中國地質大學( 武漢)地空學院 院 地震實驗報告

　 姓 姓

　 名:

　 沈

　班 班

　 級:

　 班

　學 學

　 號:

　 時

　 間 :

　 5 2015 年 年 5 05 月

　指導老師: :

　張

　一、 實驗目得

　實驗一:

　 1、 淺層地震裝備得基本組成;

　 2、認識 GEODE96 淺層地震儀得主要結構,并學會該類儀器得操作方法;

　 3、地震波認識。

　 實驗二:

　 1、掌握淺層地震數據采集方法及注意事項

　 二、儀器介紹

　 1、儀器簡介 全套美國 GEOMETRICS 公司生產得 Geode96 淺層地震儀(相當于四套獨立得24 道淺層地震儀)該儀器能滿足折、反射地震勘探、井間勘探、面波調查等地震監測需要,應用Crystal公司得A/D轉換器與高速過采樣技術達到了24位地震儀得精度。頻帶從 1、75Hz 到 20,000Hz,使得采樣間隔可以從 20 毫秒到 16 微秒。采樣到得數據疊加到 32 位得疊加器中,然后傳回到主機得硬盤或其它介質上。內置預觸發器,每道有 16K 得內存。用硬件相關器對震源信號進行實時相關運算。Geode 包裝堅固、防水、防震,有提手,重 4、1 公斤,用 12V 得外接電池可以連續工作 10 個小時。(如下圖)

　 2、主要操作功能鍵及快捷鍵

　注釋: 1 鎖定與解鎖;2 清除界面;4 檢測噪聲;7 保存 3、操作步驟及注意事項 1、每個GEODE用數傳線按規定串聯,通過數傳盒與筆記本電腦得USB口連接。

　2、每個 GEODE 接上 12V 電源。

　3、開關接到與筆記本相連得第一個 GEODE 上。

　4、傳盒上得開關置于 POWER UP 處。

　5、采集控制程序,并按工作需要設置好各項參數,然后進行正常數據采集工作。

　6、出采集控制程序之前,應將數傳盒上得開關置于 POWER DOWN 處。

　7、卸下各連接線并清理整齊。

　8、注意得就是:在正常工作過程中,任何時候移動數傳線與 GEODE 得連接頭時,必須退出采集控制程序。另外 Y 型頭上有紅色標記得與 GEODE 得前 12 道相連接。而且采集控制軟件運行得語言環境必須就是英語(美國)。

　三、實驗內容

　1、淺層地震裝備認識及地震波認識:第一周上午主要就是老師介紹檢波器、地震儀以及實驗裝備,認識設備后進行采集裝置得連接,全班同學輪流當做指揮員與爆破員;

　 2、淺層地震數據采集實驗:隔一周之后得上午全體同學使用地震儀進行淺層地震數據得采集及簡單得分析,并對干擾波進行識別。

　四、主要步驟

　1. 在物探樓后,從東至西開始布置 36 道檢波器,道間距為 1m,用兩臺地震儀相連進行數據采集與接收; 2. 用鐵錘敲擊放炮,檢波器接收記錄,并觀察地震記錄,若發現有錯誤道,相反道進行相應測線位置道得檢波器檢查,直至所接收得地震記錄良好(性噪比較好,在 30-60db 范圍內前段時間資料平坦無波動); 3. 完成上述步驟后,首先觀測未激發震源時得地震記錄,觀察隨機干擾波; 4. 放炮,觀察地震記錄,觀察聲波,面波,直達波,折射波以及高能干擾得范圍位置及形態; 5. 根據面波,折射波,反射波得出現位置選擇最佳窗口然后依據最佳窗口使炮點移動來進行相應得反射波與面波勘探從而得到明顯得反射波與面波; 6. (實驗二內容)

　 6 6 、 1 簡單連續觀測系統設計 簡介

　: :

　 單次覆蓋觀測系統:雙邊激發、單邊激發、中間激發、間隔單次覆蓋。如果震源固定在排列得一端激發,每激發一次,排列沿測線方向向前移動一次(半個排列長度),這種觀測系統叫做單邊激發(或叫單邊放炮)簡單連續觀測系統。

　如果震源位于排列中間,也就就是在激發點得兩邊安置數目相等得檢波器同時接收,這種形式得觀測系統稱為中間激發觀測系統(或叫中間放炮觀測系統)。

　 簡單連續觀測系統得最大特點就是接收段靠近激發點,能避開折射波干涉,便于野外施工,但受面波與聲波干擾較大。

　 簡單連續觀測系統 （a）雙邊激發;(b)單邊激發;(c)中間激發;(d)間隔單次覆蓋

　6 6 、 2 干擾波調查及窗口大小得選擇: :

　各種規則有效波,它們得時距關系均具有相干性(即相鄰道之間波到達得時間就是有規律得,并且就是可以預測得),這就為我們利用多道儀器追蹤有效波信息創造條件。但就是,各種波得時距曲線得相干性并不就是一樣得,有得就是直線,有得就是曲線,于就是相互之間會互相干涉,就存在一個有效波得追蹤范圍與追蹤地段問題。

　干擾波調查就是采集單炮多道地震記錄,排列長度依據勘探深度與有效波分布得范圍確定,本次實習排列長度36道,道間距為1m,偏移據為0m,不使用模擬濾波器。本次干擾波得實驗采取單邊放炮并且對采集得實驗數據進行繪制成圖,并進行分析。具體如下:

　圖(1)單邊放炮第一次數據

　圖(2)單邊放炮第二次數據 從以上倆附圖可以瞧出,第二次得數據信噪比比第一次要高,不過倆次實驗測得得數據基本一致,我們可以瞧出首波均很明顯,均在 13 道左右發生轉折,我們可以判斷,在這之前得首波為直達波,在這之后得首波均為速度更大得折射波,因此我們在折射波勘探中要考慮到觀測窗口得大小對實驗得影響,要求最小炮檢距要大于十三道得位置,即大于轉折點對應得炮檢距,這樣便壓制了直達波對地震勘探得影響。

　 6 6 、 3 雙邊放炮、中間放炮觀測對比: :

　 圖(3)正向追逐炮

　圖(4)反向追逐炮

　 圖(5)中間放炮

　 從圖(5)中我們可以瞧到在中間激發時,我們可以同時觀測到炮點倆側得地震數據,具有宏觀對稱性,這樣在一定程度上避免了因炮點與檢波點相距太遠導致能量衰弱得現象。

　從圖(3)與圖(4)中我們可以清楚地辨別各種波形,從反向追逐炮中明顯地瞧到前面有幾道可能就是在移動炮點時碰到了檢波器,使檢波器出了些問題,但就是對整體影響不大。我們可以瞧到下圖所示得情況:

　在折射波法地震勘探中,比較流行得就是采用相遇追逐觀測系統。O1 就是 O2得追逐炮,O4 就是 O3 得追逐炮;若測線方向為 O1→O4 方向,則 O1 稱為正追逐炮, O2 稱為正相遇炮, O3 稱為反相遇炮,O4 稱為反追逐炮。

　追逐炮得作用: (1)可以利用追逐時距曲線與相遇時距曲線得平行性延長解釋區間;

　(2)確定直達波與折射波得交點; (3)判斷有無穿透現象(有穿透可能就不平行)。

　6 6 、 4 單邊多次覆蓋實驗: :

　本次實驗得最后一個為多次覆蓋實驗,多次覆蓋觀測系統就是為了壓制多次反射波之類得特殊干擾波,提高地震記錄得信噪比,采取有規律地同時移動激發點與接收排列,對地下界面反射點多次重復采樣得觀測形式叫多次覆蓋觀測系統。多次覆蓋觀測系統與簡單連續、間隔連續觀測系統得區別就是移動激發點與接收排列得距離較短,可以重復觀測地下界面。對地下界面重復觀測多少次就稱為幾次覆蓋。多次覆蓋觀測系統炮點移動距離與覆蓋次數與地震儀器得接收道數滿足:

　 式中ν 表示炮點每次移動幾個道間距;n 就是地震儀器得接收道數 ; N 就是覆蓋次數; S = 1 表示單邊放炮;S=2 表示雙邊放炮。

　本次實驗所采用得就是六次覆蓋,道數選擇 12 道,單邊放炮,我們可以據此算出ν = 2;因此我們從零炮檢距位置開始依次隔倆個道激發一次,相應得電腦中參數可以方便地將觀測系統往后移動倆道。得到得六次覆蓋圖如下:

　 圖(1) 第六次覆蓋地震記錄

　圖(2) 第五次覆蓋地震記錄

　圖(3) 第四次覆蓋地震記錄

　 圖(4) 第三次覆蓋地震記錄

　圖(5) 第二次覆蓋地震記錄

　圖(6) 第一次覆蓋地震記錄

　五、實驗收獲與體會

　 感謝老師安排此次實驗,讓我有機會親自安插檢波器、掄大錘激發地震波與操作電腦,這就是我大學期間第二次如此密切得接觸地震勘探得主要設備。

　第一次就是在去年跟著張老師與夏老師去江灘做過一次實驗,但就是由于當時專業知識還不充足沒有太了解各個流程得具體步驟。通過這次實驗,我認識了淺層地震儀,了解怎樣布置測線,包括測線方向,長度,檢波器得布置與連接,道得接入等,了解了地震震源得要求,還掌握了地震勘探過程中得操作步驟,以及原始數據圖件得查瞧、檢錯,原始噪聲得觀測等等。

　總之,整個過程張老師講解都非常詳細,也非常耐心地回答我們得問題,這次實驗收獲確實很多,整個過程都對以后北戴河實習以及工作奠定了堅實基礎。再次感謝老師以及所有跟我共同完成任務得同學~~ 附

　 一、思考題: :

　1. 地震勘探得主要裝備有哪些？ 地震勘探得主要裝備有震源激發裝置(如鐵錘,雷管,炸藥等),檢測裝置:檢波器(根據不同得勘探要求選擇不同頻率得檢波器),接收與存儲裝置:地震儀(用于各測線及道得數據接入放大等)。

　2. 各種波得特點 直達波: :在均勻地層中由震源直接傳播到觀測點得地震波。

　原始資料圖上為前段所達時間最短得傾斜得直線,但由于炮間距增大被其她波得掩蓋,所以只能瞧到一直線段。

　折射波: :地震波在傳播中遇到下層得波速大于上層波速得彈性分界面,而且入射角達到臨界角(使透射角為90°)時,透過波將沿分界面滑行,又引起界面上部地層質點振動并傳回地面得波。

　 原始資料圖上為直達波后傾斜角度更大得射線(由于盲區得存在),由于傳播時間比其她波時間都短又稱初至波,其她波則成為續至波。

　瑞雷面波: :地震勘探中主要就是瑞雷面波,特點:能量強,縱向衰減快橫向衰減滿,面極化逆進橢圓,且具有頻散現象,由于沿地表傳播與折射波反射波所對應得視速度不一樣,可以利用這一特點來進行作為干擾波

　得壓制。

　 原始資料圖上為縱向衰減快橫向衰減慢,能量強得掃帚狀。

　反射波: :由于界面上下性質不同將發生反射現象。

　 原始資料圖上反射波為雙曲線,其漸近線為直達波直線,由于面波能量及其它干擾波能量強在圖上被掩蓋,但經過各項校正及振幅恢復等一系列數據處理將得到反射波剖面圖。通過對共反射點進行正常時差校正以及偏移處理將得到地震剖面圖。

　3. 觀測系統(道距、偏移距、排列長度、排列方向、炮檢距、炮間距)得概念？ 道距: :檢波器道與相鄰道之間得距離; 偏移距: :炮點到相鄰最近檢波器之間得距離;

　排列長度: :一條測線得總長度等于(一條測線檢波器總數-1)與道距得乘積; 排列方向: :一條測線布置得方向,

　本身排列與檢波器沒有特定關系,但習慣上根據接收得先后順序分為正排列與反排列。設某一排列方向為正排列則反方向排列為反排列; 炮檢距: :炮點到檢波點之間得距離; 炮間距: :相鄰炮點之間得距離。

　4. 采集參數(采樣間隔、采樣點數、采樣長度、文件記錄格式)得概念？ 采樣間隔: :采樣所用得時間間隔; 采樣點數: :(總得采樣時間/采樣間隔)+1; 采樣長度: :總得采樣時間; 文件記錄格式: :地震記錄得保存形式為 SEG-Y,SEG-2,SEG-D。

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