第三讲 北戴河教学实习-初至折射波法[2].ppt

2 折射波形成的条件 对于单层介质和多层介 质, 形成折射波的条件： (1)下层介质的波速要大 于上面所有层介质的波 速。 (2)入射角要以临界角i入 射。 3折射波的特点 当地下存在两个分界面时，盲区大小XM1=2OA，盲区大小XM2= 2 (x1+x2)。 反相遇炮 反追逐炮 * 北戴河教学实习第三讲 初至折射波法 河北 秦皇岛: 宋先海 电话: 2013年7月 一、初至折射波法基本原理 1折射波概念（形成机理） 根据斯奈尔定律 sinα/V1=sinβ/V2, 当V2V1时，透射角β大于入射角α，随着入射角α增大，透射角β也增大，当α增大到某一个角度i时，可使透射角β=90°，这时透射波就以V2的速度沿界面向前滑行，形成滑行波。由于滑行波比入射波速度大，所以滑行波比入射波首先到达分界面上的各点，根据惠更斯原理，高速滑行波所经过的界面II上的任何一点都可看作是一个新的点震源，由于界面两侧的介质质点间存在着弹性联系，下面介质II中质点的振动必然要引起上面介质I中质点的振动，这样就在上面介质I中形成了一种新波，这种波在地震勘探中称为折射波，这时的入射角i称为临界角(Critical Angle)，i=arcsin(V1/V2)。 (1)折射波的波前是一平面，它与界面的夹角为 临界角i ； (2)折射波的射线是以临界角i出射的一束平行直线且垂直于波前面； (3)折射波存在着盲区(OM)，必须在盲区以外才可观测到折射波。盲区大小（炮检距）Xm=2htani=2h/[(V2/V1)2-1]0.5。 盲区的大小随界面的法向深度h的减小和V2/V1值的增加而减小。 当V2/V1=1.414时，盲区大小Xm=2h。作为经验准则，折射波只有在炮检距（炮点到检波点的距离）大于两倍折射界面的法向深度h时才能观测到。 (4) AM是折射波的第一条射线，也是反射波的射线，称为临 界射线，A点称为临界点，M点是折射波的始点。在M点处 可同时观测到折射波和反射波，在M点以外，总是先观测到 折射波。 另外，当地震波的入射角大于临界角i时，入射波的全部能量 都转换为反射波，即在临界点以外的分界面上没有透射波产 生，这种现象称为波的全反射。 二、浅层地震初至折射波法 野外工作方法 折射波法的观测系统主要有单边观测系统、相遇观测系统、追逐观测系统以及相遇追逐观测系统，重复相遇追逐观测系统等。 相遇追逐观测系统图 此次地震勘探实习中，采用的是相遇追逐观测系统。追逐炮的作用：（1）可以利用追逐时距曲线与相遇时距曲线的平行性延长解释区间；（2）确定直达波与折射波的交点；（3）判断有无穿透现象（有穿透可能就不平行）。 两相遇炮合格：（1）在折射段有相遇点 ；（2）互换时间T1、T2之差小于3ms。 相遇追逐观测系统图 如图所示：O1是O2的追逐炮，O4是O3的追逐炮，S1和S2两条时距曲线平行，S3和S4两条时距曲线相互平行。用两个直达波求出上覆风化层波速，用追逐炮时距曲线延长解释区间，用延长后的时距曲线求出折射波各个检波点的t0和V2，最后求出折射波界面的法线深度。 相遇追逐观测系统图 三、折射波法内业解释工作流程及要求 初至折射波法内业工作的发展趋势是利用微机进行自动化解释， 但解释员必须掌握解释的方法与步聚，要求同学完成下述解释工作： （1）根据《水工（浅层）地震勘探规范》对每炮（张）记录进行评价与验收。 （2）进行波的对比和初至走时的判读。除遵循波对比的一般原则外，还应注意零偏移距互换道上的走时，经校正后其时差不超过3ms，对于综合时距曲线，则时差不超过5ms。 （3）各项校正处理包括相位校正、震源深度校正和地形校正。对于初至不清、无法进行初至走时判读的地震道，可利用相位进行对比先读取相应走时，然后减去相位校正值△tφ，△tφ值可取初至明显地震道的相位与初至走时之差的平均值，也可以取自与其相邻地震道的△tφ值，应根据该记录初至波形的情况而定。对于追逐的记录，允许对比和读取第一个振幅的走时，所读取的各道走时t值，要写在每道的左边直线上。 （4）时距曲线绘制。比例尺横坐标上lcm＝2.5m（1：250）；曲线的两点之间用直线连接，对于可疑点，要在其上方标注“？”，如发现波被置换，应用符号“[“或”]”标注在置换点旁，并要在每条曲线上升端的尾部标注记录的总编号。该炮记录的震源深度值，要标注在横坐标轴相应桩号的下方。互换时间要用直线表示。如互换道走时不等，应取平均值画直线，互换时间值T要标在互换时间直线的中间或上方。 （5）确定交点、计算有效速度Ve，并延长时距曲线。利用接收段同侧不同位置激发的折射波时距曲线的平行性，可以确定交点和延长时距曲线。设交点A坐标为（XA，tA），则V1=XA／tA，要求把V