地震勘探原理部分问题解答

1、二维/三维（陆地/海洋）地震勘探，炮点（激发点）和检波点（接收点）的排布位置如何？画图作答？

（1）陆地地震勘探

二维陆地地震野外采集：震源激发与检波器都位于一条直线上，可以得到一张垂直于地面的地震反射剖面。

三维陆地地震野外采集：合理布置激发点和接收点，可以得到三维空间的地震数据体。

四维陆地地震野外采集：在不同的时期对同一地区进行重复三维地震勘探，以监测地下油层的开采状态。

    需要注意的是：世界上地震勘探的野外采集还有纵波勘探、横波勘探、多波多分量勘探之分，如果不加说明，都是特指纵波反射波勘探。

    检波器的放置：

（1）一个检波器接收到的数据通常称为一道地震波。

（2）在一个地区由一次放炮的一组检波器接收到的多道数据作为一个数据集（单炮数据）。

（3）在一个地区由多次放炮的一组检波器接收到的数据作为多炮数据。

（2）海上地震勘探

A、拖缆地震勘探

    海上空气枪震源被拖在船尾一定距离、水下一定深度处，海上检波器被封闭在船尾一定距离、水下一定深度处的拖缆中。海上地震勘探时，震源和检波器是跟随地震船连续作业的，不需要停下来，也不需要为放炮而钻炮眼，没有特殊地形和其他人为限制的影响。海洋地震勘探工作可以连续施工，和测线均匀覆盖，没有路上常有的迫使测线中断的情况。目前，拖缆长度可达到数公里，淡单缆可以实现二维地震勘探作业，多缆可以实现三维地震勘探作业。

    地震船上有雷达与导航系统，不要求能见度，使用不受限制。——效率高，成本低。

    陆地地震勘探采用炸药震源或者可控震源，而海上地震勘探主要采用空气枪震源（通过一定装置，将空气储存在高压容器中，加压到一定程度后突然在海水中释放）。

    尾标周围可能有海狮活动会造成噪声、拖缆撞击海底也会引起噪音、鱼类撞击拖缆也会引起噪音、相邻区域进行测量也会产生领队干扰波等。

 B、海底电缆地震勘探

     将封闭的海底电缆长期放置在钻井平台的海底附近，每间隔一定时间在海面激发地震波，在海底接收地震波，可以达到检测地下油藏开采动态的目的。在一些浅水和海陆过渡带不便于开展拖缆地震勘探的水域，可以采用这种方法。

2、以陆地勘探为例，炮点激发，将地下介质近似为弹性介质，由激发信号经过地下介质的传播，在地表上采集到的信号称为地震数据，也就是我们常说的正演过程。地震数据包含：体波（反射比、直达波、折射波等）、面波（勒夫波、瑞利波/地滚波）、噪声。

1）你认为正演模拟（合成数据）和实际的地震数据，除了噪声外有什么差别?比如，是否含有面波？振幅衰减差异？

    答：

2）利用合成数据去做反演和利用真实数据去做反演，他们的反演过程/结果会有什么差异？

    答：

3、请标出真实数据中的直达波、反射波、折射波、面波、初至波、噪声？

    答：（1）直达波：是指在均匀地层中由震源直接传播到观测点的地震波，直达波的速度为地震波在表层地层中传播的真速度，在多层介质中的直达波改称透过波。

（2）反射波：指的是地震波入射到两种不同介质的分界面上，反射线、入射线与界面法线在同一平面内，反射线与入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。

（3）折射波：指的是地震波入射到两种不同介质的分界面上，会以一定的角度产生透射，反射线、透射线、界面法线在同一平面内，入射角的正弦和入射介质中波的速度之比等于透射角的正弦和透射介质中波的速度之比。

（4）面波：沿地球自由表面或界面传播的波（特征：频率低、振幅强、有频散、速度低，低于体波）。

（5）初至波：是指在地震记录上第一个到达的波，地震波传到第一个地层而反射回来的第一个被检波器接收到的波。地震波波前到达某个观测点，在观测点上，检波器检测到质点振动的时刻称为波的初至时间，简称初至，一般也叫初至，其后到达的波在振动的背景上出现，称为续至波。普通反射波法记录的初至波除直达波外是低速带底界的折射波。

    初至波与直达波的关系：直达波是一种从震源出发不经过反射、折射而直接到达地面各接收点的地震波。 这种波仅在离震源很小的距离上（开始的几十米），作为初至波记录下来。 对于非纵测线垂直剖面，记录上的直达波并不总是初至波。 在层状介质中该波在界面上产生折射，因此层状介质中的直达波是透射波。

    初至波拾取是在数据集的多道数据分别识别出初至波。一般来讲检波器第一个接收到的振幅明显的波就是初至波，初至波拾取的难点有时检波器第一次接收到的波有可能是直达波（地震波未经过地层，由地表传到检波器的波），还有可能由于检波器距离放炮点过远，其他地层通过反射、折射回来的波有可能比初至波更先被检波器接收。

（6）噪声：是指在发生、检查、测量或记录系统中与信号存在与否的一切干扰，初至波之前的部分是背景噪声。

4、在传统反演方法中，初至波常常被用来计算初始速度模型，为什么?说说你的理解？

    答：初至波是指检波器首次接收到的波。在地震波场中，初至波到时信息由于初至震相可追踪、易识别性，在地震学领域占有重要的位置，广泛地应用于叠前偏移、叠前速度分析、地震走时层析成像及地震定位等。

层析反演静校正：只考虑地震记录上最早到达的波，利用该方法求出低速带埋深和速度进而求取静校正量，层析反演静校正是对近地表结构模型进行网格划分，以及浅层速度模型的建立，采用对每一对炮检旅行时射线追踪，正反演多次迭代，从而求出相对正确的浅层速度模型，最终求取准确的基准面静校正量。

静校正：是指补偿由于地表高层变化，炮井深度，风化层的厚度和速度变化对地震资料的影响。其目的是获得在一个平面上进行采集，而且没有风化层和低速带存在的反射波到达时间。静校正中需要校正的时间量为静校正量，一般用毫秒表示。由于某一个地震道从浅到深的校正量是一样的，所以称之为“静”校正。而共中心点道集的动校正量从浅到深是变化的，称为“动”校正。与动校正量永远为正不同，静校正量是有正有负的。可以分别计算出激发点和接收点的静校正量。

参考：[1]陈爱萍,邹文,何光明等.初至波地震层析成像中自动生成初始速度模型的方法研究[J].物探化探计算技术,2014,36(05):583-586. 

[2]赵烽帆,马婷,徐涛.地震波初至走时的计算方法综述[J].地球物理学进展,2014,29(03):1102-1113.

5、当对同一片区域进行地震勘探时，什么会影响最终获得地震数据？

提示：震源信号类型不同(频率、波形)/观测系统不同（检波器距离）/检波器响应不同/等。

    采集方式、采集仪器精度、观测系统、激发方式、接收方式、仪器参数、经费预算、更多的道数、更多的炮点、更宽方位、更大炮检距、更宽的频率、

    答：（1）激发质量影响地震资料质量：激发方式、激发药量、激发深度（井深）等都会影响地震振幅。

（2）反射波时间与地质和地表因素有关：近地表存在风化层或低、降速带低、降速带的厚度和速度发生变化。

    对地震勘探资源的要求：能量足（保证获得深层的反射）、频带宽（激发地震波频率适中）、噪音小（尽量不产生噪音）、一致性好、健康安全与环保。
6、域自适应：正统的方式，也就是应用驱动。人造数据集上监督训练，实际数据集上域自适应。从操作层面，先获得实际数据集，根据它们的观测系统（假设是统一的），构建人造数据集。
当对地质条件理解不够的时候，就选择几个已有的速度模型，进行正演数据集生成。
域适应的训练过程：最简单的数据。
观测系统的迁移有必要吗？观测系统的改变频繁吗？不同频率的震源，常见？

 参考：迁移学习：域自适应理论简介Domain Adaptation Theory - 知乎 (zhihu.com)