地震勘探仪器复习提纲详解.doc
《地震勘探仪器复习提纲详解.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地震勘探仪器复习提纲详解.doc(15页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、地震仪器复习提纲第一章 绪论1、地震勘探的任务是什么?地震勘探:用人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播规律,以查明地下地质情况,为寻找油气田或其他勘探目的服务的物探方法(精度高/R高/勘探深度大/石油勘探最有效方法)2、地震勘探仪器的任务是什么?地震勘探仪器的任务:是在地表激发地震波并把返回地表的地震波接收和记录下来。3、地震勘探技术有哪几个环节?环节:(采集/处理/解释)最关键:采集技术(如果不过关,无论采用多先进处理软件和方法,都不能处理出理想地震剖面,得到正确地质信息)4、地震资料的采集技术主要涉及哪些内容?地震资料的采集技术涉及众多内容,大致可分为采集设计、采集方法、装备制造和项
2、目管理。进一步可细分为采集设计、采集技术、质量控制、基础资料管理、信息技术、HSE、测量、装备制造等。(采集设计,地震波的激发和接收(优化采集参数,优化试验方案),质量监控与评价,野外队伍施工)5、什么是震源效应?地层效应?震源效应:震源及其激发条件对激发波波形的影响。地层效应:地震波在地层中传播时受到的各种影响。6、地层效应在哪几个方面对地震波造成影响?波前扩散、吸收效应、反射和透射7、什么是反射波的运动学特征?动力学特征?反射波的运动学特征 与反射波到达时间有关的特征,如到达时间、速度等,称为运动学特征。动力学特征 地震波的波形特征称为动力学特征,它包括振幅特征和频率特征。8、一般是如何界
3、定地震信号的频率范围的? 地震信号的频率范围随震源及其激发条件、地层的选频吸收作用、反射界面的深度和性质等因素而改变。一般认为其下限由有意义的最深反射界面确定可低至10Hz以下,上限由有意义的最浅反射界面确定,可高达250Hz以上。第二章 震源及同步系统1、炸药震源的激发方式有那几种?井中爆炸、水中爆炸、坑中爆炸和空中爆炸,其中井中爆炸效果最好,是陆地地震勘探中最常用的一种激发方式。2、 在使用炸药震源时,如何选择激发岩性和深度?在理论研究和实地试验的基础上,结合地震勘探中震源激发的有关经验,选取最佳激发条件时,应考虑以下因素:一)激发岩性 与深度 1)、激发岩性:一般应选取潮湿的可塑性岩层,
4、如胶泥、粘土、湿沙等。这样的岩性可使大量的爆炸能量转化为弹性震动能量,使激发的地震波具有很强的初振幅。2)、激发深度:常规地震勘探中,选取放炮深度的主要出发点是要提高地震资料的信噪比。一般有两种做法:一是使激发井深大于通过调查得到的面波最大波长。因为随着深度的加大,又激发所产生的地表面波能量变弱,有利于提高信噪比;二是选在低速带底以下35m处。其理论依据是,可以认为低速带地界面(一般相当于潜水面)是一个较强的反射界面,在界面下激发有利于增强向下传播的地震信号的能量。由于能量主要向下传播,有利于减弱面波。二)激发药量的选取 在这里我们要从讨论炸药震源爆炸机理及激发条件对分辨率的影响入手来讨论药量
5、的选取问题。1)、球状集中式药包的爆炸机制球状震源的纵波位移方程 假设在均匀各自同性的无限大的弹性介质中,挖一个半径为a的球形空腔来模拟实际的炸药震源的爆炸。2)、激发子波的振幅、频率与药量的关系 位移与药量大小的定量关系,可以从爆炸原理中得出,在爆破理论中认为球形集中式药包的药量大小与爆破岩石的体积成正比,即为Q=qV,其中Q为炸药量,q为单位体积岩石的炸药消耗量,V为爆破岩石的体积。三)激发方式及药包几何形状的选取四)炸药与岩石的耦合及炸药爆速的选取五)药包起爆点的选择3、 为什么要选择长药柱震源?对于球状集中式药包来说,增大药量有利于提高分辨率但有对频率的高截作用,不利于提高分辨率。为了
6、找到在地表勘探中既能增大药量又不至于降低激发主频,同时能提高信噪比和分辨率的方法,我国的的地震工作者曾经做过了探讨,取得了一定的经验。利用细长药柱震源是一种有利于提高分辨率的激发方式。4、 为什么要选择低爆速炸药?当炸药的爆炸速度等于药包周围介质的传播速度时,最底下药包爆炸所形成的波前在垂直向上与它上面几个药包的波前同相相切,即波的射线在垂直向下的方向上是一致的。垂向应力同相叠加(成倍增加),具有明显的方向性,而在其它方向上各药包的波前为异相,这种强的垂向应力有利于激发出强的纵波,并增大了波的下传能量。当爆速大于介质中的波速时,各药量的波前就不会相切。爆速越是大于介质速度,这种现象越明显,定向
7、性越差。5、 分析激发子波的振幅、频率与药量的关系A=CQ*1/3激发子波强度/振幅正比于药量的1/3次方,A随Q增大有极限值,Q时,A增量很小,激发的能量主要用于岩石的破碎=(爆破能量),小部分转化为弹性波能量fp=CQ*-1/3激发子波频率/峰值频率反比药量1/3次方,同理f随Q增大而减小也有极限值。对于球状集中式药包来说,增大药量有利于提高分辨率但有对频率的高截作用,不利于提高分辨率。6、 什么是多级延迟炸药震源?多级延迟爆炸激发机理与长药柱震源基本一致。也是针对深层勘探提出的一种炸药激发方式。一般认为,该激发方式能在保证地震波频率的前提下有效提高地震波能量。延迟爆炸激发时,每节炸药都可
8、以看作点源,当地震波传播速度正好等于炸药激发速度,且各点源炸药所产生的孔穴之间距离较大时,孔穴下部的疏松介质对下行地震波的吸收影响最小,此时剪切波能量也最小,垂直向下传播的地震波能量最大。这种方式能在常规地震勘探的人射角范围内有效克服由于非球形炸药激发引起的地震波传播的方向性的影响。7、 什么是可控震源?采用可控震源工作时,为什么一定要用相关叠加技术?可控震源是根据相关分析的理论,利用液压震动器产生的频率和震动时间可控的信号作为输入地下的地震信号的一种震源设备。应用这种设备进行地震勘探的理论依据在于对地震波能量的计算。 对于一个延续时间为Dt =t2-t1的地震脉冲S(t),它的能量表达式为:
9、显然,ES的大小与地震波的幅度S(t)有关,同时也与延续时间D t有关。因此,要增大有效波的能量ES有两个途径:一个是用增加炸药量的办法来增加地震脉冲的振幅,但这种办法前面我们讲过,会受到一定的限制,对增大有效波的振幅并不显著。二是增长地震脉冲的延续时间D t,但信号延续时间过长又降低了分辨力。为了解决这一矛盾,有人提出了根据相关分析理论的连续振动法(脉冲压缩记录法)。 这种方法是向地下输入延续时间很长的连续振动信号作为激发源,在地面接收反射回来的这种长持续时间的反射信号,然后与参考点的连续振动信号作相关,最后得出用相关函数表示的地震记录。这样作的结果,不仅可以提高有效波的能量,而且在相关过程
10、中有效地压制了干扰,提高了信噪比。 在相关记录上,只有相关子波峰值出现的时刻才是反射波到达的时间。8、 如何观察冲击震源和可控震源的记录?在相关记录上,只有相关子波峰值出现的时刻才是反射波到达的时间,在冲击震源形成的记录上,幅度跳变时刻被认为是反射波到达的时间。9、 为什么要配备震源同步系统?由一般哪几部分组成?同步震源遥控爆炸系统,简称遥控爆炸系统,或叫遥控爆炸机。因为它是为实现地震勘数字化而研制的,所以又称为震源同步遥爆系统,简称震源同步系统。由三部分组成:一个称编码器,通常装在仪器车里,通过电缆与地震仪连接;一个称译码器,也叫起爆器(爆炸机),通常在炮点使用,受编码器控制,用来启动震源;
11、另一个是电台,它跟编、译码器组装在一起,起信号和语音传输作用。10、 同步码的设计必须考虑哪些问题?同步码设计:保密性(某1发出的信号只有与它配套的2能够识别并执行,同时1也只能识别接收与之配套的2发出的信号,两者间联系一一对应);可靠性(对于接收的同步码,即使受到一定程度干扰,让不能影响其主要特征,从而可以被识别执行)第三章 地震检波器1、理解地震检波器的分类原则检波器分类:1.自然频率高低(低频/中/高)2.应用环境(陆上/海上/沼泽)3.电学原理(电磁式/涡流式/压电式)4.检测的力学参数(速度型/加速度型/压力型)5.接收地震波的震动方向(单分量/三分量/四分量)2、 理解电动式检波器
12、的运动方程、输出电压方程、自然频率、阻尼系数、振动形式等概念电动式检波器(速度型)(幅频响应:高通滤波器):1.运动方程:通过分析线圈受力情况和电动式检波器各部分的运动关系,导出线圈运动x与地面运动z的关系d2x/dt2+2hdx/dt+w02x=- d2z/dt2,其中h为衰减系数=(+s2/R)/2M,s为机电转换系数2.输出电压方程:在运动方程基础上进一步导出电动式检波器输出电压与地面运动的关系d2V/dt2+2hdV/dt+w02V=- G0 d3V/dt3 ,其中G0=R0/R*s3.w0=sqrt(k/M)自然频率,w0越低,接收深层低频能力越强,压制面波能力越弱.k为弹簧弹性系数
13、/M线圈与线圈架组成的惯性体质量 4.阻尼系数D=h/w0 5.振动形式:电动式检波器输出电压v随时间t的变化规律,固有振动特点(输入信号消失后输出要延迟一段时间,故当检波器固有振动延续时间相邻界面反射时差时,检波器输出的两界面反射信号无法分辨,检波器固有振动延续时间应缩短) 6.D1过阻尼,非周期性且衰减迅速;D=1临界阻尼,周期振动向非周期过渡的状态 7.从频率响应来看,若将电动式检波器输出电压频谱与地面震动速度频谱之比称为传输函数H(jw),振幅谱为G(w),D1/sqrt2,G(w)单调递增趋于G0;D=1/sqrt2,最佳阻尼,属于欠阻尼3、 理解涡流检波器的概念,搞清涡流检波器与动
14、圈式检波器主要区别点涡流的概念:把一个块状的金属(导体)放在变化的磁场或让它在磁场中运动时,金属块内部将产生感生电流。因为这种电流在金属块内自成闭合回路,很像水的漩涡,故称为涡电流,简称涡流。 主要区别点:涡流检波器就是利用涡流特性而制成的检波器,它不同于动圈式检波器,是一种提升高频信号的加速度型检波器,它具有较好的高频特性,组串测量时检波器的信号干扰小,且各个检波器的阻尼参数不发生变化等 特点,主要用于石油、煤田和天然气等高分辨率地震勘探,是一种新型的陆地地震检波器。(1)涡流检波器是加速度型检波器,而不是速度型检波器(2)涡流检波器的接线柱与线圈之间具有可靠的连通性(3)涡流检波器的频率响
15、应与常规速度型检波器的频率响应曲线是不同的涡流vs动圈:1.w是加速度型检波器d是速度型检波器d是将漆包线绕在铝制线圈架,当线圈架惯性体在磁场运动时就在铝制线圈中产生涡流,对运动形成阻尼作用,线圈中检测出的信号正比于速度;w,涡流不仅用来提供阻尼,主要用来产生磁场,这个磁场作用来产生信号源.在固定检波器线圈中所产生出来的信号是二次能量转换产生的一个次级响应,正比于加速度2.w的接线柱与线圈间具有可靠连通性由于常规动圈式检波器的输出由可动线圈产生,故必须对可动线圈进行电路连接.有两种方式来完成连接:1.转芯结构:让线圈沿轴线悬挂在两个弹簧片上可作旋转,簧片内装有弹性导电滑环,用弹簧片和导电滑环作
16、为可动线圈电路连接的一部分;2.在可动线圈和检波器的顶盖的接线柱之间没有相对运动,线圈的接线端就可以直接焊接在检波器的接线柱上,故电路有极可靠的连通性,引线簧和旋转滑环接触都不需要了,d采用1,w采用2 3.w与d的频率响应曲线不同:0频段,速度型的幅频特性是水平的,而加速度型的开路电压幅频特性按6dB/oct增加,故可对大地和对高频信号的吸收起到一定补偿作用;=256kHz对模拟信号进行采样.故电路中可省假频滤波器/采样保持放大器,消除了一部分噪声源和非变性线畸变 分样:用过采样频率许多倍的较低f对过采样产生的一位数字信号再进行抽取=数字抽取,需满足采样定理24位A/D转换器有关参数:转换位
17、数n,满刻度值m:则动态范围20lg2(n-1)大;量化单位m/2(n-1)小;量化电平2(n-1)多;分辨率1/2(n-1)高,完全适应输入地震信号120dB7、 理解SN408UL仪器地震区域网络和采集链概念1)、408UL仪器地震区域网络:408UL系统突破了传统遥测技术设计局限,采用了被称为”综合遥测技术”或者说”地震区域网络”思想.网络遥测技术的核心是将计算机网络中的节点概念引入到遥测地震仪系统中,从而将遥测仪器系统作为一个计算机网络去对待.即把外线排列中的采集站/交叉站等各种地面电子设备都定义成网络节点,并通过仪器系统软件区控制和管理.408UL地震区域网络由控制节点、记录节点、数
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地震 勘探 仪器 复习 提纲 详解
链接地址:https://www.31doc.com/p-2739088.html