浅层地震反射波法折射波法勘探实习报告.docx
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浅层地震反射波法折射波法勘探实习报告
本科生实习报告
实习类型生产实习
题目浅层地震反射波法折射波法勘探
学院名称地球物理学院
专业名称勘查技术与工程
学生姓名000000
学生学号0000000000000000000
指导教师李澎张玮田仁飞王堃鹏
实习地点成都理工大学校内
实习成绩
二〇一七年十二月二〇一七年十二月
1.工作的目的和任务及工作的完成情况
本次实习的目的是将所学的课堂理论与实际工作相结合，巩固和加深对课堂理论知识的理解。
初步了解地震野外工作方法技术和装备，初步进行野外生产各工种工作技术的基本训练，基本掌握地震勘探野外工作的整个流程。
学习浅层地震反射波法勘探野外观测系统的设计和最佳窗口的选择，学会浅层地震折射波法勘探资料的整理和解释，培养刻苦求实的工作作风和实际动手能力，以及综合分析与解决实际问题的能力，并使组织生产和管理生产的能力得到初步的训练。
1.1工作目的
（1）巩固和加深对校内课堂理论教学内容的理解。
（2）初步了解地震野外工作方法技术和装备，初步进行野外生产各工种工作技术的基本训练。
（3）学会浅层折射资料的整理和解释。
（4）学习浅层反射地震勘探野外观测系统的设计和最佳窗口的选择。
（5）培养学生理论联系实际、实事求是的作风，严肃认真的态度和不怕困难、艰苦奋斗的精神。
1.2基本要求
（1）学会熟练地使用和维护地震仪器和装备。
实习以小组为单位，完成工区一部分物理点的测量工作，培养学生实际操作技能。
（2）学习和掌握多种地震分支方法的野外基本工作方法和技术，并能处理野外出现的一般故障问题。
（3）结合实际工区的资料，初步了解地震工作设计的原则和方法。
（4）学习并掌握地震野外资料的一般整理、处理和反演、图示方法。
（5）根据工区实际地质条件和实测的物探资料，编写实习报告，初步掌握物探资料的解释方法。
1.3工作完成情况
（1）本次工作历时五天，第一天观察并掌握浅震仪器的使用，并在银杏篮球场前草地以及银杏餐厅后草地上进行了浅层地震反射波法勘探的野外数据采集。
第二天上午在金工实习基地一侧的进行了浅层地震折射波法勘探的野外数据采集。
第二天下午以及第三天和第四天在老师的指导下进行数据处理并解释。
第五天进行实习报告的编写。
（2）野外数据采集：
反射波法勘探完成三条测线；折射波法勘探完成两条测线。
（3）数据处理：
反射波完成一条48炮测线。
折射波完成一条8炮测线。
2.工区的一般自然地理和经济地理情况
2.1反射波法勘探工区
反射波法勘探工区有两处，第一处是在银杏篮球场外侧，为一个草坪区域，覆盖的黏土层较厚，下面是风化了的泥岩，地震波在传播到地下时能量损失较快，所以勘探深度不宜太大。
由于所处地理位置决定，道路上车辆来往，篮球场上的震动，对所测数据有一定的影响。
第二处是在银杏餐厅后面的草地上，表面植被覆盖情况较好，栽有银杏树，其地质情况与第一处类似，均覆盖有较厚的黏土层。
2.2折射波法勘探工区
折射波法勘探工区是在金工实习基地与南苑道路之间的空地上，表面植被稀疏，两边分别是道路与房屋建筑，由于金工实习基地中实习仪器的运作，道路上车来人往以及手机干扰等等，对采集到的数据的精度有一定的影响，而且覆盖层可能是修建房屋时留下的，如果沉积风化的时间不够长，可能会导致所获得的地质解释有一定的误差。
3.工作方法技术及质量评价
3.1反射波法勘探工作方法
反射波法勘探工区设置道间距为2m，偏移距为4m，偏移距即两个道间距，采用6次覆盖，12道接收的观测方法，炮点距可以根据公式y=SN/2n求出。
对此工区而言，单边接收即一个道间距，多次覆盖即共反射点多次叠加技术，在地震勘探中是经常用到的，它可以达到压制干扰波提高信噪比的目的。
共反射点叠加技术参数的选择决定了叠加的效果，其中主要有道间距，偏移距，叠加次数。
反射波法观测系统布设示意图如下图3-1，反射波法多次覆盖观测示意图如下图3-2。
图3-1反射波法观测系统布设示意图
（X1为偏移距4m、X为道间距2m、Xmax最大炮检距）
图3-2反射波法多次覆盖观测示意图
3.2 折射波法勘探工作方法
3.2.1折射波法野外工作方法
两重相遇时距曲线方法进行，道间距为1m，12道接收，其中近炮检距的两炮偏移距为0.5m。
在仪器操作时注意将近炮点的三个检波点的接收方式改为低增益，其余为高增益，下图为折射波勘探示意图：
（a）
（b）
图3-3折射波法观测系统布设示意图
其中O1、O2、O3、O4是炮点，其中O3、O4是远炮点激发，O1O3=O2O4=O1O2。
3.2.2相遇时距曲线解释方法
射波相遇时距曲线也即t0法，是折射波勘探中常用到的一种解释方法，通过作图的方式获得速度，然后再用速度与时间剖面去推演出深度剖面。
图3-4折射波法相遇时距曲线示意图
4.数据处理
4.1折射波法数据处理
4.1.1折射波法数据加载
相对反射波处理而言，折射波数据处理相对简单，首先是打开骄佳软件，选择折射波法数据处理，然后进行数据加载：
图4-1-1利用骄佳软件加载折射波法数据
4.1.2观测系统设定
然后进行设置工区的观测系统：
图4-1-2观测系统设定示意图
4.1.3初至波的拾取
初至波的拾取，可以看出在显示中看到采样图样：
图4-1-3拾取初至波示意图
4.1.4分层拼接
在完成拾取初至后进行中值定律的分层拼接，如下：
图4-1-4分层拼接示意图
4.1.5T0差时距曲线图原理解释
运用T0差时距曲线图原理解释，其原理：
根据公式
t0=t1+t2-T，
θ=t1-t2+T，
可得t0和θ。
V2=2△x/△θ，
常数K=V1V2/2*sqrt（v2*v2-v1*v1）,h=K*t0。
图4-1-5解释方法设置
从而以h为半径画圆弧，圆弧的包络线即是折射界面。
如下为软件处理后的结果图已经经过圆滑后的面积显示图：
图4-1-6运用T0差时距曲线图原理解释结果图
图4-1-7经过圆滑后的面积显示图
4.2反射波法数据处理
4.2.1原始数据加载
打开Vista7软件，新建一个project，加载野外测得的格式为SG2的原始数据，下图为48道反射波的原始记录：
图4-2-148道原始地震记录数据示意图
4.2.2道均衡
道均衡有道内均衡（动平衡）和道间均衡。
道内平衡也是道内动态平衡，由于地震记录前、中、深层能量差异大，而显示仪有一定的动态范围，故会给信息显示输出造成困难，若结果显示动态范围很大，那深层的波形根本看不清楚，因此需要平衡道内能量所以将一道记录的振幅值在不同时间段内乘以不同的权系数，那强波与弱波之间的能量相对差异会大为减少，最终控制在一定的动态范围之内。
道间均衡是解决道之间能量不均衡的问题，也即将各道按不同的权系数进行加权，能量强的道加权系数小，能量弱的道加权系数大。
图4-2-2道均衡工作流程示意图
图4-2-3道均衡后地震记录数据示意图
图4-2-4删除坏道后地震记录数据示意图
4.2.3一维滤波
由于所得数据中存在着高频和低频的干扰，需要把他们滤去，才能得到反应地层信息的数据，所以要进行一个带通滤波，首先要做的是频谱分析，通过这一步可以得到数据的主频，一般浅震主频10Hz-100Hz，设计滤波器，然后才可以根据主频滤去高频和低频成分。
由于滤波器是数字化的，也就是离散的，在进行滤波是会出现吉普斯现象，所以需要选取四个频率来进行滤波器的设计。
一维滤波就是对其中的每一道数据进行处理，把其中的高频，低频干扰消除。
而主频的选择决定了滤波器的好坏，同时也就决定了滤波结果是否是符合工作要求的，在进行滤波之前需要频谱分析如下图：
图4-2-5地震记录数据频谱分析示意图
然后建立新的一维滤波工作流程，其中所选取的4个频率分别为15Hz，20Hz，85Hz，90Hz。
图4-2-6一维滤波工作流程示意图
通过滤波器滤波，下面是反射波一维滤波处理后的实验记录：
图4-2-7一维滤波后地震记录数据示意图
4.2.4二维滤波
二维滤波主要是滤去面波部分，由于进行的是反射波法勘探，所以面波对工作来说也是一种干扰波，因此可以通过他们之间的不同之处来进行有效波的提取，即利用面波和反射波在速度和主频上的差异，从中提取反射波。
二维滤波要注意的就是频率范围和速度的选择，这对所提取的反射波质量是至关重要的，正确的选取频率和速度，才能将面波从中滤去，如同一维滤波一样，首先要进行滤波器的设计：
图4-2-8二维滤波器设计示意图
然后建立二维滤波工作流程，将设计好的二维滤波器载入。
图4-2-9二维滤波工作流程示意图
下图是二维滤波后的记录：
图4-2-10二维滤波后地震记录数据示意图
4.2.5抽道集
为了进行共反射点道集的叠加，首先必须要从二维滤波后的数据中提取出共反射道集。
而在这之前必须要定义观测系统。
观测系统是炮点和检波器之间的排列关系，根据施工之前的准备，就可以得到该观测系统的各项参数。
第一步，炮点排列，从1-12道接收，炮检距2个道间距，每炮移动一个道间距即2米。
然后是定义检波器的排列，也是增量两米。
最后保存，先给存档文件写一个道头信息，然后在以文本文件的格式保存。
抽道集之前必须要对观测系统进行定义，如下是两记录的处理数据表信息和观测系统图;
图4-2-11定义炮点检波点的桩号以及炮点的位置示意图
图4-2-12定义检波点的桩号以及检波点的位置示意图
图4-2-13炮点和检波点桩号以及几何关系
图4-2-14观测系统的覆盖次数和检波器的叠加次数示意图
下面是反射波数据抽道集后的结果：
图4-2-15抽道集后地震记录数据示意图
4.2.6速度分析
速度分析的目的主要是为反射波资料处理提供速度参数，资料解释，为岩性岩相分析提供解释用的速度参数，对多道记录而言，速度分析是通过地震波能量相对速度的变化来获取速度信息的。
在进行速度谱拾取之前，需要进行常速度扫描，而这个过程需要提供一个速度范围，这可以通过以往的资料获得。
也可以通过地质勘查报告获得大概的范围。
对于此工区而言，常速度扫描选取的是100-4000m/s。
图4-2-16速度分析工作流程示意图
图4-2-17常速度道集CVS
图4-2-18CMP的偏移距道集Off
图4-2-19速度谱分析semb
然后进行速度谱的拾取。
如下，速度拾取原则是能量团与同相轴相对应，连成一条线即可。
如下图所示：
图4-2-20速度拾取
速度谱分析如下所示：
图4-2-21速度谱分析
4.2.7动校正、水平叠加、混波和时深转换
（1）动校正：
把来自同一界面上同一点的不同炮检距的各道反射波到达时间经正常时差校正为零炮检距的共深度点（倾斜界面为共中心点）的自激自收时间；保证各道有效波叠加时能实现同相叠加，形成反射波能量突出的叠加道（自激自收的记录道），从而压制干扰、提高信噪比，获得能直观反映地下构造形态的多次覆盖水平叠加剖面。
目前，动校正处理多用于这种记录。
（2）水平叠加：
水平叠加是利用动校正后有效波与干扰波之间的剩余时差压制多次波和其它规则干扰波；利用多道叠加统计效应压制随机干扰，从而提高记录的信噪比和改善地震记录的质量。
水平叠加处理只有在地层倾角较小时才能得到良好的效果。
水平叠加是常规处理方法中最基本的、最必要的一环。
（3）混波：
混波相对于是一个加权处理的过程，其原理是对其中一个道集而言，通过前后两个或者多个道集的数据从新加权计算该道集的数据。
此次实习中单边接收采用的是12321的方式，混波可以使减小个别有误差的道集对整个处理解释的不利影响，但从保真度来说，混波是对真实的数据进行的改造的。
（4）时深转换：
由于水平叠加处理得出的地震剖面，其纵坐标是一时间来表示的，所以称为实践剖面，在时间剖面中，和反射信息对应的纵坐标是其零偏移距的走时，它可以定性的反映出反射界面的轮廓，但确切的深度和产状还和速度参数密切相关，所以需要输入相应的速度参数，并逐次计算出各反射界面的深度。
（5）通过速度分析所拾取的速度，将时间剖面转换成深度剖面，这样更直观的看出地面以下的分布组成关系。
以便进行地质解释。
但所拾取的速度必须要是正确的，不然，所得的深度剖面，将会与真实的深度关系出现很大的误差。
图4.29动校正+水平叠加+混波+时深转换工作流程图
图4.30水平叠加（时间剖面）
图4.31时深转换（深度剖面）
5.解释推断
5.1折射波法勘探工区解释推断
5.2反射波法勘探工区解释推断
动校正消除了炮检距对反射波旅行时的影响；
滤波处理提高了信噪比，为进一步实验做好准备，滤波处理的关键是有效波和干扰波的划分，干扰波划分过少，会导致最终的水平叠加剖面同相轴混乱，结构构造不清醒；如果有效波划分过多，会使水平叠加剖面的有效信息减少，层界面不明显。
在进行一维滤波分析时，最重要的是分析有效信号所在的频率区间，在选去合适的情况下，就可以将面波、浅层多次波等干扰消除；
水平叠加压制多次波和其它规则干扰波和随机干扰，提高记录的信噪比和改善地震记录的质量；
该剖面由于采用的震源是人工激发的，所以勘测深度只有100-200m，所以该剖面反应的新生代第四系的地层，剖面的连续性一般，基本没有什么突出地质体构造。
6.结论与建议
本次实习为期一周，通过室内教学、实地资料采集、资料整理及解释、报告编写等过程，我们进行了浅层地震反射波法和浅层地震折射波法的数据采集和处理及结果解释。
本次实习基本达到了目的和要求，能够熟练地使用和维护地震仪器和装备。
以分组操作的实习方式，完成了工区的测量工作，锻炼了我们的实际操作技能，以后走上工作岗位打下了坚实的基础。
学习和掌握了多种地震分支方法的野外基本工作方法和技术，并能处理野外出现的一般故障问题。
能够结合实际工区的资料，初步了解地震工作设计的原则和方法。
学习并掌握了地震野外资料的一般整理、处理和图示方法。
能够根据工区实际地质条件和实测的物探资料，独立编写实习报告，初步掌握物探资料的解释方法和地震成果报告的编写方法，培养了综合分析和表达能力。
本次实习主要以反射波法地震勘探的野外工作和解释为主，也进行了折射波法地震勘探的野外数据采集。
此外，希望能提供一些拓展性的东西。
如其他解释软件使用、反射波的处理与解释技巧与方法。
尽管时间有限，但这些可以在课堂授课时提及，以便我们能开拓视野。
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