《地震勘探原理》习题集docx.docx
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《地震勘探原理》习题集
周洁玲编
资源与环境学院应用地球物理教研室
二零零五年十二月
—1—
刖言
《地震勘探原理》是应用地球物理专业开设的一门主干专业课程，它是一门理论性和实践性都较强的综合性课程，其主要内容在于系统介绍地震勘探技术的基本理论和方法原理、地震资料野外采集技术的基本流程及地震资料解释的基本方法与技巧等。
为使学习本课程者能尽快掌握课程基本内容和方法，初步达到理论联系实际之功效，编者按照课程教学大纲要求，结合教学过程中的经验和教训，针对教学重点和难点，收集和整理了本院和其他院校数年来积累的教学资料，编辑印制成本题集以供教学之急需。
编印本题集是应用地球物理专业教学改革内容之一，在编写过程中得到了许多人的帮助和支持，西南石油学院张天伦教授，张白林、聂荔副教授，江汉石油学院钱勇先教授等都给予编者不同程度的指导和帮助，在此表示忠心的谢意。
由于编者水平有限，加之时间仓促，题集难免有不妥之处，敬请读者指正。
绪论1
第一章地震波的运动学1
第二章地震信号的频谱分析6
第三章地震勘探的野外工作7
第四章地震组合法原理9
第五章共反射点叠加法11
第六章地震波的速度13
第七章地震勘探资料解释的理论基础14
第八章地震资料的构造解释16
1、简述石油勘探的方法主要有哪些？
2、什么是地震勘探？
地震勘探的生产工作基本上可分为哪些环节？
3、用地震勘探方法查明地质构造要解决哪些基本矛盾？
4、你对地震勘探发展方向有哪些了解？
第一章地震波的运动学
1、叙述波动、弹性波、弹性介质、塑性介质及地震子波的概念。
2、为什么说地震波是岩层中传播的弹性波？
3、绘图并说明炸药在地层岩石中激发地震波时从震源向外地层岩石的变化过程。
4、什么是波前、波后（或波尾）和波面？
什么是波射线？
5、几何地震学是指地震勘探中什么意义说的？
6、绘图说明振动图及波剖面，并写出描述其特征的基本物理量。
7、绘图并说明地震波的振动图和波剖面及有关物理量，为什么要在各物理量前冠以“视”字（如视振幅）？
8、什么叫视速度？
它与真速度之间的关系是什么？
9、已知：
t=0.7秒的波剖面如下图所示：
假设介质均匀，请计算
1）波的传播速度；2）主波长；3）绘出t=1.0秒的波剖面
10、如图：
一组平面波入射地面，介质速度为V=2000米/秒，波的入射角为。
=30。
，问波沿AB方向的传播速度是多少？
11、正确叙述反射定律和透射定律。
12、理解斯乃尔定律、转换波及其产生条件。
13、什么叫费马原理和惠更斯原理？
14、用费马原理推导反射定律和透射定律。
15、用惠更斯原理推导反射定律和透射定律。
16、正确叙述纵波、横波、面波、体波、平面波、球面波、射线平面、同相轴及虚震源的概念。
17、用射线绘图说明与地震勘探有关的各种地震波。
18、什么是反射系数？
写出地震波垂直入射时的反射波与入射波振幅及反射系数的关系式，并分析反射波产生的条件。
19、假设有三层水平介质，各层的参数如图所示：
OS
Pi=2.1g/cm3\A力21
Vi=2000m/s\
R13\
P2=2.2g/cm\Ai2
v2=2300m/s
r2
P3=2.3g/cm3V3=3200m/s
如果在地面O点放炮，S点接收，试求当地震波法线入射时，在S点接收到R2界面上的反射波的振幅多大（初始入射波振幅为A,只考虑反射和透射现象）？
20、实际地震勘探中经常应用哪几种主要的地层介质结构模型？
并说明模型的假设条件。
21、何谓时距曲线？
它在地震勘探中的作用是什么？
22、绘制直达纵波、直达横波、面波和声波的时距曲线（它们在均匀介质中的播速度是：
纵波Vp=2000m/s、横波Vs=1300m/s、面波V3=800m/s,声波V4=340m/s）,当接收点离震源的距离x=1000米时，试问各波到达接收点的时间？
23、已知水平界面反射波的时距曲线方程为：
。
_2X2
'='。
+了
式中：
%=
v，
如果界面的埋藏深度h=1000米，界面以上地震波传播的速度为v=2000米/秒，求x=500米的接收点上，反射波的视速度为多大？
24、如图：
界面倾角为中，上覆介质速度为V,炮点下界面法线深度为h,推导其共炮点反射波时距曲线方程，并说明反射波时距曲线的主要特点。
25、什么叫全反射现象？
用透射定律说明它的产生条件和特征。
26、何谓折射波？
其产生的条件是什么？
它的特点如何？
27、用惠更斯原理证明地震勘探中的折射波射线与界面法线之间的夹角为临界角。
28、导出一个水平界面情况下的折射波时距曲线方程。
29、请绘图示意说明反射波、直达波与折射波三者时距曲线的关系。
30、如图所示：
三层水平层状介质，求出它的反射波时距曲线方程（用射线参数表示的方程）。
31、什么是平均速度？
它的表达式如何？
32、导出连续介质中的射线方程。
33、在速度为U（Z）=%（1+"匚）时，已知了女,求
Jl-p-v（z）
其射线方程。
34、在连续介质中，当速度为v（z）=Vo（l+”.z）时，求得的射线方程为:
P-v（z）,az
37、
-'jl—///（z）
「dz
v（z）.jl-p2.v2（z）
若速度为v（z）=v°（l+”.z）时，求其参数方程。
当速度为v（z）=v°（l+”.z）时，连续介质等时线标准方程为：
ch（v0/3.t）-lsh（Vo0.t）
s[z-—?
—
说明曲线形状，用作图法给出示意图。
38、什么叫连续介质中的回折波？
当速度为v（z）=i，o（l+”.z）时，等时线方程为：
X=]J2（l+0.z）ch（vet）一（1+/3.矛-1
试求取时距曲线方程。
39、如图：
界面上覆介质是速度为v（z）=v（）（l+”.z）的连续介质，界面下是速度为们的均匀介质，说明在这个界面上形成反射波的特点。
当界面深度为H时，试求反射波时距曲线方程。
Hv（z）=vq（1+Bz）
V2
40、连续介质用均匀介质代替时，其平均速度表达式如何？
41、说明连续介质情况下，反射波时距曲线与回折波时距曲线的关系。
42、什么叫垂直地震剖面法？
它和地震测井有什么联系和区别？
43、求VSP法中，倾斜界面，偏移距dN0时的向上一次（在下倾方向激发）反射波时距曲线方程，并说明其特点。
44、何谓静校正？
为什么要进行静校正？
45、已知：
S、•点的高程为海拔410米，低速带厚度是5米，S点处炮井深度为18米，R,点的高程为405米，低速带厚度为12米，低速带速度为V„=500米/秒，下伏基岩速度为"=2000米/秒，取基准面高程为400米，求S点激发，Ri、Rz点接收时，各道的静校正量（用ms表示）。
并说明如何实现静校正？
46、何谓正常时差？
何谓倾角时差？
47、什么叫动校正？
水平界面的动校正量At等于多少？
48、已知时距曲线上：
xi=0m11=0.2s
X2=100
m
t2=0.201
s
x3=200
m
13=0.203
s
x4=300
m
14=0.208
s
x5=400
m
t5=0.215
s
X6=500
m
16=0.223
s
x?
=600
m
17=0.233
s
x8=700
m
t8=0.244
s
x9=800
m
t9=0.251
s
xio=850
m
11o=0.262
s
求各点的动校正量。
当v=5000m/s时，求界面的法线深度、它的视速度及波的入射角。
第二章地震信号的频谱分析
1、什么是频谱？
什么是频谱分析？
叙述频谱分析（付氏变换）的物理含义。
2、描述频谱特征的主要参数是什么？
3、求如图所示周期函数（振动周期为T）的频谱。
ff（t）
-T/20-T/2~kt
4、如果非周期信号为矩形脉冲（如图），求它的频谱。
八f（t）
1
T/2
-T/2
5、绘图示意与地震勘探有关的各种波的频谱特征。
6、地震波的频谱特征主要有哪些应用？
试举3~4例来说明。
7、正确叙述时域采样定理的内容。
8、分别写出频率域和时间域的滤波方程。
第三章地震勘探的野外工作
1、简述地震队的组成及各部门的职能。
2、地震勘探的野外生产工作主要分为哪两个阶段？
各阶段的目的是什么？
3、地震勘探目前认为的干扰波有哪些类型？
4、简述地震面波和声波干扰的特点，在地震勘探中如何压制它们？
5、何谓地震测线？
对布置地震测线的基本要求是什么？
6、什么叫排列、道间距、炮检距、炮间距及偏移距？
7、什么叫观测系统？
概述反射波法中排列及观测系统的基本类型。
8、如图所示：
一个分界面情况下，设计一个沿测线进行简单连续观测的综合平面观测系统。
O102030405
YvV\/\/
h
9、如图所示：
一条过河测线，如何设计连续追踪的观测系统？
合平面图（偏移距为零），并回答：
1）它有几种叠加道道集？
写出其叠加道号。
2）什么是叠加段？
什么是附加段？
11、四次覆盖、24道仪器观测系统，每记录一次炮点移动多少道间距，完成一个叠加段需要几张共炮点记录？
12、解释综合平面图上各条线的含义，它是怎样说明激发、接收点关系的？
13、地震震源主要有哪些？
用炸药震源时，如何选择最佳激发条件
（包括激发方式、激发岩性、激发深度和药量）？
14、简述可控震源的工作原理，这种震源的特点如何？
15、为了适应地震勘探的要求，地震勘探仪器应具有哪些特点？
16、如何选择检波器的安置条件？
17、什么叫低（降）速带？
对地震勘探的影响是什么？
第四章地震组合法原理
1、地震勘探的有效波与干扰波有哪些主要差别？
2、如图：
地面水平，沿直线排列n个检波器，地震波以平面波入射，地面入射角为a,检波器间距相等为△x,试导出简单线性组合的方向特性。
3、绘出七点线性组合的方向特性曲线，并说明其特点。
4、已知地震记录上有一层反射波和三组面波，它们的振幅、视速度和视周期如下：
反射波：
A.=1.0cmVs*=7000m/sT,*=0.03s
面波：
Am=1.5cmVz*=200ni/sTm*=O.Is
Am=2.OcmVN2*=400m/sTn，*=O.1s
An3=1,8cmV&*=800m/sTn3*=0.1s
为了压制面波，增强反射波，采用两个检波器组合，组内距△x=10米，求组合后反射波和面波的振幅，并分析其效果。
5、什么是组合的方向效应？
有效波落入通放带时方向效应与什么有关？
6、已知某工区反射波和干扰波的视波长为
X
*\***\*
s人N1AN2人N3
244m18m29m43m
如果采用组合距Ax=12.5m,n=3个的线性组合压制干扰波，分析组合以后信噪比的改善程度。
7、地震勘探中的随机干扰产生的原因是什么？
它在地震记录上的特点如何？
组合是利用这类干扰的什么特性来压制它的。
8、何为平稳随机过程？
何为各态历经性质？
地震勘探中的随机干扰具有什么性质？
9、描述一个随机过程与另一个随机过程不同主要有哪几个参数？
10、什么叫随机过程的平均值？
它表现随机过程的什么特点？
它的表达式是什么？
11、什么是随机过程的方差？
它描述随机过程的什么特点？
它的表达式是什么？
12、随机过程的相关函数描述随机过程的什么特点？
13、什么叫地震勘探的相关半径？
如图（书P151图4-4-2）上的表示是什么？
相关半径对设计组合方式有什么作用？
14、什么是组合的统计效应？
当组合内道间距Ax大于随机干扰的相关半径时，组合的统计效应与什么有关？
定量表示如何？
15、某地区试验发现，地震波的有效主频为30Hz,视速度为6000m/s,存在两组规则干扰波，一组为视周期25ms,视速度2000m/s；另一组为视周期20ms,视速度3000m/s,随机干扰的相关半径为13m,问要压制干扰，使用5个检波器线性组合，组合内距应取多大？
16、什么叫组合的平均效应？
17、组合检波对地震分辨率有何影响？
为什么？
如何避免组合对分辨率的损害？
18、脉冲波的组合特性与简谐波组合特性比较有哪些特点？
19、如下公式：
m
1sin—如（岫，）=3~^sin—
2
表示的是什么样的组合方向特性？
由它绘出的曲线特点与简
单线性组合比较有何异同？
17、试求出如图所示环行面积组合特性曲线。
第五章共反射点叠加法
1、何谓共反射点叠加法？
它是利用什么来达到突出有效波，压制干■扰波的目的的？
2、水平界面共反射点时距曲线有何特点？
分析其与共炮点记录时距曲线的异同。
3、推导倾斜界面共中心点时距曲线方程，并说明其时距曲线特点。
4、什么叫多次波？
它有哪些基本类型（用图示之）？
5、如图所示：
界面倾斜，地面水平，界面倾角为中，上覆介质速度为v,激发点下界面法线深度为h,试导出全程二次反射波的时距曲线方程。
它的特点如何？
在时间剖面上如何识别它？
OO
—@——@——@>
OO
6、什么叫剩余时差？
具体说明多次波的剩余时差变化规律。
7、应用频谱理论，导出多次叠加特性公式，说明它的特点。
8、如图（书Pl75图5-3-1）:
n=4,u=3,u=12的多次叠加特性曲线，试说明多次叠加特性曲线的主要特点。
9、如图（书P182图5-6-1）:
根据图说明道间距△x对多次叠加特性的影响及如何选择Ax?
10、如图（书P182图5-6-2）:
由图说明偏移距对叠加特性的影响及如何选择偏移距？
11、如图（书P183图5-6-3）:
试说明复盖次数n对叠加特性的影响及选择n的要求？
12、在某工区采用反射地震法进行勘探，野外地震记录上出现了一层多次反射波。
这层多次反射波的t°=2.5s,vd=2050m/s,T/=0.16s-0.05s,Ad=1.5cni。
多次波的存在干扰了深层反射波，为了压制它，采用n=6,u=4,u=2和/Xx=45m单边放炮的观测系统。
试问多次波位于压制带吗？
如果不在压制带内，将改变观测系统的何种因素使它进入压制带？
并计算多次波叠加后的振幅（已知：
to=2.5s时，反射波的叠加速度va=2700m/s）。
13、在某地得到的野外地震记录上，存在着严重的多次波干扰，通过分析求取的各种参数
1）反射波和多次波的传播速度为：
t0（s）
1.5
1.75
2.0
2.25
2.5
vd（m/s）
1900
1950
2000
2030
2050
va（m/s）
2200
2380
2500
2600
2700
2）反射波和多次波的信噪比
3）多次波的频率变化范围
fd=20Hz-50Hz
采用多次覆盖的方法，压制多次波干扰，并要求叠加后的信噪
比X=3,试问如何选择单边放炮观测系统因素？
x2
14、如用水平界面动校正近似公式：
进行多次叠加，
2v2tQ
当叠加速度v•与反射波速度v有误差时，其剩余时差系数q、表达式如何？
这时叠加效果如何？
15、在多次叠加中，对速度精度要求的一般规律如何？
16、已知倾斜界面的时距曲线方程为1=1画7试求此
v
时的动校，进一步求得它的近正公式似表达式。
V2
17、水平界面动校正近似公式为倾斜界面动校正公式
2v%
x2cos2d）Y2
为At,=二2，试求得由于用『一^对倾斜界面进行动校
如2vP°2v2?
0
正所造成的剩余时差公式，并说明其特点。
18、脉冲波的叠加特性曲线的特点如何？
第六章地震波的速度
1、地震波速与岩石弹性常数的关系为下式：
由此说明v与各常数的关系，是否P越大速度越小？
在泊松比
V=0.25时，vP与V、哪个大？
2、vP/vs这个比值是否是常数？
岩石孔隙度的变化主要影响还是Vs?
3、写出时间平均方程及方程的适用条件，并分析岩石速度与孔隙率及孔隙中流体性质的关系。
4、概述沉积岩中速度的一般分布规律。
5、在构造顶部与强烈褶皱区，相同地质年代的岩层哪个速度大些？
为什么？
6、掌握平均速度、均方根速度、等效速度、射线平均速度、叠加速度和层速度的概念、应用范围及求取方法。
7、设有三层水平层状介质，各层的层速度和厚度分别为：
Vi=2000m/shi=500m
v2=250Om/sh2=1000m
v3=3000m/sh3=1050m计算第三个界面以上的平均速度、均方根速度、射线平均速度和叠加速度，并绘图说明各种速度之间的关系。
8、在连续介质中，速度变化规律为v（z）=v°（l+”.z），由平均速度定义知：
H
*侦）=亍.
*V（Z）
求由H表示的vMH）=?
由to示的v»v（to）=?
9、概述地震测井的野外工作方法，怎样根据地震测井数据求取平均速度和层速度？
10、怎样根据声波测井资料求取层速度和平均速度？
11、何谓速度谱？
简述速度谱的制作过程。
12、已知某时间剖面上有两个反射层，各反射层的t°时间分别为
=55s和t«2=l.85s,另外由速度谱求得的均方根速度为
vR.i=2186m/s,VR.2=2366m/s,计算该反射层之间的层速度。
第七章地震勘探资料解释的理论基础
1、简述地震记录的形成。
2、什么叫地震资料解释？
地震资料解释方法主要分为哪几类？
各类具体要解决的地质问题是什么？
3、时间剖面上反射波的主要特征是什么？
4、按处理方法的不同，可得到些什么地震剖面？
按显示方法不同，又可得到些什么地震剖面？
各有何特点？
5、偏移归位的概念是什么？
什么是水平偏移距？
什么是垂直偏移距？
6、偏移校正、射线偏移及波动方程偏移各有何特点？
7、什么是叠前偏移？
什么是叠后偏移？
叠后偏移能全部解决水平叠加存在的问题吗？
为什么？
8、什么叫绕射波？
如图：
测线ox垂直断棱，。
点激发，断层上覆层速度为v,RR=h,。
到R'为L,试导出断棱绕射波的时距曲线方程，并讨论其特点。
9、什么叫断面反射波？
在什么条件下能产生断面反射波？
10、是否任何凹界面都可以形成回转波？
11、何谓地震波的垂向分辨率？
它对地震勘探有什么影响？
12、何谓地震波的横向分辨率？
如果，已知界面深度为200米，地震波波长为100米，试求第一菲涅尔带半径。
13、在给出的图中，说明W、、a、h、hx、hz的意义，并分别标出。
测线
14、已知某地区有两条互相垂直的地震剖面（见下图），某界面在AB剖面视倾角为e1，AC剖面视倾角为4>2，求该界面的真倾角。
B
15、已知：
测线方位角a=45°,时间剖面如图，在X］处得t0i=1.23s,在X2处得t02=0.01s,Ax=x2-xi=50m,平均速度Vav=5000m/s,求Xi处的真铅直深度hz=?
16、说明在时间剖面上用比法恢复界面的基本原理。
第八章地震资料的构造解释
1、什么是地震资料的构造解释？
地震资料构造解释工作主要有哪些任务？
2、画出进行地震资料构造解释工作的流程图。
3、如何选择标准层？
怎样确定标准层的地质层位？
4、如何选择基干剖面（基干剖面具有那些条件）？
5、波的对比原则是什么？
怎样进行时间剖面的对比？
6、剖面对比中t。
闭合的依据是什么？
你认为在偏移剖面上对比时，用t。
闭合法来检查对比的正确性完全适合吗？
7、断层面对下伏地层的反射波有何影响？
在时间剖面上有何表现？
8、怎样确定断层面？
怎样确定断层升降盘及落差？
9、怎样确定界面（包括断层面）的视倾角？
10、断点平面组合的一般原则是什么？
怎样检查断点组合是否正确？
11、定性画出以下深度剖面所对应的水平叠加剖面。
（Vl
12、根据下面的水平叠加剖面定性画出各图可能反映的地质现象。
13、何谓构造图，简述绘制构造图的基本步骤。
14、勾绘等直线的一般原则是什么？
并判断下列各图的正确和错误。
15、剖面地质解释的内容是什么？
16、概述由等t。
图进行空间校正的基本原理和步骤？
17、怎样根据等t。
图求取界面的真倾角？
18、何谓等厚图？
怎样绘制等厚图？
等厚图有何用途？
19、怎样绘制构造发育剖面图？
绘制构造发育剖面图的意义何在？
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