法；二、多波多分量地震勘探；三、四維地震勘探；四、微地震監測。2023/2/316主要內容第十章勘探地震學進展所需學時：2教學基本內容：有關應用軟件、地震勘探的新技術新方法以及國內外現狀和發展趨勢等2023/2/317

緒論

在緒論中主要講這麼幾個問題：1、地球物理勘探？GeophysicsExploration/Prospect?2、物探方法簡介。GeophysicsMainMethodsInduction.3、地震?WhatisSeismic?4、地震勘探？WhatisSeismicExploration?5、地震勘探的組成？（三部分）SeismicExplorationisMadefromThreeComponents.6、地震勘探的目的？（尋找石油和天然氣）WhatisPurposeofExploration?7、目前找油的主要方法。NowSearchforOilUsingMainMethods.8、地震勘探的發展概況。SeismicExplorationDevelopment.2023/2/3181、地球物理勘探(查)？

GeophysicsExploration/Prospect?它是以巖礦石(或地層)與其圍巖的物理性質差異為物質基礎，用專門的儀器設備觀測和研究天然存在或人工形成的物理場的變化規律，進而達到查明地質構造尋找礦產資源和解決工程地質、水文地質以及環境監測等問題為目的勘探，叫地球物理勘探，簡稱物探。相應的各種勘探方法，叫地球物理勘探方法，簡稱為物探方法。2023/2/319物探方法查明地質構造的原因組成地殼的各種巖石具有不同的物理性質，因而，不同巖石、地層對地面的各種儀器就有不同的作用(響應)，所以，根據儀器的測量結果就可反推地下的地質構造情況。2023/2/320地球物理勘探方法的特點1。組成地殼的各種巖石必須具有不同的物理性質(有差異)；2。必須使用專門的儀器在地表或地下接收信號；3。是個反演問題。2023/2/321

2、物探方法簡介。

GeophysicsMainMethodsInduction.重力勘探磁法勘探電法勘探地震勘探地球物理測井地熱勘探2023/2/322重力勘探

GravityExploration/Prospecting;

GravitationalforceExploration利用巖石、礦物(地層)之間的密度差異(densityDifference)

引起重力場變化(GravitationalFiledChange)產生重力異常(GravityAbnormal)

用重力儀測量其異常值(GravityMeter/Gravimeter)根據異常變化情況反演地下地質構造情況(InversionGeologyStructure)2023/2/323重力勘探是研究反映地下巖石密度橫向差異引起的重力變化，用于提供構造和礦產等地質信息。根據萬有引力定律，在接近較大密度的物體時，其引力增大，反之引力減小，由此在地表上引起的重力變化稱為重力異常。異常的規模、形狀和強度取決于具有密度差的物體大小、形狀及深度。重力勘探的任務是通過研究地面、水面、水下（或井下）或空間重力場的局部或區域不規則變化（即局部重力異常或區域重力異常）來尋找埋藏在地下的礦體和地質構造。重力勘探2023/2/324磁法勘探

MagneticExploration/Prospecting

利用巖石、礦物(地層)之間的磁性差異

(Magnetism

Difference)引起磁場變化(MagneticFiledChange)產生磁力異常(Magnetism

Abnormal)

用磁力儀測量其異常值(Magnetometer)根據異常變化情況反演地下地質構造情況(InversionGeologyStructure)2023/2/325由于受到地球磁場的作用，許多巖石或礦石都不同程度地被磁化而具有磁性。這種由磁性地質體產生的磁場迭加在正常地磁場之上而產生的磁場稱為異常磁場。磁法勘探的主要任務就是測定和分析研究各種磁異常，找出磁異常與地下巖石、地質構造及有用礦產的關系，作出地下地質情況和礦產分布等有關結論。磁法勘探2023/2/326磁法勘探磁測資料主要用來研究板塊構造；研究深大斷裂；計算結晶基底的埋深；尋找油氣、煤田的構造圈閉、鹽丘等，尋找磁鐵礦床、金屬和非金屬礦床等。2023/2/3272023/2/328電法勘探

ElectricExploration/Prospecting利用巖石、礦物(地層)之間的電性差異

(Electricity

Property

Difference)引起電(磁)場變化(Electric(Magnetic)FiledChange)產生電性異常(

Electric(Electromagnetism)Abnormal)

用電法(磁)儀測量其異常值(ElectromagnetismMeter)根據異常變化情況反演地下地質構造情況(InversionGeologicalStructure)2023/2/329電法勘探電法勘探就是利用人工或天然產生的直流電場或電磁場在地下的分布規律來研究地球結構、地質構造及找礦的一種物探方法。電法勘探是以巖石或礦石的電性差異位基礎的，主要研究的電性差異參數包括：電阻率（ρ）、激發極化率（η）、介電常數（ε）、導磁率（μ）、電化學活動性等。電法勘探的內容十分豐富，它們廣泛應用于金屬及非金屬、石油、工程地質、水文地質等勘探研究工作中。2023/2/330地震勘探

SeismicExploration/Prospecting利用巖石、礦物(地層)之間的彈性差異

(ElasticityPropertyDifference)引起彈性波場變化(FiledChange)

產生彈性異常(速度不同)(ElasticityWavesAbnormal)

用地震儀測量其異常值(時間變化)(Seismograph)

根據異常變化情況反演地下地質構造情況(InversionGeologicalStructure)地球物理測井種類較多：電測井；電磁測井；放射性測井；聲波測井；地溫測井；密度測井等。2023/2/3323、

地震？WhatisSeismic?

地震又叫地動，地震分為天然地震和人工地震，兩種地震的主要區別就是震源不同。天然地震：由地球內部的構造力、火山活動、塌陷等引起的地震。利用天然地震了解地球內部（地殼、地幔等情況），進行地球分層等。

2023/2/3333、

地震？WhatisSeismic?

2023/2/3343、

地震？WhatisSeismic?

人工地震:

由人工作用產生的地震，人們通過用炸藥爆炸、敲擊振動，引起地動，產生地震波，用儀器測量這些地震波（速度、到達時間等），目的是了解地下介質的分層情況、界面的埋藏深度，構造分布等。

地震：就是由震源激發的機械振動在地下巖層中向四周傳播的運動過程，這一過程就是機械波，習稱地震波(SeismicWave)。2023/2/335

4.地震勘探？

WhatisSeismicExploration?

1、由人工激發的地震波（彈性波），穿過地下介質運動、遇到彈性分界面返回地面，用儀器接收地震波，得到地震記錄。對接收到的地震記錄進行處理、解釋，從而就能了解地下介質的情況，這個過程叫地震勘探

(SeismicExploration)2023/2/336地震勘探起源晚發展快涉及的學科多效益好

在勘探油氣的各種方法中，地震勘探是一種最有效的方法。從反射波法1927年在工業上應用開始，至今已近八十年了。2023/2/3375.地震勘探的組成？

WhatareConsistofSeismicExploration?

Include:ThreeComponents/Parts.它由三個部分組成：1、野外資料采集；2、室內資料處理；3、室內資料解釋。用圖示說明其勘探過程；以反射波法為例:2023/2/338（1）、野外資料采集

AcquisitionData/InformationinFields

目的――獲得原始地震記錄（磁帶數據）Acquisition/ObtainPrimarySeismicRecord

由地震野外隊完成。2023/2/3392023/2/340為什么油儲于圈閉頂部2023/2/341野外采集示意圖2023/2/342海洋采集示意圖2023/2/343海底采集示意圖2023/2/344陸地采集示意圖2023/2/345地震反射波法示意圖2023/2/346原始地震記錄剖面(理論地震記錄)2023/2/347原始地震記錄剖面(實際地震記錄)2023/2/348原始地震記錄2023/2/349

1）平界面―平同相軸PlaneInterface

PlaneReflectEvent，2）斜界面――斜同相軸原始地震記錄PrimarySeismicrecord(雙曲線)要進行數據處理(MustProcessingdata)。2023/2/350（2）、室內資料處理：

ProcessData/InformationinHomepurpose---ObtainHorizontalStackTimeSection.目的――得到與地質剖面在形態上有一定對應關系的時間剖面。由計算中心完成。對野外采集到的地震記錄，用大型計算機處理，得到一種資料――稱為時間剖面(TimeSection)，用于進行解釋。

2023/2/3512023/2/3522023/2/353(3）、室內資料解釋：

InterpretationData/InformationinhomePurpose--ObtainGeologySection.目的――得到地質剖面圖――平面構造圖（等T0或等深度構造圖）。由地質院，或物探公司完成。

2023/2/354平面構造圖2023/2/3552023/2/356(3）、室內資料解釋：

InterpretationData/Informationinhome由于時間剖面上某個同相軸就代表了地下某個物性界面，因此，我們是通過從時間剖面上解釋出同相軸，從而反推地下的地質構造、地層界面的狀況的，并對這些物性界面賦予一定的地質意義（時代、巖性等）――得到地質剖面(GeologySection)。2023/2/357同相軸就代表了地下某個物性界面在不同的巖性界面處產生反射2023/2/358通過精細地震資料解釋，反演出地下地質結構2023/2/359(3）、室內資料解釋：

InterpretationData/Informationinhome時間剖面(單位：時間秒)(通過時深轉換h=v.t/2)→地質剖面(單位：深度米)（每層埋深、時代、產狀和巖性）。多個時間剖面→多個地質剖面構造圖→區域平面圖(勾繪等值線)→平面構造圖→提供井位→作出含油性/石油分布遠景評價。2023/2/360三維立體解釋技術2023/2/361

6、地震勘探的目的？

WhatisPurposeofSeismicExploration?

工程地震：地基、壩址穩定性評價，隧道勘測等。

石油地震：尋找石油和天然氣。即要搞清楚埋藏在地下幾千米深處的石油和天然氣它們的儲層分布范圍和儲量，為進一步開采石油、天然氣提供井位。2023/2/362L-3-1地質雷達檢測及解釋剖面圖巖溶巖溶巖溶干擾干擾覆蓋層探測近地表地質現象及目標體精度誤差2—3cm，誤差率4.6‰。二、三疊系灰巖出露區地質雷達剖面顯示地下縫洞、溶洞等現象較清楚。2023/2/363LT-2-1地質雷達檢測及解釋剖面圖斷層斷層覆蓋層利用地質雷達測定低降速帶、進行潛水面、巖性調查以及油田礦區地下管線的快速探測以保施工安全等到方面均可發揮作用。2023/2/364采集：48道;DX=8m；DT=0.25ms;200-16-0-16-200工程地震探測剖面一般在100ms2023/2/365石油地震探測剖面一般在2000ms2023/2/3667、目前尋找石油的主要方法

MainMethods/WayssearchforOil(1)、地質法：(GeologyMethod)(2)、物探方法：(ExplorationMethods)(3)、鉆探法：DrillWay(Log/Well)(4)、綜合方法：地質、物探(物化探)、鉆探結合起來，進行綜合勘探。2023/2/367（1）、地質法：(GeologyMethod)地質法是通過觀察、研究出露在地面的地層巖石，對地質資料進行分析綜合，了解一個地區有無生油氣和儲油氣的條件。最后提出對該地區的含油氣遠景評價，提出有利地區。2023/2/368（1）、地質法：(GeologyMethod)地質法所依據的理論是：大地構造學。石油地質學、巖石學。如：我國著名的地質學家李四光據地質力學觀點認為：NNE向的新華夏第二沉降帶是油氣田遠景區。因此，從60年代以來，在這些地區陸續找到了一些油田。如：松遼、大港、勝利等油田。地質法最大的一個特點是在找油初期，可以起到一個指向的作用。避免了盲目性。成本低，精度低。2023/2/369(2）物探方法：GeophysicsExplorationMethods在地表為松散沉積或沙漠覆蓋地區，被海水覆蓋的海洋上，沒有巖石出露于地表，這時地質法就受到了限制，而采用大量的鉆井，取巖芯來了解地下地質情況，不僅成本高，而且效率低，這時一般采用地球物理方法，簡稱物探法。他是利用各種儀器在地表觀測地殼上的各種物理現象，從而推斷、了解地下的地質構造特點，尋找可能的儲油構造，因此，他是一種間接找油的方法。特點：精度高于地質法，但低于鉆探方法；成本高于地質法，但低于鉆探方法。2023/2/370利用物探方法弄清地下地質結構1、清楚溝梁相間的侵蝕古地貌特征2、出露地層和剝蝕狀況3、選擇有利勘探目標2023/2/371(3)鉆探法：DrillWay(Log/Well)因為，物探方法它只能幫助我們了解地下地質構造特點，尋找到適合于儲存油氣的地質構造，但是這些構造是否儲存了油氣，物探方法還不能肯定，最后，要根據物探方法提供的井位進行鉆探，直接取得地下最可靠的地質資料，才能確定地下地質構造特點及油氣情況。――鉆探是直接找油的方法(DrillisaDirectMethodtoSearchforOilandGas)。特點：精度高，但鉆探成本高，效率低。2023/2/3722023/2/373相干分析技術地震相分類技術che3cg203cg204cg20cg201cg206cg202潛山有效儲層綜合評價圖石炭二疊石炭二疊馬家溝冶里亮甲風長固張夏徐毛饅頭奧陶系寒武系前震旦八陡車古201潛山各地層反射特征下古生界(4)綜合勘探地質、物化探、鉆探、測井等方法聯合勘探，共同攻關。2023/2/374

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地震勘探的發展概況(DevelopmentofSeismicExploration)

著名地震學家加里請（俄）在1912年曾預言：地震是照亮地球內部的短暫時間內燃著的燈。經過幾十年的實踐，這個預言已經成為現實。只是這盞燈的亮度與照射的深度還在不斷發展著。2023/2/375起源：50年代初發展：1、技術方面：光點技術、模擬磁帶記錄、數字磁帶記錄

2、在勘探方法上：折射波初至法、反射波法、折射波對比法、常規2D地震勘探、3D、4D、橫波、多波、VSP、高分辨率等

3、解釋方面：手工作業、構造解釋（巖性解釋、油氣預測，儲層描述）

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地震勘探的發展概況(DevelopmentofSeismicExploration)

2023/2/376地震信號電信號光點信號光點照像記錄檢波器檢流計照像記錄光點地震儀光點記錄的野外記錄儀器流程8、

地震勘探的發展概況2023/2/377Mintrop制作的機械式地震儀箱體和慣性重塊之間的相對運動使鋁制圓錐發生傾斜，從而通過邊緣細絲帶動小鏡子發生旋轉2023/2/378Mintrop制作的機械式地震儀2023/2/379第一個用于勘探的反射記錄膠片E標識爆炸時間R來自灰巖的反射，BP空氣中的聲波光點記錄2023/2/380光點記錄相應的技術組合理論:包括檢波器組合和爆炸點組合室內處理:光點照像記錄是不可處理的室內解釋:在光點記錄識別有效波－反射波，用人工繪圖方法繪制反射地震剖面光點記錄反射地震剖面的解釋只利用反射波旅行時Ｔ和波傳播速度Ｖ確定構造的深度和形態，尋找較為簡單的構造。我國的大慶油田就是由光點記錄儀發現的。2023/2/3812、模擬磁帶記錄出現于1952年左右。磁帶式記錄的主要優點是在回放時能夠使用不同的濾波器。1955年，由于使用可動磁頭，才使對模擬記錄做靜校正及正常時差校正（動校正）成為可能。記錄儀的改進推動了觀測方法的發展，共中心點記錄方法(CMP)、CRP、CDP磁帶式記錄方式還允許將地震道相加，因此可以使用小藥量激發，因為將幾個弱震源激發得到的地震道疊加在一起效果與強震源激發一樣。

地震信號電信號模擬磁帶地震記錄檢波器模擬磁帶地震儀2023/2/382模擬磁帶記錄相應的技術疊加理論:多次覆蓋水平疊加理論室內處理:把模擬磁帶地震記錄回放為模擬電信號，然后用模擬計算機進行處理—濾波、動、靜校正、水平疊加，再用變面積顯示方法，得到變面積剖面。室內解釋:對變面積剖面進行構造解釋。變面積剖面最大特點是直觀，能形象地反映出地下地質構造形態和地層的接觸關系。由于地球物理技術的發展－特別是多次覆蓋水平疊加技術的出現，能夠查明較為復雜的構造。2023/2/383模擬磁帶變面積剖面2023/2/3843、數字磁帶記錄二十年代后期數字磁帶記錄得到發展雖然也曾經對模擬式磁帶記錄做過復雜的回放處理及對模擬數據做過一些數字處理，但是直到60年代數字式記錄發明后，數據處理的全部潛力才真正得以發掘。數字記錄不僅具有高保真度，在使用數字計算機進行地震資料處理和解釋時也有廣泛的應用。數字技術所帶來的“數字革命”可能是地震勘探中的最大進步。地震信號電信號數字磁帶地震記錄檢波器數字磁帶地震儀2023/2/385數字記錄相應的技術發展波動方程偏移理論室內處理∶將數字磁帶上所記錄數字信號輸入到數字計算機進行處理－濾波、反褶積、動校正、靜校正、速度分析、水平疊加、偏移（特別是波動方程偏移）。得到變面積疊加剖面、偏移剖面。室內解釋∶對變面積偏移剖面進行解釋，由于偏移處理能使反射界面實現歸位，使變面積偏移剖面能真實地反映地下構造形態。

模擬信號與數學信號的區別？2023/2/386變面積剖面雙極性變面積剖面變面積剖面解釋結果2023/2/387共中心點方法、可控震源、數字處理方法發明后，一系列新技術的使用大大增加了從地震資料中所能提取的地質信息的種類和數量，地震方法的應用出現了前所未有的局面。2023/2/38820世紀90年代是地震勘探技術1．高分辨率地震勘探技術提高地層分辨率的技術。2．時間延遲地震（四維地震）技術時間推移地震（TimeLapseSeismic，TLS）是不同時間對油氣田進行地震觀測、監測油氣開采狀態、探明剩余油氣的分布、調整注采方案、提高油氣采收率的一整套技術。時間推移地震（簡稱時移地震）觀測時通常以三維地震為基礎，又簡稱為四維地震。3．疊前深度偏移技術深度域成像是復雜構造油氣勘探的關鍵技術之一2023/2/389

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地震勘探的發展概況(DevelopmentofSeismicExploration)

2023/2/390

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地震勘探的發展概況(DevelopmentofSeismicExploration)

2023/2/391

我國地震勘探的發展概況(DevelopmentofSeismicExploration)

新中國石油天然氣工業五十多年來的發展歷史證明，每一次油氣新發現或大突破，依靠的都是地震技術的進步:而每一次地震勘探技術的重大進步都會促成油氣的新發現或大突破。

我國探明石油地質儲量有五次大幅度增長期:

第一次是1961年，22.8億噸，核心技術是綜合物探和地震;

第二次是1964年，1.4億噸，核心技術是復雜斷塊地震技術;

第三次是1976年,6.4億噸，核心技術是數字地震和多次覆蓋;

第四次是1989年，11.2億噸，核心技術是二維地震;

第五次是1998年，8億噸，核心技術是儲層預測和復雜地區地震技術。2023/2/392中國主要油氣田分布圖

2023/2/393我國的石油物探技術是從1939年開始發展的，翁文波先生在重慶原中央大學物理系任教授并首先開設了地球物理勘探課程。1945年9月，玉門油礦成立了第一個重力隊，由翁老先生任隊長。1949年5月，在上海成立了地球物理研究室，并于1951年3月成立了我國第一個地震隊，使用的地震儀是美國輕便型24道光點記錄儀，我國地震勘探的發展概況2023/2/394到了50年代末，全國的物探隊伍已發展到幾十個。1958年，由重力、電法和地震反射波法勘探技術發