勘探地震学 下PDF电子书下载

1引言 1

概述 1

1.1地震方法简介 2

1.1.1反射波法 2

1.1.2地震折射波法 3

1.2地震勘探的历史 3

1.2.1历史资料 3

1.2.2初期事件 4

1.2.3早期油气勘探 5

1.2.4地球物理研究公司 10

1.2.5 20年代的其它活动 11

1.2.6早期的地球物理勘探实例 15

1.2.7承包体制在地球物理行业中的发展 16

1.2.8反射仪器及方法的发展 17

1.2.9可回放记录共中心点方法及非炸药震源 23

1.2.10近期历史 26

1.3地球物理活动 27

1.3.1勘探地震学的未来 27

1.3.2地球物理活动的历史 29

1.3.3 1991年的资料 31

1.4勘探地震学文献 34

参考文献 35

2地震波理论 39

概述 39

2.1弹性理论 40

2.1.1在拉紧的弦上传播的波 40

2.1.2应力 42

2.1.3应变 43

2.1.4虎克定律 44

2.1.5弹性常数 46

2.1.6应变的能量 47

2.2波动方程 47

2.2.1标量波动方程 47

2.2.2矢量波动方程 49

2.2.3含场源的波动方程 50

2.2.4克希霍夫定理 51

2.2.5波动方程的平面波解 51

2.2.6球面波的解 52

2.3波的一般性质 54

2.3.1简谐波 54

2.3.2波的干涉 55

2.3.3惠更斯原理 55

2.4体波 56

2.4.1纵波和横波 56

2.4.2位移和速度势 59

2.4.3流体介质中的波动方程 60

2.4.4边界条件 61

2.4.5球面波 62

2.5面波 64

2.5.1概述 64

2.5.2瑞利波 64

2.5.3斯通莱波 67

2.5.4勒夫波 68

2.5.5管波 70

2.6各向异性介质 73

2.6.1各向异性的类型 73

2.6.2横向各向同性 74

2.6.3横向各向同性介质的波动方程 76

2.7波传播过程中的介质效应 77

2.7.1能量密度和几何扩散 77

2.7.2吸收 79

2.7.3吸收和扩散的相对重要性 80

2.7.4波散和群速度 81

2.7.5反射和折射：斯内尔定律 83

2.8绕射波 85

2.8.1基本公式 85

2.8.2部分水平面的绕射效应 86

2.8.3绕射波在时间域的解 88

2.8.4半无限平面的绕射效应 88

2.8.5利用惠更斯原理构造绕射波的波前面 89

习题 91

参考文献 96

3界面处的能量分配 98

概述 98

3.1边界条件的应用 98

3.1.1简介 98

3.1.2策普里兹方程组 99

3.1.3 Kno方程组 102

3.1.4能量的分布 103

3.2垂直入射处的能量分配 104

3.3非法向入射时的能量分配 105

3.4振幅随入射角的变化（AVA） 106

3.5首波 110

习题 111

参考文献 113

4几何地震学 115

概述 115

4.1常速度的反射路径 116

4.1.1水平反射界面正常时差 116

4.1.2倾斜反射层；倾角时差 117

4.1.3横向倾角 121

4.1.4有偏移距时接收到的反射点 123

4.2垂直速度梯度与射线路径曲线 124

4.2.1速度变化的影响 124

4.2.2等效平均速度 124

4.2.3速度分层 125

4.2.4射线路径方向速度变化的影响 126

4.2.5速度随深度线性增加 128

4.3折射路径 130

4.3.1简介 130

4.3.2单层水平折射层 130

4.3.3多层水平折射层 132

4.3.4倾斜折射层的影响 133

4.3.5潜水波（Diving Waves） 135

4.3.6折射层上覆地层的速度随深度线性增加 137

习题 137

参考文献 144

5地震速度 145

概述 145

5.1沉积岩模型 14

5.1.1一组均匀的球面 145

5.1.2根据模型得到的结论 147

5.1.3 Gassmann， Biot， Geertsma方程 149

5.1.4非孔隙性岩石模型 150

5.2速度的实验数据 151

5.2.1简介 151

5.2.2岩性的影响 153

5.2.3密度的影响 158

5.2.4孔隙度的影响 159

5.2.5埋藏深度与压力的影响 160

5.2.6地质年代、频率和温度的影响 162

5.2.7隙间流体的影响 164

5.2.8影响速度的各个因素的总结 165

5.3速度概念的应用 166

5.3.1简介 166

5.3.2风化层或低速带 166

5.3.3永冻层 167

5.3.4异常压力检测 168

5.3.5天然气水合物的影响 172

5.4速度的测量 172

5.4.1与速度有关的术语 172

5.4.2常规井中测量 173

5.4.3速度（声波）测井 174

5.4.4根据旅行时—炮检距曲线求取速度 177

5.4.5根据反射波振幅求取的参数 179

5.4.6速度信息的其它来源 181

5.5速度资料的利用 183

习题 183

参考文献 187

6地震同相轴的特征 192

概述 192

6.1地震同相轴的明显特征 193

6.2反射波 195

6.2.1合成地震记录 195

6.2.2反射波的性质 197

6.2.3菲涅耳带 199

6.2.4反射层曲率的影响 203

6.2.5三维的影响 208

6.3一次波以外的其它同相轴 210

6.3.1绕射波 210

6.3.2多次波 215

6.3.3折射波 220

6.3.4反射折射波 223

6.3.5面波 223

6.4分辨率 224

6.4.1简介 224

6.4.2垂直分辨率 224

6.4.3调谐厚度与薄层效应 224

6.4.4水平分辨率 227

6.5衰减 227

6.5.1衰减机理 227

6.5.2吸收的测量 231

6.6地震子波的波形 232

6.6.1理想子波的特性 232

6.6.2里克子波 234

6.7噪音 235

6.7.1地震噪音类型 235

6.7.2利用叠加衰减随机噪音 235

6.7.3衰减噪音（去噪）的方法 236

习题 237

参考文献 241

7地震设备 244

概述 244

7.1确定施工位置 244

7.1.1陆地测量 244

7.1.2海洋定位 246

7.1.3无线电定位 246

7.1.4导航卫星定位 249

7.1.5全球定位系统（GPS） 250

7.1.6声波与惯性定位 251

7.1.7对拖缆进行定位 254

7.2陆地脉冲震源 254

7.2.1理想震源 254

7.2.2井中的爆炸震源 255

7.2.3大脉冲量地面震源 260

7.2.4小型地面震源 262

7.3非脉冲震源 265

7.3.1可控震源 265

7.3.2 Sosie（索西地震法） 268

7.3.3陆地震源的选择 268

7.4海洋设备 269

7.4.1简介 269

7.4.2气泡效应 270

7.4.3气枪 271

7.4.4聚爆震源和其它海洋震源 274

7.4.5海洋震源的选择 275

7.5检波器 276

7.5.1检波器的理论 276

7.5.2数字化检波器 282

7.5.3水听器 283

7.5.4拖缆 284

7.5.5水听器与陆地检波器记录之间的匹配 286

7.6记录 287

7.6.1放大器的技术要求 287

7.6.2记录仪 287

7.6.3模拟记录 289

7.6.4数字表示 292

7.6.5数字仪器 292

7.6.6显示 294

习题 295

参考文献 298

8反射地震的野外方法 301

概述 301

8.1要考虑的基本内容 301

8.1.1数据采集 301

8.1.2地震队组织结构 302

8.1.3环境与安全因素 303

8.1.4野外施工的管理 303

8.2陆地勘探的野外施工 304

8.2.1程序 304

8.2.2许可权 304

8.2.3设计测网 304

8.2.4野外流程 305

8.3野外观测系统 306

8.3.1排列的类型 306

8.3 2单次覆盖 307

8.3.3共中心点方法（CMP） 308

8.3.4野外限制与特殊方法 310

8.3.5组合的概念 312

8.3.6均匀线性组合 313

8.3.7带权值的组合（锥形组合） 316

8.3.8面积组合 316

8.3.9实际应用组合时的限制 317

8.3.10空间采样的要求 319

8.3.11提高分辨率 319

8.4野外参数的选择 320

8.4.1噪音分析 320

8.4.2野外采集参数的确定 322

8.4.3野外测试 324

8.5定义近地表层 325

8.5.1井中测量 325

8.5.2近地表折射层 325

8.6海洋勘探方法 327

8.6.1常规海洋勘探方法 327

8.6.2浅水与有障碍的海洋勘探 328

8.6.3剖面法 328

8.7过渡带勘探 330

8.8数据整理 332

8.8.1野外处理 332

8.8.2高程与风化层校正 332

8.8.3拾取反射波*绘制剖面图 335

习题 338

参考文献 343

9数据处理 347

概述 347

9.1变换 348

9.1. 1积分型变换 348

9.1.2傅里叶分解及合成 348

9.1.3傅里叶变换 349

9.1.4多维傅里叶变换 350

9.1.5拉冬变换 350

9.1.6变换的实际应用 351

9.2褶积 352

9.2.1褶积运算 352

9.2.2采样、插值与假频 354

9.2.3地层的滤波作用 357

9.2.4水波混响与反褶积 358

9.2.5多维褶积 359

9.3相关 359

9.3.1互相关 359

9.3.2自相关 361

9.3.3归一化相关 361

9.3.4可控震源分析方法 362

9.3.5多道相干 363

9.3.6符号位记录 365

9.4相位问题 366

9.5反褶积与频率滤波 368

9.5.1简介 368

9.5.2确定性反滤波 368

9.5.3虚反射和递归滤波 369

9.5.4用地震检波器和水用检波器记录相结合的方法去除虚反射 369

9.5.5最小平方（维纳）滤波 370

9.5.6白噪化 372

9.5.7预测（间隙）反褶积 376

9.5.8其它类型的反褶积 376

9.5.9子波处理 377

9.5.10频率滤波 378

9.5.11时变滤波 379

9.5.12选择反褶积参数 379

9.5.13多道反褶积 381

9.6自动静校正 381

9.6.1静校正和正常时差校正的关系 381

9.6.2地表一致性模型 381

9.6.3叠加道功率的最大化 383

9.6.4折射静校正 384

9.7速度分析（速度谱） 385

9.7.1常规速度分析 385

9.7.2速度扫描 388

9.7.3速度拾取 388

9.7.4速度分析的使用和局限 392

9.7.5水平速度分析 393

9.8振幅信息的保真处理 393

9.9视速度（2D）滤波 395

9.10叠加 399

9.10.1道集 399

9.10.2 DMO校正（倾角时差校正） 400

9.10.3切除 402

9.10.4共中心点叠加 402

9.10.5加权叠加 403

9.10.6花样叠加 404

9.10.7模拟平面地震波叠加 404

9.11其它处理技术 406

9.11.1 τ—p变换处理（倾斜叠加) 406

9.11.2智能插值 406

9.11.3自动拾取 407

9.11.4复地震道分析 407

9.12数据归位 408

9.12.1简介 408

9.12.2克希霍夫（绕射叠加）偏移 410

9.12.3频率—波数域的偏移 412

9.12.4有限差分法波动方程偏移 414

9.12.5深度偏移 418

9.12.6混合偏移（联合偏移） 419

9.12.7不同偏移方法的比较 419

9.12.8偏移剖面的分辨率 422

9.12.9其它偏移方法 422

9.13处理流程 423

9.13.1典型的处理次序 423

9.13.2交互处理与工作站 427

9.14广义反演（联合反演） 427

习题 429

参考文献 433

10反射资料的地质解释 438

概述 438

10.1基本地质概念 439

10.1.1油气的产生与运移 439

10.1.2圈闭的类型 440

10.2解释流程 443

10.2.1基本地球物理假设 443

10.2.2数据的收集与检验 443

10.2.3反射波的拾取 445

10.2.4绘制反射层位 446

10.2.5推断地质发展史 448

10.2.6测井资料综合到解释中 449

10.2.7工作站 453

10.2.8根据反射数据绘制成果图 454

10.2.9显示技术（彩色显示） 454

10.3地质特征的证据 455

10.3.1构造地质学的概念 455

10.3.2平衡剖面 463

10.3.3断裂 463

10.3.4褶皱与流型构造 470

10.3.5礁体 476

10.3.6不整合 478

10.3.7河道 482

10.3.8地层圈闭 482

10.3.9与其它地球物理数据的结合 483

10.4模拟 484

10.4.1简介 484

10.4 2物理模拟 485

10.4.3计算机模拟 486

10.4.4合成地震记录 486

10.4.5射线追踪模拟 486

10.5速度的横向变化 490

10.5 1逐渐变化 490

10.5.2突变 492

10.6二维数据的三维解释 495

10.7地层解释 496

10.7.1简介 496

10.7.2层序地层学 497

10.7.3反射层的时间意义 498

10.7.4沉积模式 499

10.7.5体系域 503

10.7.6地震相分析 506

10.7.7反射波特征分析 509

10.8烃类指示物 510

10.9地壳研究 514

习题 515

参考文献 516

11折射波方法 523

概述 523

11.1野外技术 524

11.1.1纵测线折射剖面 524

11.1.2非纵折射波法与扇形排列法 526

11.1.3利用Gardner法确定盐丘 526

11.1.4海上折射勘探 527

11.2折射资料的折合与处理 528

11.3解释方法的基本公式 532

11.3.1利用基本公式 532

11.3.2阿达奇方法 533

11.3.3广义互换法（GRM） 534

11.4延迟时解释法 539

11.4.1延迟时间 539

11.4.2巴里法 541

11.4.3塔兰特法 542

11.4.4瓦罗拜克法 544

11.5波前解释方法 545

11.5.1索伯恩法 545

11.5.2哈格杜恩加减法 546

11.5.3哈莱斯图解法 547

11.6折射资料的地质解释 549

习题 550

参考文献 555

12三维勘探 557

概述 557

12.1三维数据采集 558

12.1.1数据采集的要求 558

12.1.2海上三维数据采集 559

12.1.3陆地三维数据采集 563

12.2三维处理 565

12.3三维数据的显示 566

12.4交互三维解释 571

12.5三维解释 571

习题 575

参考文献 579

13特殊技术 581

概述 581

13.1横波勘探 581

13.1.1为什么进行横波勘探 581

13.1.2陆上的横波资料 582

13.1.3海上的横波记录 582

13.1.4横波的处理和显示 584

13.1.5横波资料的使用和解释 586

13.1.6横波双折射 590

13.2三分量记录 593

13.2.1三分量记录的采集 593

13.2 2极化滤波 595

13.3槽波（法向传播） 595

13.4垂直地震剖面（VSP） 599

13.4.1概述 599

13.4.2 VSP的类型及其应用 600

13.4.3 VSP的采集 601

13.4.4 VSP资料的处理 603

13.4.5 VSP的施工设计 607

13.5地震层析成象 609

13.5.1概述 609

13.5.2层析成象的概念 609

13.5.3有限个离散单元的解 611

13.5.4井间观测 612

13.6时间推移观测 614

13.7测井资料的研究 616

13.7.1盐丘周边测量 616

13.7.2全波列声波测井 616

13.7.3井下电视 617

13.8无源地震 617

13.9联合反演 618

13.10地质统计学方法 618

习题 618

参考文献 619

14地震方法的特殊应用 623

概述 623

14.1地震在工程领域中的应用 623

14.1.1工程应用的目的 623

14.1.2陆地上的折射法 623

14.1.3陆地上的反射法 624

14.1.4海上的工程勘探 625

14.2煤矿地球物理勘探 626

14.2.1煤矿地球物理勘探的目的 626

14.2 2煤层的物性 627

14.2.3长壁式煤层的开采 627

14.2.4地面地震方法 627

14.2.5在煤层内的勘探方法 629

14.2.6煤田地球物理勘探在其它方面的应用 631

14.3地震在寻找地下水、环保、农业和地热领域的应用 631

14.4地震在油藏工程领域的应用 632

14.4.1引言 632

14.4.2油气藏的特性 632

14.4.3油藏划分 634

14.4.4油藏描述 635

14.4.5油藏监测 635

习题 635

参考文献 636

15数学基础 639

概述 639

15.1基本概念 639

15.1.1行列式 639

15.1.2矢量分析 640

15.1.3矩阵分析 643

15.1.4级数展开 648

15.1.5复数 649

15.1.6最小平方法 650

15.1.7有限差分 657

15.1.8微分方程的数值解 659

15.1.9部分分式法 662

15.2傅里叶级数与傅里叶变换 663

15.2.1傅里叶级数 663

15.2.2傅里叶积分 665

15.2.3傅里叶变换 666

15.2.4多维傅里叶级数和傅里叶变换 668

15.2.5特殊函数 669

15.2.6傅里叶变换中的基本定理 673

15.2.7吉布斯（Gibbs）现象 676

15.2.8褶积定理 678

15.2.9互相关定理 678

15.2.10自相关 680

15.2.11多维褶积 680

15.2.12随机函数 681

15.2.13希尔伯特（Hilbert）变换 682

15.3拉普拉斯变换 684

15.3.1简介 684

15.3.2拉普拉斯变换中的定理 685

15.4线性系统 686

15.4.1简介 686

15.4.2串联与并联的线性系统 688

15.5数字系统与z变换 688

15.5.1采样定理 688

15.5.2采样函数的褶积与相关 689

15.5.3 z变换 690

15.5.4 z变换的计算：快速傅里叶变换（FFT） 691

15.5.5将z变换用于数字系统 693

15.5.6相位因素 694

15.5.7逆z变换的积分关系 699

15.6复赛谱（对数谱）分析 699

15.7滤波 701

15.7.1简介 701

15.7.2滤波器的合成与分析 701

15.7.3频率滤波器 704

15.7.4巴特沃斯滤波器 705

15.7.5时窗 706

15.7.6最佳滤波器 708

习题 714

参考文献 720

附录A 723

A缩写表 723

B商标与专有名词 724

C随机数 725

D单位 726

E典型设备的技术规范与基本约定 727

F地震报告 728

G平面图中的符号 729

数学约定与符号 731

一、常用符号与定义 731

1.常用函数 731

2.特殊函数 731

3.数学约定 731

二、拉丁符号 732

三、希腊符号 735