2地震波的时距曲线.pptx

主讲：王伟邮箱：[e-mail]地质工程教研室在地震勘探工作中，每激发一次人工地震波，都要在多个检波点接收地震信号。炮点和检波点都沿一条直测线布置，炮点到任意检波点的距离称炮检距x，相邻检波点的距离叫道间距x，来自同一界面的地震波沿不同路径先后到达各检波点，从而形成一张如图2.1-0所示的地震记录。图2.1-0多道拼接成的地震记录时距曲线来自同一界面的反射波（或折射波）以一定的视速度规律依次到达各个检波点。并形成一定的形状，在地震记录上把它叫做同相轴。换句话说它也是相同相位点的连线形成的图形。时距曲线:图中纵坐标表示地震波的旅行时间t,横坐标表示炮检距x。每一条随时间变化的波动曲线是一道地震记录，它反映出一个检波点的振动过程。同相轴反映出地震波的旅行时间t与炮检距x的函数关系。(1)将同相轴表示在t-x直角坐标系中，称为地震波的时距曲线。(2)同相轴的形状即时距曲线的形状(3)不同种类的地震波，同相轴的形状不同，亦即时距曲线的形状不同。如图2.1-1中的直达波时距曲线是过原点的直线；反射波时距曲线是双曲线.图2.1-1直达波和反射波时距曲线(4)折射波、地滚波、声波等都有自己特有的形状。地滚波、声波都是过原点的直线，但比直达波斜率大，原因是面波和声波速度小于直达波。(5)每一类特定的时距曲线，其时距曲线的斜率与地下介质的纵波速度v有关。因此，了解不同地质体产生的地震波时距曲线的特征，对于利用地震记录及时指导野外施工，以及进行地震资料的处理与解释都是非常重要的。一、两层介质的直达波和反射波时距曲线（一）直达波时距曲线从震源出发，不经过反射或折射而直线前进到各检波点的地震波成为直达波。当震源深度为零时，直达波沿测线传播，旅行时间t与炮检距x的函数关系为：直达波是经过原点的、斜率为1/v1的两条直线，如图2.1-1。根据直达波时距曲线的斜率，可以求取界面上层介质的波速v1。(二)水平界面的反射波时距曲线和正常时差式（2.1.2）就是水平界面反射波的时距曲线方程式，可化简为以下的标准双曲线方程综上所述：1．反射波时距曲线在x-t坐标系是双曲线，其极小点在炮点正上方；2.在x2-t2坐标系是直线，直线的斜率为1/v12,利用直线的斜率可求界面上方介质的速度v1；3.反射波时距曲线以直达波时距曲线为其渐近线。4.根据时距曲线斜率与视速度的倒数关系，在炮点处的视速度为无穷大，在x时，视速度v*=v15．当2h>>x时，对（(2.1.2)式用二项式定理展开，只取前两项，可得将任一观测点p的旅行时间t和同一界面的双程垂直时间t0的差称为正常时差，用t表示。即正常时差近似表达式是6．利用正常时差可以帮助判断地震记录上的同相轴是否为反射波。根据图2.1.-2，反射波的路程和传播速度v,反射时间t为二、水平多层介质的反射波时距曲线在研究某一界面时，是将该界面上方介质看成是以均方根速度传播的均匀介质，该界面等效为单一界面，这个单一界面的上方是以均方根速度传播的均匀介质。如图2.1.3，经推导，水平多层介质的反射波时距曲线（在炮检距不大时）仍看成是双曲线；多层介质的时距曲线方程式如下：均方根速度为在震源附近接收时，i角较小，可以略去pvi的高次项得到结果，所以仅在震源附近满足假设，远离震源时有误差，时距曲线是高次曲线。这意味着在水平多层介质情况下，当入射角较小(亦即炮检距较小)时，可以用均方根速度代替反射界面以上多层介质的速度值，把介质假想成具有均方根速度的均匀介质。二者的时距关系完全一样，见下图。当炮检距x小于界面深度H的0.5倍时，这种假设引起的误差很小;随着炮检距的增大，误差将增大。从时距曲线的角度来说，意味着在激发点附近由均方根速度算出的二次双曲线同实际高次时距曲线比较接近，而远离震源之处则这两支时距曲线差异较大。在远离震源处时距曲线族中的曲线是相互相交的三、弯曲界面反射波时距曲线1．凸界面时，由于散焦作用，比平界面时要陡，可根据视速度定理证明其陡缓程度。如图2.1.4所示。2．凹界面时，由于聚焦作用，时距曲线比平界面时要缓;3．凹界面曲率大时，形成回转波，如图2.1.-5。图2.1.-4界面弯曲时的反射波时距曲线图2.1-5向斜部位的回转波时距曲线图2.1-5回转波时距曲线1．绕射波时距曲线是双曲线，双曲线的极小点在绕射源的正上方；2．对同一绕射点，不同激发点产生的双曲线相互平行；3.根据时距曲线，绕射波的正常时差是反射波正常时差的两倍2.1.7多次反射波的各种类型图2.1.-8界面倾斜时全程二次反射波时距曲线1．全程多次反射波时距曲线是双曲线，只要两次利用虚震源原理可以得出多次反射波的时间是从虚震源出发直接到达各接收点的,其关系见下图；全程二次反射波相当于在这个假想界面上产生的一次反射波。显然，根据几何关系，很容易证明：