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2, 地震波运动学
地震勘探的基本任务之一是确定地下的地
质构造, 解决该任务主要是利用 波的运动学特
性, 即研究地震波在传播过程中波前的空间位
置与其传播时间之间的几何关系, 这种关系可
用时间场来描述,如果已知各种波的时间场,
即可得到这些波的运动学特征的完整概念 。 本
章主要讨论地震波运动学的正, 反演问题 。 正
演问题是给定地下界面的产状要素和速度参数
等, 求各种波 （ 包括直达波, 折射波和反射波
等 ） 的时间场, 反演问题是根据实际获得的时
间场求取
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地下界面的几何形态和运动学参数等 。
2.1.1 直达波时距曲线
直达波即是从震源点出发不经反射或折射
以地表速度直接传播到各接收点的地震波 。 当
震源位于地表附近, 并采用纵测线观测时, 其
时距曲线方程为：
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*
/ vxt ??
（ 1,2,1 ）
其中
*
v 为波沿测线传播的视速度，
x
为传播距离。 当接
收点在原点（激发点）左侧时，上式取负号。
由方程可见,该时距曲线为一条过原点 O 的直线，
该直线斜率的倒数即为
*
v 。 即
txv ??? /
*
（ 1,2,2 ）
当忽略震源深度时,一般可近似认为
*
v 等 于表层层速
度
1
v
。 其时距曲线参见图 1,2,1 。
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显然,在一定观测范围内，直达波最先到达接收点 。
2,1,2 折射波时距曲线
1, 单一水平折射层
0
2
t
V
x
t ??
（ 1,2,5 ）
水平层的折射波时距曲线是一条斜率为
2
/1 V
的直
线，将折射波时距曲线延长到 时间轴，其截距 0t 称作 交
叉时 （它不是自激自收时间） 。
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交叉时与折射界面法向深度有关, 对资料
解释有意义 。 时距曲线斜率的倒数等于界面
速度 。
由图 1.2.1可见, 时距曲线的 D点为折射波
的始点, D点内无折射波, 为折射波的盲区,
D点以外, 折射波先于反射波到达接收点, 且
在一定范围外, 也先于直达波到达接收点 。
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相遇时距曲线：两支时距曲线斜率不同，下倾
方向接收视速度小，时距曲线陡；上倾方向接收视
速度大，时距曲线平缓，另外，由于上倾 O
1
激发，
在下倾 O
2
接收与下倾 O
2
激发、上倾 O
1
处接收时波
的旅行路径一样，满足互换原理，旅行时间 T 相等，
T 称作互换时间,
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2.2 单界面 反射波 时距曲线
2.2.1 单一水平界面
V
H
t
2
0
?
为 自激自收的反射时间,
2
2
2
0
2
V
x
tt ??
（ 1.2.20 ）
2
2
4
1
x
H
V
dt
dx
V
a
???
（ 1.2.21 ）
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任一观测点 P 的反射波旅行时 t 和同一反射界面的双
程垂直时间
0
t 的差，定义为 正常时差
t?
0
2
2
2 tV
x
t ??
（ 1.2.22 ）
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在浅层 高分辨率 地震 反射 勘探中，为解决
近炮点处接收到的浅层反射波正常时差小,不
易 准确求取速度的问题，常 采用 扩展排列接收，
求取地层速度。使用正常时差可判断地震记录
上的同相轴是正常的反射波，还是强干扰背景
条件下接收到的相干干扰波等噪声；共深度点
叠加前需要消除正常时差，正常时差也是速度
分析的基础。
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2,3 水平层状介质反射波时距曲线
2
2
2
0
2
?
V
x
tt ??
（ 1,2,34 ）
其中
2/1
1
2
1
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
i
n
i
ii
n
i
t
Vt
V
?
（ 1,2,35 ）
称为 均方根速度 。
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在水平层状介质情况下，当入射角 i
?
较小时，
亦即当炮检距较小时，水平多层介质的反射波时距
曲线形式上和均匀介质的相似，但要用均方根速度
?
V
代替上覆地层的速度。 把地层介质假想成具有均
方根速度的均匀介质，当
5.0/ ?hx
时，这种假想引起
的误差很小，但随炮检距加大，则误差增大。
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由于浅层界面的反射波时距曲线陡，
而深层的反射波时距曲线平缓，所以在远
炮检距处，深、浅层的反射波时距曲线可
能相交，而在近炮检距处不相交，这就决
定了在浅层地震反射勘探中常采用近炮点
处接收。
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τ — P 变换,
实际工作中还可以在
p??
域里应用射线参数 p 值（或称时距
曲线的瞬时斜率）和它在时间轴上的截距
?
来描述波的轨迹。这样
做的好处在下面的讨论中可以看到，在
xt ?
域内各种波互相交叉
干涉构成复杂的时距关系，而在
p??
域内则各自分离，这就给
后来的资料处理分辨各种类型的波带来方便。
由
xt ?
域变换到
p??
域，从数学上相当于做了一次坐标变换，
其关系如下
pxt ?? ?
(1.2,43)
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在 xt ? 域内为双曲线的反射波，在 p?? 域内变为椭圆，
其长半轴为
V
1
，短半轴为
0
t 。 如图 1,2,12 所示。
图 1.2.12 ? － p 域内各种波的分布
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直达波与反射波在 p 轴上共点 。而面波时距曲线因
斜率大于直达波时距曲线，故 p 值大,面波的“点”位
于椭圆以外 。折射波时距曲线由于与同一界面的反射波
时距曲线相切,折射波的“点”位于椭圆上与临界角对
应的 p 值处 。
因此,在
xt ?
域内相互干涉的时距曲线，经变换至
p??
域后都相互分离 。
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3.1.2 常用仪器 及性能指标
常用于浅层及中浅层地震勘探和工程检
测的仪器性能指标见表 1.3.1
型号 生产厂家 道数
增益
( 最大值 )
A / D
位数
低切截频 高切截频 采样率 动态范围
M C S EI S - 1500B 系列 T R 8 日本 OYO 公司 24
固定
94 dB
8 5 H z
2 0 0 H z
7 0 0 H z
50 ? s - 1 ms 42dB
M C S EI S - 1600 日本 OYO 公司 24 - 96
固定
90 dB
12 ( 8 ) 1 2 H z 2 4 H z 4 8 H z
7 0 H z 1 4 0 H z
2 8 0 H z
10 ? s - 5 ms
66dB
( 4 2 d B )
9012 美国 B i so n 公司 12
浮点
130dB
16 4 - 1 0 2 0 H z
1 2 5,2 5 0,5 0 0,
1 0 0 0,2 0 0 0 ( H z )
50 ? s - 2 ms
大于
130dB
B i so n se r i e s * 9 0 0 0
9024 美国 B i so n 公司 24
浮点
130dB
16 4 - 1 0 2 0 H z 同上 同上
大于
130dB
ES - 1210F 美国 EG &G 公司 12
固定
96dB
10
30 - 3 0 0 H z
通频带内可调
30 - 300H z
通频带内可调
50 ? - 2 ms 54dB
ES - 2415F 美国 EG &G 公司 24
固定
102dB
8 10 - 2 9 0 H z 10 - 9 9 0 H z 1 / 8 - 4 ms
4 2 d B
A G C 8 0 d B
ES - 2420 美国 EG &G 公司
24 至
512
浮点
100dB
15 5 - 3 2 0 H z 45 - 1 4 4 0 H z
1 / 4,1 / 2,1,
2,4 ms
大于
100dB
R 2 4
*
美国 EG &G 公司
1 2,2 4
48
浮点
138dB
18 10 - 4 0 0 H z
根据 ? t
自动设定
31 ? s - 2 ms
大于
138dB
M A R K 6
*
瑞典 AB E M 公司 24,48
浮点
126dB
18 +3
位浮
点放
大
12 - 24 0 H z
根据 ? t
自动设定
25 ? s - 2 ms
大于
126dB
DHR - 2400 美国 I / O 公司 24
固定
122dB
12 9 0 H z 等 3 0 0 H z 等
1 / 4,1 / 2,
1,2,4 ms
66dB
S W S - 2
*
北京水电物探
研 究 所
1 - 48
浮点大于
138dB
20
0, 5 - 4 0 0 0 H z
通频带内可调
0, 5 - 4 0 0 0 H z
通频带内可调
30 ? s - 2 ms
大于
138dB
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3.2.1 检波器
检波器是安置在地面, 水中或井下以拾取
大地振动的地震探测器或接收器, 它实质是将
机械振动转换为电信号的一种传感器 。 现代地
震检波器几乎完全是动圈电磁式 (用于陆地工
作 ） 和压电式 (用于海洋和沼泽工作 )的 。 这里
只介绍接收纵波的垂直检波器 。
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自然角频率 0
?
，又称为固有频率 。
3,2,2 震源
3,2,2,1 炸药震源
1, 锤击震源
2, 落重法震源
3, 电火花震源,
4, 横向击板法震源
5,电磁式激振器
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4.1.1 有效波与干扰波
在数据采集中, 埋置于地面的检波器可接收到
来自于地下多种波的扰动, 其中只有可用于 解决
所提出的地质任务的波才称为有效波, 所有妨碍
有效波识别和追踪的其它波称为干扰波 。 由此可
见, 在反射纵波法勘探中, 一般只有反射纵波是
有效波, 其它波属于干扰范畴, 在反射波法勘探
中, 根据各种环境, 激发以及传播因素产生的干
扰的动力学和运动学特点, 将干扰波分为两类,
其一是规则干扰波, 其二是不规则干扰波 。
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干扰波, 下面分述其主要特点：
1,规则干扰波
规则干扰波主要有：声波, 面波, 工业电干扰,
多次反射波, 侧面波以及绕射波等 。 其主要特
点为 在时间或空间上表现出一定的规律性, 能
量一般较强 。 与有效波的差异主要表现在频率,
视速度和到达时间 三个方面, 并且大部分干扰
主要表现出视速度和到达时间二个方面与有效
波存在差异 。 如面波, 声波和多次反射波等 。
其波谱特征见图 1.4.2。
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2,不规则干扰波
它主要包括微震（即与激发震源无关的
地面扰动），低频和高频背景等。其主要特
点是在时间和空间上表现出无规律性，即是
一种 随机的能量较强、频率不定的干扰。
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4.1.2.2 观测系统
图 1.4.4 用综合平面图表示观测系统
在对一条测线进行观测时，为提高效率，通常
都是每放一炮，多个观测点进行观测，每次激
发时所 安置的多道检波器的观测地段称为地震
排列 。我们把 激发点与接收排列的相对空间位
置关系称为观测系统 。显然可见，观测系统的
选择和设计与勘探地质目的、干扰波与有效波
的特点、地表施工条件等诸因素有直接关
系．下面我们就常用的几种观测系统的图示和
设计进行论述。
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1,综合平面图示法
如图 1.4.4所示, 它是目前生产中最常用的观
测系统图示方法 。 它 从分布在测线上的各激
发点出发, 向两侧作与测线成 45?角的直线坐
标网, 将测线上对应的接收排列投影到该 45?
角的斜线上, 并用颜色或加粗线标出对应线
段 。
图 1.4.4 用综合平面图表示观测系统
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2,简单连续观测系统
由于在排列两端分别激发, 所以又称 双边放炮
观测系统 。 又因该观测系统对地下反射界面仅
一次采样, 所以又称为 单次覆盖观测系统 。 所
得的地震剖面为单次剖面 。
如果震源固定在排列的一端激发 。 每激发一次,
排列沿测线方向向前移动一次 (半个排列长度 )。
那么这种观测系统叫做 单边激发 (或叫单边放炮 )
简单连续观测系统, 如图 1.4.5（ b） 。
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如果震源位于排列中间，也就是在激发点的
两边安置数目相等的检波器同时接收，这种
观测形式叫做 中间激发观测系统 (或叫中间放
炮观测系统 ),如图 1.4.5（ c）所示。
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图 1.4.5 简单连续观测系统
a-双边激发； b-单边激发； c-中间激发； d-间隔单次覆盖
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4,多次覆盖观测系统
为了压制多次反射波之类的特殊干扰波，
提高地震记录信噪比，采取有规律地同时移
动激发点与接收排列,对地下界面反射点多
次重复采样的观测形式叫多次覆盖观测系统。
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x
n
NS
v ??
?
?
?
2
（ 1.4,1 ）
其中 N 为仪器接收道数,n 是覆盖次数,S 为系数，单边放炮
时取 1,双边放炮时取 2 。计算可得本例中的
xv ??? 2
。 观测
系统的绘制方法 为,在方格纸上按比例尺画一条水
平直线，代表地震测线，将所有炮点按其沿测线的
设计位置标上，过各炮点作 45 ? 角斜线即为共炮点
线，其长度由排列的投影决定。过共反射点在测线
上的投影点作垂线，此垂线称为共反射点线，凡与
其相交的共炮点线上的道号组成共反射点道集 。
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4.1.4 观测参数选择
4.1.4.1 仪器因素
1,采样率
2,滤波档
3．前放固定增益
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4,1,4,2 道间距和偏移距
1, 道间距
x?
选择
x?
大小的总原则为：经过处理后能在地震剖面的
相邻道上可靠地追踪波的同一相位并且不出现空间
假频，根据采样定理有
*
m a x
**
m i n
22 f
V
x ???
?
（ 1,4,3 ）
2, 偏移距 — 激发点至排列中第一个接收点之间的距
离（最小炮检距）
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4.1.4.3 最佳接收段问题
最佳接收地段 又称为,最佳时窗,。在
最佳时窗内接收，可避开面波和折射波的干
扰，此外，其反射波振幅随炮检距的增大而
减小，相位随炮检距的增大而基本保持不变。
可见。最佳时窗的选取关键在于选取接收排
列的两个端点。即选择偏移距和最大炮检距。
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从高分辨率地震勘探的角度考虑, 激发和
接收的总原则为：小药量激发, 宽频带接收,
观测系统采用小道距, 小偏移距, 无组合检波
合适的覆盖次数观测 。
4.2 资料处理
地震资料数字处理是指用计算机对采集的
原始资料进行以压制干扰，提高信噪比和分辨
率，提取地震参数为目的的一整套处理方法和
技术 。 它可为资料解释提供反映地下结构和岩
性等的地震剖面和参数。
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图 1.4.19 二维反射纵波多次覆盖资料处理流程图
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4.2.1 预处理
所谓预处理, 是在对数据作实质性处理
之前为满足一定的计算机结构要求以及处理
方法要求, 对输入的原始数据所必须完成的
一些准备工作 。
1,数据重排 （ 解编 ）
目前常用的地震仪的记录格式一般是 SEG-B
格式,SEG-D格式或 SEG— 2格式等。 2．不
正常道、炮处理
3．抽道集
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4.2.2 频谱分析
4.2.3 数字滤波处理
2,数字滤波的特殊性
1） 伪门现象
2） 吉普斯现象
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4.2.3.4 反滤波
1,反滤波的基本概念
所谓 反滤波 仍然是一个滤波过程，这种滤波过
程的作用恰好与某个其他滤波过程的作用相反。
2.静校正
表层因素的校正，即静校正。
静校正一般分为野外 (一次 )静校正和剩余静校正
等,
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4.2.4.2 动校正处理
在水平迭加中，动校正处理是针对共反射
点道集进行的。它把炮检距不同的各道上来自
同一界面同一点的反射波到达时间按正常时差
规律校正为共中心点处的回声时间。以保证实
现同相迭加，使得迭加后的记录道变为自激自
收的记录道，从而直观反映地下构造形态。
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常规叠加是将道集中经过动、静校正后
的各道上序号相同的采样值取算术平均值，
组成叠加道输出。
4.2.5 速度分析
速度扫描的基本原理：
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试验速度中有一个恰好等于真实速度
)(
0 R
tV
，则由它确
定的所 N
ttt,,,
21
??
连成的曲线与实际反射双曲线同相轴一致，
能保证同相叠加，叠加值
1
A 和
2
A 获最大；用其他试验速度算出
的叠加值都较小。 这种改变试验速度，计算到达时，取值叠
加的过程相当于改变双曲线形状、按不同双曲线拾取信号叠
加（图 1,4,45(b ) ) 的过程。只要在速度谱线上找出最大值，即
可确定
R
t
0
时刻的速度。以上是对一个固定的
0
t 而言。改变
0
t
值，重复上述计算，就可以把整张记录上所有实际存在的同
相轴所对应的速度全部找出来，从而确定速度随
0
t 时间的变
化规律（图 1,4,4 5 (d) ）。
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4.2.5.3 各种速度的概念及相互关系
1,各种速度的概念及计算
1）真速度：
2）层速度：
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我们还可利用速度谱求得的均方根速度
?
V 或等效速
度
e
V 用 D ix 公式 求得，即，对于水平层状介质，速度
谱求得的迭加速度
a
V 等于均方根速度
?
V,此时
2/1
1,0,0
2
1,1,0
2
,,0
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
??
nn
nnnn
n
tt
VtVt
V
??
（ 1.4.56 ）
3 ） 平均速度,
n
iiiiii
n
i
t
ttVtVt
nV
,0
2/1
1,0,0
2
1,1,0
2
,,0
1
)])(,[(
)(
???
?
??
?
? ??
（ 1.4.58 ）
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4 ）均方根速度,
2, 各种速度之间的关系 。
4.2,6 时深转换
iii
ttVH
000
)(
2
1
??
（ 1,4,6 0 ）
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4.2.9 常规处理中影响分辨率的有关环节
1,速度分析
常规速度谱分析不考虑频率因素。 它所得到
的叠加速度是对应于反射信号的主频的。即按速
度分析得到的速度进行动校正,只能使反射波的
主频分量同相叠加，而不能保证高频分量同相叠
加。 另外，速度分析的精度受信噪比和静校正的
影响很大。不具备一定优势信噪比带宽的资料无
法做速度分析 。
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2,动校正
动校正使 CDP道集中来自同一反射点的
反射波同相对齐，以便同相叠加。因此，动
校正的精度直接影响到叠加效果。 动校正除
受动校正速度的精度影响外，还存在动校拉
伸问题。
3．静校正
常规静校正不考虑频率因素, 不能保证高
频成分对静校正的精度要求 。
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4．水平叠加
水平叠加使高频信号受到损害。
2, 地震波运动学
地震勘探的基本任务之一是确定地下的地
质构造, 解决该任务主要是利用 波的运动学特
性, 即研究地震波在传播过程中波前的空间位
置与其传播时间之间的几何关系, 这种关系可
用时间场来描述,如果已知各种波的时间场,
即可得到这些波的运动学特征的完整概念 。 本
章主要讨论地震波运动学的正, 反演问题 。 正
演问题是给定地下界面的产状要素和速度参数
等, 求各种波 （ 包括直达波, 折射波和反射波
等 ） 的时间场, 反演问题是根据实际获得的时
间场求取
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地下界面的几何形态和运动学参数等 。
2.1.1 直达波时距曲线
直达波即是从震源点出发不经反射或折射
以地表速度直接传播到各接收点的地震波 。 当
震源位于地表附近, 并采用纵测线观测时, 其
时距曲线方程为：
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*
/ vxt ??
（ 1,2,1 ）
其中
*
v 为波沿测线传播的视速度，
x
为传播距离。 当接
收点在原点（激发点）左侧时，上式取负号。
由方程可见,该时距曲线为一条过原点 O 的直线，
该直线斜率的倒数即为
*
v 。 即
txv ??? /
*
（ 1,2,2 ）
当忽略震源深度时,一般可近似认为
*
v 等 于表层层速
度
1
v
。 其时距曲线参见图 1,2,1 。
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显然,在一定观测范围内，直达波最先到达接收点 。
2,1,2 折射波时距曲线
1, 单一水平折射层
0
2
t
V
x
t ??
（ 1,2,5 ）
水平层的折射波时距曲线是一条斜率为
2
/1 V
的直
线，将折射波时距曲线延长到 时间轴，其截距 0t 称作 交
叉时 （它不是自激自收时间） 。
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交叉时与折射界面法向深度有关, 对资料
解释有意义 。 时距曲线斜率的倒数等于界面
速度 。
由图 1.2.1可见, 时距曲线的 D点为折射波
的始点, D点内无折射波, 为折射波的盲区,
D点以外, 折射波先于反射波到达接收点, 且
在一定范围外, 也先于直达波到达接收点 。
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相遇时距曲线：两支时距曲线斜率不同，下倾
方向接收视速度小，时距曲线陡；上倾方向接收视
速度大，时距曲线平缓，另外，由于上倾 O
1
激发，
在下倾 O
2
接收与下倾 O
2
激发、上倾 O
1
处接收时波
的旅行路径一样，满足互换原理，旅行时间 T 相等，
T 称作互换时间,
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2.2 单界面 反射波 时距曲线
2.2.1 单一水平界面
V
H
t
2
0
?
为 自激自收的反射时间,
2
2
2
0
2
V
x
tt ??
（ 1.2.20 ）
2
2
4
1
x
H
V
dt
dx
V
a
???
（ 1.2.21 ）
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任一观测点 P 的反射波旅行时 t 和同一反射界面的双
程垂直时间
0
t 的差，定义为 正常时差
t?
0
2
2
2 tV
x
t ??
（ 1.2.22 ）
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在浅层 高分辨率 地震 反射 勘探中，为解决
近炮点处接收到的浅层反射波正常时差小,不
易 准确求取速度的问题，常 采用 扩展排列接收，
求取地层速度。使用正常时差可判断地震记录
上的同相轴是正常的反射波，还是强干扰背景
条件下接收到的相干干扰波等噪声；共深度点
叠加前需要消除正常时差，正常时差也是速度
分析的基础。
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2,3 水平层状介质反射波时距曲线
2
2
2
0
2
?
V
x
tt ??
（ 1,2,34 ）
其中
2/1
1
2
1
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
i
n
i
ii
n
i
t
Vt
V
?
（ 1,2,35 ）
称为 均方根速度 。
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在水平层状介质情况下，当入射角 i
?
较小时，
亦即当炮检距较小时，水平多层介质的反射波时距
曲线形式上和均匀介质的相似，但要用均方根速度
?
V
代替上覆地层的速度。 把地层介质假想成具有均
方根速度的均匀介质，当
5.0/ ?hx
时，这种假想引起
的误差很小，但随炮检距加大，则误差增大。
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由于浅层界面的反射波时距曲线陡，
而深层的反射波时距曲线平缓，所以在远
炮检距处，深、浅层的反射波时距曲线可
能相交，而在近炮检距处不相交，这就决
定了在浅层地震反射勘探中常采用近炮点
处接收。
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τ — P 变换,
实际工作中还可以在
p??
域里应用射线参数 p 值（或称时距
曲线的瞬时斜率）和它在时间轴上的截距
?
来描述波的轨迹。这样
做的好处在下面的讨论中可以看到，在
xt ?
域内各种波互相交叉
干涉构成复杂的时距关系，而在
p??
域内则各自分离，这就给
后来的资料处理分辨各种类型的波带来方便。
由
xt ?
域变换到
p??
域，从数学上相当于做了一次坐标变换，
其关系如下
pxt ?? ?
(1.2,43)
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在 xt ? 域内为双曲线的反射波，在 p?? 域内变为椭圆，
其长半轴为
V
1
，短半轴为
0
t 。 如图 1,2,12 所示。
图 1.2.12 ? － p 域内各种波的分布
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直达波与反射波在 p 轴上共点 。而面波时距曲线因
斜率大于直达波时距曲线，故 p 值大,面波的“点”位
于椭圆以外 。折射波时距曲线由于与同一界面的反射波
时距曲线相切,折射波的“点”位于椭圆上与临界角对
应的 p 值处 。
因此,在
xt ?
域内相互干涉的时距曲线，经变换至
p??
域后都相互分离 。
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3.1.2 常用仪器 及性能指标
常用于浅层及中浅层地震勘探和工程检
测的仪器性能指标见表 1.3.1
型号 生产厂家 道数
增益
( 最大值 )
A / D
位数
低切截频 高切截频 采样率 动态范围
M C S EI S - 1500B 系列 T R 8 日本 OYO 公司 24
固定
94 dB
8 5 H z
2 0 0 H z
7 0 0 H z
50 ? s - 1 ms 42dB
M C S EI S - 1600 日本 OYO 公司 24 - 96
固定
90 dB
12 ( 8 ) 1 2 H z 2 4 H z 4 8 H z
7 0 H z 1 4 0 H z
2 8 0 H z
10 ? s - 5 ms
66dB
( 4 2 d B )
9012 美国 B i so n 公司 12
浮点
130dB
16 4 - 1 0 2 0 H z
1 2 5,2 5 0,5 0 0,
1 0 0 0,2 0 0 0 ( H z )
50 ? s - 2 ms
大于
130dB
B i so n se r i e s * 9 0 0 0
9024 美国 B i so n 公司 24
浮点
130dB
16 4 - 1 0 2 0 H z 同上 同上
大于
130dB
ES - 1210F 美国 EG &G 公司 12
固定
96dB
10
30 - 3 0 0 H z
通频带内可调
30 - 300H z
通频带内可调
50 ? - 2 ms 54dB
ES - 2415F 美国 EG &G 公司 24
固定
102dB
8 10 - 2 9 0 H z 10 - 9 9 0 H z 1 / 8 - 4 ms
4 2 d B
A G C 8 0 d B
ES - 2420 美国 EG &G 公司
24 至
512
浮点
100dB
15 5 - 3 2 0 H z 45 - 1 4 4 0 H z
1 / 4,1 / 2,1,
2,4 ms
大于
100dB
R 2 4
*
美国 EG &G 公司
1 2,2 4
48
浮点
138dB
18 10 - 4 0 0 H z
根据 ? t
自动设定
31 ? s - 2 ms
大于
138dB
M A R K 6
*
瑞典 AB E M 公司 24,48
浮点
126dB
18 +3
位浮
点放
大
12 - 24 0 H z
根据 ? t
自动设定
25 ? s - 2 ms
大于
126dB
DHR - 2400 美国 I / O 公司 24
固定
122dB
12 9 0 H z 等 3 0 0 H z 等
1 / 4,1 / 2,
1,2,4 ms
66dB
S W S - 2
*
北京水电物探
研 究 所
1 - 48
浮点大于
138dB
20
0, 5 - 4 0 0 0 H z
通频带内可调
0, 5 - 4 0 0 0 H z
通频带内可调
30 ? s - 2 ms
大于
138dB
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3.2.1 检波器
检波器是安置在地面, 水中或井下以拾取
大地振动的地震探测器或接收器, 它实质是将
机械振动转换为电信号的一种传感器 。 现代地
震检波器几乎完全是动圈电磁式 (用于陆地工
作 ） 和压电式 (用于海洋和沼泽工作 )的 。 这里
只介绍接收纵波的垂直检波器 。
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自然角频率 0
?
，又称为固有频率 。
3,2,2 震源
3,2,2,1 炸药震源
1, 锤击震源
2, 落重法震源
3, 电火花震源,
4, 横向击板法震源
5,电磁式激振器
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4.1.1 有效波与干扰波
在数据采集中, 埋置于地面的检波器可接收到
来自于地下多种波的扰动, 其中只有可用于 解决
所提出的地质任务的波才称为有效波, 所有妨碍
有效波识别和追踪的其它波称为干扰波 。 由此可
见, 在反射纵波法勘探中, 一般只有反射纵波是
有效波, 其它波属于干扰范畴, 在反射波法勘探
中, 根据各种环境, 激发以及传播因素产生的干
扰的动力学和运动学特点, 将干扰波分为两类,
其一是规则干扰波, 其二是不规则干扰波 。
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干扰波, 下面分述其主要特点：
1,规则干扰波
规则干扰波主要有：声波, 面波, 工业电干扰,
多次反射波, 侧面波以及绕射波等 。 其主要特
点为 在时间或空间上表现出一定的规律性, 能
量一般较强 。 与有效波的差异主要表现在频率,
视速度和到达时间 三个方面, 并且大部分干扰
主要表现出视速度和到达时间二个方面与有效
波存在差异 。 如面波, 声波和多次反射波等 。
其波谱特征见图 1.4.2。
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2,不规则干扰波
它主要包括微震（即与激发震源无关的
地面扰动），低频和高频背景等。其主要特
点是在时间和空间上表现出无规律性，即是
一种 随机的能量较强、频率不定的干扰。
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4.1.2.2 观测系统
图 1.4.4 用综合平面图表示观测系统
在对一条测线进行观测时，为提高效率，通常
都是每放一炮，多个观测点进行观测，每次激
发时所 安置的多道检波器的观测地段称为地震
排列 。我们把 激发点与接收排列的相对空间位
置关系称为观测系统 。显然可见，观测系统的
选择和设计与勘探地质目的、干扰波与有效波
的特点、地表施工条件等诸因素有直接关
系．下面我们就常用的几种观测系统的图示和
设计进行论述。
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1,综合平面图示法
如图 1.4.4所示, 它是目前生产中最常用的观
测系统图示方法 。 它 从分布在测线上的各激
发点出发, 向两侧作与测线成 45?角的直线坐
标网, 将测线上对应的接收排列投影到该 45?
角的斜线上, 并用颜色或加粗线标出对应线
段 。
图 1.4.4 用综合平面图表示观测系统
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2,简单连续观测系统
由于在排列两端分别激发, 所以又称 双边放炮
观测系统 。 又因该观测系统对地下反射界面仅
一次采样, 所以又称为 单次覆盖观测系统 。 所
得的地震剖面为单次剖面 。
如果震源固定在排列的一端激发 。 每激发一次,
排列沿测线方向向前移动一次 (半个排列长度 )。
那么这种观测系统叫做 单边激发 (或叫单边放炮 )
简单连续观测系统, 如图 1.4.5（ b） 。
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如果震源位于排列中间，也就是在激发点的
两边安置数目相等的检波器同时接收，这种
观测形式叫做 中间激发观测系统 (或叫中间放
炮观测系统 ),如图 1.4.5（ c）所示。
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图 1.4.5 简单连续观测系统
a-双边激发； b-单边激发； c-中间激发； d-间隔单次覆盖
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4,多次覆盖观测系统
为了压制多次反射波之类的特殊干扰波，
提高地震记录信噪比，采取有规律地同时移
动激发点与接收排列,对地下界面反射点多
次重复采样的观测形式叫多次覆盖观测系统。
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x
n
NS
v ??
?
?
?
2
（ 1.4,1 ）
其中 N 为仪器接收道数,n 是覆盖次数,S 为系数，单边放炮
时取 1,双边放炮时取 2 。计算可得本例中的
xv ??? 2
。 观测
系统的绘制方法 为,在方格纸上按比例尺画一条水
平直线，代表地震测线，将所有炮点按其沿测线的
设计位置标上，过各炮点作 45 ? 角斜线即为共炮点
线，其长度由排列的投影决定。过共反射点在测线
上的投影点作垂线，此垂线称为共反射点线，凡与
其相交的共炮点线上的道号组成共反射点道集 。
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4.1.4 观测参数选择
4.1.4.1 仪器因素
1,采样率
2,滤波档
3．前放固定增益
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4,1,4,2 道间距和偏移距
1, 道间距
x?
选择
x?
大小的总原则为：经过处理后能在地震剖面的
相邻道上可靠地追踪波的同一相位并且不出现空间
假频，根据采样定理有
*
m a x
**
m i n
22 f
V
x ???
?
（ 1,4,3 ）
2, 偏移距 — 激发点至排列中第一个接收点之间的距
离（最小炮检距）
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4.1.4.3 最佳接收段问题
最佳接收地段 又称为,最佳时窗,。在
最佳时窗内接收，可避开面波和折射波的干
扰，此外，其反射波振幅随炮检距的增大而
减小，相位随炮检距的增大而基本保持不变。
可见。最佳时窗的选取关键在于选取接收排
列的两个端点。即选择偏移距和最大炮检距。
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从高分辨率地震勘探的角度考虑, 激发和
接收的总原则为：小药量激发, 宽频带接收,
观测系统采用小道距, 小偏移距, 无组合检波
合适的覆盖次数观测 。
4.2 资料处理
地震资料数字处理是指用计算机对采集的
原始资料进行以压制干扰，提高信噪比和分辨
率，提取地震参数为目的的一整套处理方法和
技术 。 它可为资料解释提供反映地下结构和岩
性等的地震剖面和参数。
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图 1.4.19 二维反射纵波多次覆盖资料处理流程图
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4.2.1 预处理
所谓预处理, 是在对数据作实质性处理
之前为满足一定的计算机结构要求以及处理
方法要求, 对输入的原始数据所必须完成的
一些准备工作 。
1,数据重排 （ 解编 ）
目前常用的地震仪的记录格式一般是 SEG-B
格式,SEG-D格式或 SEG— 2格式等。 2．不
正常道、炮处理
3．抽道集
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4.2.2 频谱分析
4.2.3 数字滤波处理
2,数字滤波的特殊性
1） 伪门现象
2） 吉普斯现象
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4.2.3.4 反滤波
1,反滤波的基本概念
所谓 反滤波 仍然是一个滤波过程，这种滤波过
程的作用恰好与某个其他滤波过程的作用相反。
2.静校正
表层因素的校正，即静校正。
静校正一般分为野外 (一次 )静校正和剩余静校正
等,
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4.2.4.2 动校正处理
在水平迭加中，动校正处理是针对共反射
点道集进行的。它把炮检距不同的各道上来自
同一界面同一点的反射波到达时间按正常时差
规律校正为共中心点处的回声时间。以保证实
现同相迭加，使得迭加后的记录道变为自激自
收的记录道，从而直观反映地下构造形态。
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常规叠加是将道集中经过动、静校正后
的各道上序号相同的采样值取算术平均值，
组成叠加道输出。
4.2.5 速度分析
速度扫描的基本原理：
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试验速度中有一个恰好等于真实速度
)(
0 R
tV
，则由它确
定的所 N
ttt,,,
21
??
连成的曲线与实际反射双曲线同相轴一致，
能保证同相叠加，叠加值
1
A 和
2
A 获最大；用其他试验速度算出
的叠加值都较小。 这种改变试验速度，计算到达时，取值叠
加的过程相当于改变双曲线形状、按不同双曲线拾取信号叠
加（图 1,4,45(b ) ) 的过程。只要在速度谱线上找出最大值，即
可确定
R
t
0
时刻的速度。以上是对一个固定的
0
t 而言。改变
0
t
值，重复上述计算，就可以把整张记录上所有实际存在的同
相轴所对应的速度全部找出来，从而确定速度随
0
t 时间的变
化规律（图 1,4,4 5 (d) ）。
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4.2.5.3 各种速度的概念及相互关系
1,各种速度的概念及计算
1）真速度：
2）层速度：
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我们还可利用速度谱求得的均方根速度
?
V 或等效速
度
e
V 用 D ix 公式 求得，即，对于水平层状介质，速度
谱求得的迭加速度
a
V 等于均方根速度
?
V,此时
2/1
1,0,0
2
1,1,0
2
,,0
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
??
nn
nnnn
n
tt
VtVt
V
??
（ 1.4.56 ）
3 ） 平均速度,
n
iiiiii
n
i
t
ttVtVt
nV
,0
2/1
1,0,0
2
1,1,0
2
,,0
1
)])(,[(
)(
???
?
??
?
? ??
（ 1.4.58 ）
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4 ）均方根速度,
2, 各种速度之间的关系 。
4.2,6 时深转换
iii
ttVH
000
)(
2
1
??
（ 1,4,6 0 ）
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4.2.9 常规处理中影响分辨率的有关环节
1,速度分析
常规速度谱分析不考虑频率因素。 它所得到
的叠加速度是对应于反射信号的主频的。即按速
度分析得到的速度进行动校正,只能使反射波的
主频分量同相叠加，而不能保证高频分量同相叠
加。 另外，速度分析的精度受信噪比和静校正的
影响很大。不具备一定优势信噪比带宽的资料无
法做速度分析 。
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2,动校正
动校正使 CDP道集中来自同一反射点的
反射波同相对齐，以便同相叠加。因此，动
校正的精度直接影响到叠加效果。 动校正除
受动校正速度的精度影响外，还存在动校拉
伸问题。
3．静校正
常规静校正不考虑频率因素, 不能保证高
频成分对静校正的精度要求 。
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4．水平叠加
水平叠加使高频信号受到损害。
