地震勘探的基本原理
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地震勘探的基本原理范文第1篇
作者简介：夏书兵(1976―)，男，江苏省姜堰市人，河南省煤炭地质勘察研究院工程师。
中图分类号：P65 文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1672-3309（s）.2012.02.37 文章编号：1672-3309（2012）02-88-02
引言
工程物探主要是对地表及地下100米左右的介质，通过相应的物理仪器和数字信号转换，以数据的分析和处理为手段，全面掌握目标体的物理特性和状态。一般情况下，工程物探主要以二维地震勘探为主，但其存在着地质信息假设过于苛刻等明显缺陷，相比之下，三维地震勘探技术则有着数据完整、信息量丰富等优势，因而在近些年来的勘探工作中得到了广泛的应用。本文对三维地震勘探技术的发展进行系统梳理，总结实践应用中的经验教训，为该技术的进一步发展和应用奠定基础。
一、三维地震勘探技术及其基本原理
地震勘探通过人工方法（例如炸药等）形成人工地震，并以科学仪器记录震动详情，从而估算地下构造的特点。三维地震勘探技术作为地震勘探的重要技术之一，是从二维地震勘探衍生而来，同时融合了物理、数学和计算机等的综合性应用技术，其主要包括地震数据资料采集、地震数据处理以及地震资料解释三个环节，各环节之间既相互联系又相互独立，从而构成了在计算机软硬件支撑下的系统工程。
三维地震勘探技术的基本原理与二维地震勘探技术相似，主要是通过地面上各沿线的地震勘探施工，使人工产生的地震波在地下传播，地面上的仪器开始同步记录地震波的传播和返回时间，再通过计算机进行数字信号处理得出目标物深度，综合测线的观察处理结果，从而得到直观反映地下岩层分界面起伏变化的地震剖面图。由于其勘探对象是地下半空间的三维地质体，因而在工程物探中具有显著优势，表现在：数据量相对丰富，包含了地震波的各种信息，有利于使用正反演技术以及岩性研究；数量完整性好，准确性较高，在通常地震波分辨率范围内，可基本查明相对复杂的地质构造；充分发挥了高科技装备的先进性能，有利于数据解释的自动化及人机联作的发展，可以大大减少人为因素的影响，具有较高的投入产出比。
二、三维地震勘探技术的国内外研究进展
三维地震勘探技术的优势，引起了国内外学者的广泛关注，促进了相关技术方法的快速发展。例如Andreas Cordsen[1]等学者，详细阐述了三维地震观测系统的设计以及施工要领，介绍了三维采集参数、三维观测系统的类型，并对其优点和缺陷进行了对比。Vermeer[2]深入研究了正交块状三维观测系统的地球物理参数配置，优化了MKB方法和LUG方法，减少了决策变量和约束条件。我国学者钱荣军[3]等以目标层信息为出发点，通过对表层结构地球物理模型和地下结构地球物理模型的分析优化，设计了地震采集参数。尹成等利用带约束条件的数学规划模型计算目标函数，实现了线束状三维观测系统的优化。
总的来看，由于三维地震勘探技术所具有的低成本、高精度和短周期等优势，使其在实践中得到了普遍应用和快速的发展。受技术力量以及设备投入等因素的影响，国外不仅在三维地震勘探技术的研究方面具有较大优势，而且在软件设计方面也处于领先地位，例如，著名的绿山地震设计软件、OMM软件等，而我国近年来在观测数据参数论证方面，虽然也取得了一定的成就，但在观测系统优化设计方面，仍然尚需进一步的研究。
三、三维地震技术的经济效益
三维地震技术的广泛应用不仅提高了地质勘探的精准性，而且取得了令人瞩目的经济效益。
（一）有效促进了我国地质矿藏开采等行业的深入发展
我国地形多样，地质状况复杂，对地质的精确勘探造成了困扰。三维地震技术的应用，提高了查明细微地质问题的能力。通过该技术的运用，可以提高矿业开采的利用率，不少多年开采的老矿区通过三维勘探技术，甚至发现了新的资源，从而为行业的发展注入了新的活力。
（二）有效缩短工程周期
三维地震勘探技术具有高精度和高分辨率的特点，其探测结果能提供较为精准的地质构造信息，因此大大提高了钻探成功率，有效缩短了工程周期。例如，在东濮地区的地质勘探过程中，通过三维地震技术的应用，勘测150km2地区的复杂地质问题仅需要原计划的一半。因此，三维地震技术的运用加快了地质勘探与开发，有效降低了地质勘探费用，为煤炭、石油开采等行业的繁荣发展提供了坚实的工程技术基础。
（三）三维地震技术有效降低了勘探成本
三维地震技术的不断发展，使其在勘探精度与效率等工程效益方面不断提高的同时，技术应用成本在不断降低，为工程单位节省了大量资金。以单位勘探成本为例，二维测线单位成本为6200元/ km ，而采用三维测线，其成本则仅需810元/km，降低了7.5倍，而且勘探效果更加完美。因此，对该技术的采纳与有效应用，极大减轻了相关企业单位的资金压力，提高了经济效益。
四、三维地震勘探在实践中存在的主要问题及原因
（一）三维地震勘探实践的局限性
三维地震勘探虽然在构造勘探方面有着其他勘探方法不可比拟的优势，但在实践中也存在种种局限。一方面，探测结果准确率有待提高。在大多数地震勘探任务中，一般要求其断层落差为5m，平面位置误差范围是±15m。然而，调查显示，既使在地质条件较好的华东地区，对落差区间5-10m之内的的断层进行的探测，其准确率尚不及70%。另一方面，存在着地震信息的缺失，所观测系统搜集到的信息难以有效显示落差较小的断层。同时，由于信息解释的不准确，导致所勘探出的断层位置与实际位置相比差距较大，这一点在断层落差较大或倾斜角度较大的地层中表现的尤为明显。另外，由于难以有效识别距离较近的断层，经常会把两条倾向相同的断层解释为一条大落差断层，甚至也会将两条角度完全相反的断层解释为一打小落差断层或无断层。这些情况的出现，严重影响了物探工作的科学性和可靠性。
（二）原因解析
三维地震勘探作为一种间接的勘探方法，除了技术上的局限之外，实际工作中的质量控制以及技术应用失当，是影响其准确性的重要因素，主要包括以下几个方面：
1、野外勘探质量控制以及观测系统设计缺陷。受当前排列分布面积大以及质量控制点较多等观测方式的影响，观测系统设计规范性较差，在客观上增加了质量控制的难度。特别是频频照搬或套用既定的观测系统，或是随意进行野外变现，极易造成炮距分布不均匀以及系统复杂多变等问题，严重拖慢了数据分析速度，最终影响偏移效果。
2、技术应用与地质条件的匹配问题。我国大多数地区的激发条件复杂多变，但是地震成孔工具较少，由此街面的成孔激发问题使原始资料的信噪比较低，从单炮甲级率来看，其效果很不理想。其他技术应用方面，例如，纵、横分辨率问题造成的构造遗漏、长波长静校正方法不理想造成的假断层探查结果、偏移成像问题等，都成为提高三维地震勘探效果的“拦路石”。
3、仪器设备的升级更新与实际应用未能做到协调一致。先进的仪器设备未必都能取得理想中的效果，例如，现在常用的集中逻控型数字地震仪，虽然其排列布置和处理技术更加合理、先进，理论性能得到了很大提升，但是由于很少考虑勘探过程中对可操作性以及可靠性等的实际需求，在应用中的效果却不甚理想，有时勘查效果甚至不如旧式的16位A/D转换遥测地震仪。
五、提高我国三维地震勘探经济效益的对策
地震勘探技术已进入了成熟阶段，短期内产生技术飞跃的条件尚不具备，因此，要提高三维地震勘探水平，就要抛弃“唯技术论”，以全新的视角和细致入微的工作来提升勘探水平。
（一）以体制创新为重点，全面提升勘探质量
技术趋同条件下，管理水平以及人员素质等非技术因素，成为提高三维地震勘探的突破口，而良好的工作体制是决定这一问题的关键。特别是强调实际工作中的权、责、利的辩证统一，就成为物探企业必须解决的重大现实问题，尤其是在物探这样一个国有企业处于优势地位的行业，更应该把体制创新作为重中之重，最大限度的实现“人尽其才、物尽其用”，为地震勘探工作创造坚实的制度环境。
（二）优化物探工作流程，对各环节进行严格的管控
三维地震勘探工作集数据收集、处理以及解释为一体，因此，在实际工作中必须从成本控制、人员配备、人机优化组合等环节着手，重视施工人员培训以及相关试验和生产过程的流畅有序，做到工作管理的动态化和监管适时化，全面保障各项细则落到实处，从而实现质量控制与施工成本的平衡，在确保地震勘探效果的同时，实现经济效益的提升。
（三）强化成熟技术的融合与集成研究
当前，三维地震勘探技术已相当成熟，各种仪器和软件配备都已做到了系统化，要在技术层面上提升地震勘探效果，就必须走集成化的道路，尤其是做好三维地震技术中采集、处理和解释三环节技术上的衔接和融合，形成实用的一体化技术，使各环节之间相互监管，实现立体化、综合化和动态化的勘探能力，从而快速锁定勘探目标，有效提高问题解决能力，全面提高勘探效益。
参考文献：
[1] Andreas Cordsen, Johnw.peire.陆上三维地震勘探的设计和施工[M].石油物探地球物理勘探局出版，1996.
地震勘探的基本原理范文第2篇
关键词:地质勘查;物探;特点比较
在地质勘查工作实践中，相对于钻探法的成本高、风险大、周期慢、连续性较差等弊端，地球物理勘查方法(简称物探法)以其成本低、效率高、方便快捷、整体性/连续性较好而备受关注，应用范围也日益拓展。随着科技的发展，物探技术、设备、手段也日益完善和多样化。但各种物探技术也不是万能的，都有其自身的特点和一定的适用范围。
1电法勘探
1．1传导类电法勘探
(1)电测深法:最常用的对称四极电测深法可以探测水平或倾角＜20°岩层电性层的电阻率和埋深。(2)电剖面法:联合剖面法可探测产状较陡的层状、脉状低阻体或断裂破碎带;中间梯度法可探测产状较陡的高阻薄脉如石英岩脉、伟晶岩脉。(3)高密度电法:可用于地基勘查、坝基选址、水库或堤坝查漏和探测裂缝、岩溶塌陷、煤矿采空区。(4)自然电场法:勘查埋藏较浅的金属硫化物矿床和部分金属氧化物矿床，寻找石墨和无烟煤，确定断层位置，寻找含水破碎带，确定地下水流向。(5)充电法:判定充电导体的形状和范围、顶部和边界，主要用来勘探良导性多金属矿床、无烟煤、石墨以及水文地质、工程地质问题的解决。(6)激发极化法:判断脉状体的产状。
1．2感应类电法勘探
(1)连续电导率剖面法:岩土电导率分层、地下水探测、基岩埋深调查、煤田高分辨率电探、金属矿详查和普查、环境调查、咸/淡水分界面划分，勘探深度1000m。(2)CSAMT:电性源CSAMT探测深度较大，通常可达2km，主要用于探测地热、油气藏、煤田和固体矿产深部找矿。(3)TEM:剖面法:同点装置剖面法即共圈回线法经常用于勘查金属矿产;大回线装置剖面法采用边长达数百米矩形回线。由于TEM用宽频带观测，在音频干扰大地区如有线广播工作时比较困难。(4)甚低频率法VLF:主要用于探测金属矿床、水资源和地质填图。(5)地质雷达法GPR:划分花岗岩风化带，可清晰地分辨出表土以下全风化带、强风化带、弱风化带之间的界面，主要用于隧道探测。(6)管线探测法。主要是在非开挖的情况下探测地下管线的走向与埋深。一类是利用电磁感应原理探测金属管线、电/光缆，以及一些带有金属标志线的非金属管线，这类简称管线探测仪。另一类是利用电磁波探测所有材质的地下管线，也可用于地下掩埋物体的查找，俗称管线雷达。(7)核磁共振找水法(NMR):是目前唯一直接找水的新方法。与传统物探方法相比，其优点是具有高分辨率、高效和唯一性解，在探测地下淡水时更具优越性，可高效地用于区域水文地质调查，确定远景找水区，圈定地下水三维空间分布状态，选定可靠水井位置。应用范围:①探测古河床、古墓、覆盖层、滑坡体、砂卵砾石层;②探测隐伏地质构造、岩溶、地下暗河、人工坑洞;③探测含水层富水带，划分咸淡水界线，测水库漏水点;④工程质量检测、探测地下管线。特点:①电测深法、电剖面法、高密度电法:抗干扰性强，但受地形限制大;②自然电场法:方便快捷，但受地电干扰大;③充电法:能探测地下水流向;④激发极化法:适用于探测地下水、金属矿体等高极化体，但受地形限制大;⑤连续电导率剖面法:受地形影响较小，探测深度1km。但探测深度不如CSAMT，而且抗干扰性弱;⑥CSAMT:受地形影响较小，探测深度2km～3km，但设备笨重(期望随着科技发展能大大减小仪器的体积和重量，使之轻便化);⑦TEM:受地形影响较小，探测深度随线圈长度而增加(可达数百米)，但受地电干扰大;⑧甚低频率法:可探测高极化体，但受地电干扰大;⑨地质雷达:分辨率高，但探测深度小(10m～30m);⑩管线探测法:可探测地下管线，但只限于地表浅层。
2弹性波法
弹性波法包括地震勘探(地震勘探又分为折射波法、反射波法、瑞雷波法)、超声波法、场地波速测试，地脉动测试。地震勘探:勘探深度较大、分辨率较高、解释结果较直观。能迅速查明复杂储油气构造和含煤构造。探测地下含水层、地下水位、基岩起伏、断裂带、覆盖层厚度。间接探测与构造有关的矿产(如铝钒土、砂金、铁、磷、铀)。应用范围:①探测地质构造;②探测覆盖层厚度、断层破碎带、滑动面、潜水位;③探测岩体动弹性模量;④探测地脉动卓越周期、桩基及建筑物基础;⑤测定岩体完整性系数。特点:①折射波法。能探测100m以浅土石界限、围岩分级、低速带;②反射波法:探测断层、采空区，探测深度较大，但要求场地相对平缓;③瑞雷波法。优势:场地评价、计算横波，方法简便，但探测深度较小;④超声波法:构件评价;⑤场地波速测试:场地类型评价，模量参数，沙土液化;⑥地脉动测试:安全性评价。
3重力勘探
应用范围:探测区域地质构造，深部断层，大溶洞，巨大的埋藏谷。特点:可探测密度体异常、采空区边界，推测深大断层、断裂。
4磁法勘探
应用范围:探测岩浆岩体界线，断层带，地下管线，考古。适用条件:探测地质体与围岩有明显密度差异，探测对象规模与埋深比要足够大。特点:探测磁性体异常，深大断层、断裂。
5放射性勘探
应用范围:探测基岩裂隙水、断层带，测量土的湿度、密度，环境监测。适用条件:探测对象与围岩有放射性差异，探测对象埋深较浅。特点:探测断层、裂隙带、采空区边界。
6地温勘探
应用范围:判定地温异常的深大断裂位置，探测地表与深部地温的变化规律。适用条件:地质体之间有温度差异，在深部钻孔中探测地温变化情况。特点:深大断层定位。
7井下物探
井下物探包括电测井、放射性测井、水文测井、单孔声波测井、跨孔声波测井、声波及超声成像测井、孔间电磁波透射法、孔间地震波透射、钻孔技术测量。基本原理:用仪器观测钻井及井间岩土物理差异所引起的天然或人工物理场变化规律，以研究井壁和井周空间地质构造，测定岩土自然状态下物理力学和水文地质参数。应用范围:划分软弱夹层、风化层厚度，探测断裂带和岩溶位置，探测测井中出水位置、水文地质参数，探测岩土物理力学参数，监测地下水污染，核处理场地的选址。适用条件:电测井、无线电波透视、声波测井应在有泥(水)浆无套管的孔中进行，水文测井应在无套管或有滤管经洗井后的清水井中进行。用途:①电测井:划分地层;②放射性测井:井液电阻率与电位电阻率反向;③水文测井:划分地层，确定含水层位;④单孔声波探测、跨孔声波探测、声波及超声成像测井、孔间电磁波透射波、孔间地震波透射:查找孔间裂隙带、溶洞。
8建议
鉴于物探技术是一种间接的勘探方法，由于各种地质条件和围岩条件的差异性，以及解释方法的多解性，再加上环境和人为因素的干扰，单独基于物探技术进行的判断和解释都有程度不一的误差甚至是误判，所以，在地质勘查工作中应用各种物探技术进行分析时必须紧密结合已有的地质资料科学研究，有时要运用不同的物探方法进行相互印证，才能提高物探成果的准确性和解析精度。
作者:杨占军 单位:河北省煤田地质局
参考文献:
［1］刘天佑．地球物理勘探概论［M］．北京:地质出版社，2007:207－217．
地震勘探的基本原理范文第3篇
[关键词]大地电磁 时间序列 依赖关系 噪声处理
[中图分类号] O441 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-149-1
0引言
地球物理勘探会受到政治以及经济因素影响比较大，根据相关统计显示，2002年3月同一年前相比较而言，全球减少了31%地震勘探人员。但是点磁（EM）勘探的应用情况可以简略概括是：使用石油勘探的EM方法同之前相比保持稳定具有持续稳定态势；地热勘探的应用已经有了一定程度的降低，而其趋势则就可以延续到经济形势好转之后；地下水勘探则就有上升的趋势，如此则就表明全球用水问题的急需，并且也就使得地球物理勘探方法较广的应用。当前，石油、地热勘探的电磁方法通常使用大地电磁（MT），浅部瞬变电磁（TEM）等等用于MT的静位移校正；当前全球有价值的是地下水资源勘探，主要用Geometric'sStratagemTM系统（具MT原理的可控源系统）、ATM或者是FEM、TEM等等浅部勘探技术。
1基本原理
可以把MT工作的基本原理看成一个线性系统，磁场为输入信号，可通过地球该特殊的系统，将其输出电场，也可以通过测量电磁场实现估算系统的传递函数，则就是我们通常说的阻抗，该阻抗是稳定的，一般情况之下同时间没有关系，则促使我们使用MT方法探测地下介质电性结构的物理基础。因此，虽然电磁场信号的随机性比较强，但是同一测点磁场同电场之间是互相依赖的，不同测点同步的磁场信号有着比较强的相关性，电场信号之间的差异主要则主要测点间地下介质的电性结构差异引起的，但这种差异是稳定的，就像是两个有着比较强相关的输入信号，分别通过稳定的系统之后，可以得到的输出信号应该具备某种相关性，所以不同测点的电场信号之间也应该具有彼此相对稳定的关系，总的来说，同步多道电磁场信号之间应该具有较为稳定的依赖关系.当本地点电场或者是磁场信号在某些时刻受到噪声干扰之时，使用此种依赖关系以及参考点的数据，合成本地道受干扰时段的数据，并且使用合成数可以代替噪声段数据，那么就可以构成新数据，如此就可以是吸纳去除噪声的目的。实现此种方法要求解决两个基本问题，首先是依赖关系的求取方法，第二是依赖关系之中的稳定性。我们可以选择四个同步测点的高信噪比数据作为较为理想的信号，那么就可以讨论当前的基本问题。测点位于某地的无人区，其曲线连续较为光滑，误差棒比较小，并且仪器噪声较低，可以把获得的数据当做理想信号。
2同步时间序列依赖关系的大地电磁噪声处理基本方法
2.1格值转化。按照大地电磁探测深度的不同，根据工作频率的高低，可以将大地电磁方法分为音频大地电磁法、宽频大地电磁法和长周期大地电磁法。三者的工作频率分别为：n×104Hz～nHz、n×102Hz～n×10-3Hz 和nHz～n×10-5Hz。由于工作频率不同，相应的仪器设备也存在差异巩秀钢，等，叶高峰，等，，用感应式磁场传感器采集变化的磁场，即通常说的磁棒，用金属棒电极采集电场，代表性的仪器有。也采用感应式传感器，只是探头更长一些，可以采集到低频的信号，用不极化电极集电场，不极化电极具有较小的极差和较长时间的稳定性，，有利于提高电场信号的信噪比。采用磁通门式传感器和高稳定性的不极化电极。感应式磁场传感器是利用电磁感应原理，将变化的磁场转化为电场信号后再测量，因此在处理数据前，需要对原始数据进行格值转化谢成良，，转化为国际单位的大地电磁场磁场为纳特，电场为毫伏每米。磁通门式传感器直接集磁场，存储电磁场值，无需转化，只需对电场除以极距即可。针对加拿大凤凰地球物理公司生产的v5和v8大地电磁仪，下面给出相应的电场和磁场格值转化公式如下：
对应单位的变化为：
对应单位的变化为：
其中，dat为仪器记录的数字格值，FSCV为模拟数字信号转换模块（AD）的总参考电压，即AD转化器达到最大值时对应的电位值，Bit为AD转化器的位数，EGN为用户设置的电场放大器增益，ELN为电极距，HGN为磁场放大器的增益，HATT为磁探头与仪器连接处控制板的放大倍数，HNUM为磁探头放大倍数。这些参数可以在仪器使用手册中查到，利用式（1）和（2）可以将仪器记录的格值转化为国际单位大地电磁的场值。由于不同仪器设备的差异和各测点采集参数设置的差异，需要将格致转化为场值，这是我们讨论大地电磁时间序列信号的基础。
2.2仿真试算。天然大地电磁信号比较微弱，频带宽，同复杂的人文噪声之间耦合，比较难分别。时域之中处理噪声的难点在于，去除强干扰噪声的同时要保留微弱的有效信号成分，过分追求连续光滑的测深曲线，而忽略微弱的信号，可能会导致对地下介质电性结构的错误认识.为了试验本文方法的有效性和正确性，进行如下仿真试算。
2.2.1仿真噪声。对测点四个水平分量之中加入仿真噪声，将测点当做为参考点，两点之间距离10.1km.仿真噪声通过方波、三角波以及脉冲此三种较为常见的强干扰噪声（随机组合而成，其形态以及幅值之间也是随机的，而对于每一个信号道，随机则就选择20%的窗口可以加入噪声之中；
2.2.2噪声识别。使用本地道同参考道时间序列方差比来对噪声进行识别，第一应该同步后数据加窗，使用wk，n表示第k道第n个窗口的数据，var（wk，n）和rrvar（wk，n）分别表示给本地道数据以及参考道数据方差的，如果，var（wk，n）/rrvar（wk，n）>th时，th表示阀值，则就可以认为本地点第k道第n个窗口的数据之中包含有噪声。
3结语
大地电磁的人文噪声干扰非常复杂，各参考点噪声类型和水平各不相同，宄其噪声本质特征，只是能量强于信号，将大地电磁噪声按波形分为三角波、方波或脉冲并不合理，对大地电磁噪声处理问题的研究，除了讨论噪声与信号的特征外，更重要的是要深入研究天然场信号间的内在联系。
参考文献
地震勘探的基本原理范文第4篇
关键词:矿山勘探开采 数据挖掘 应用研究
中图分类号:S4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0045-011 相关概念
数据挖掘是一种新技术,它可以从信息量大、信息分类模糊的大型数据库中,将人们所不熟知,的且具有高度利用价值的信息和知识提取出来,为企业所用。数据挖掘技术,同时又是一项集多种学科的新型交叉学科,它包括基础的统计学、信息检索、高性能技术、数据库技术、模式识别等等。它所提取的知识以模式、规律、概念、规则等形式表示出来,它们对于趋势的预测和决策十分重要。数据挖掘可以集中企业网络中的不同站点的数据,提供给企业丰富有效的数据作为决策参考。数据挖掘不是一两步能完成的,它需要进行多步骤处理,具体见图1。
2 数据挖掘的功能
数据挖掘技术设立的初衷就是服务于应用的,它的应用领域十分广泛,如金融行业中进行的相关风险预测,零售行业中对顾客进行的行为分析,除此之外,像一些交通的日常管理、市场的拓展开发、体育、气象、电子商务等等行业中也有很强的应用价值和应用空间,为这些行业提高可靠、精确的数据分析。
历时数十年的漫长发展,数据挖掘吸收了数理统计、人工智能以及机器学习等多学科的研究成果,现如今该技术已经能够实现解决因信息量大而造成数据提取和知识搜索、分析苦难等问题,显得越发的成熟。
从功能方面概括来看数据挖掘技术,可将其分为描述功能和预测功能。描述功能主要通过刻画数据一半特性,从而获取的相关知识;预测功能则是在分析当前数据基础之上,科学逻辑的进行的预测和推断,这同时也是数据挖掘价值的所在。
3 矿山勘探开采管理中数据挖掘的应用
数据挖掘系统的软硬件配置,数据库以及网络服务等构成了地质勘探数据库系统体系结构,它们又各自包含一些东西,其具体内容如图2所示。
数据库由一系列相互关联的专业数据库组成,是系统的核心组成部分,其设计结构必须严格遵循数据库设计的基本原理以及矿山勘探企业的相关标准。
3.1?与井相关的基本数据类型
(1)录井数据。该数据包括岩屑录井、岩心录井、井壁取心等基础信息。
(2)钻井数据。该数据主要是钻井基本信息的基本概况。
(3)测井数据。与现场测井相关的数据曲线等数据信息记录均包含在测井数据内。
(4)岩性数据。该数据主要包括对岩石物理的构造、位置分布以及矿物成分等基本特征的描述。
(5)地层数据。该数据主要包括岩性地层、年代地层、生物地层等与断层相连的地质基础信息。
(6)流体分析。主要是对矿山水进行的数据分析,包括对其的化学测量结果及组分等信息的详细记录。
3.2?与地震相关的主要数据类型
(1)二维地震数据。它主要包括二维导航的数据信息、叠前叠后的地震道数据信息、原始地震道数据信息以及各种速度谱等。
(2)三维地震数据。它主要包括三维导航的数据信息、叠前叠后的地震道数据信息、原始地震道数据信息等。
3.3?实物资源数据类型
包括实现资源过程涉及的所有索引和分类信息。
3.4?数据加载格式基本种类
通常数据加载格式涉及以下几方面内容。
3.4.1?井数据
井数据有大块数据和非大块数据之分。如测井曲线,数据大块数据,其源文件格式包括LAS、DLIS、BIT、LIS、Diplog、ASCII、PDS、RP668种;而生产信息和探井信息则属于非大块数据,其格式包括ASCII、RP66两种。
3.4.2?地震数据
采集、处理、解释等不同阶段,地震数据的数据格式也不尽相同,如叠前采集的数据格式分为SEG—A、SEG—B、SEG—C、SEG—D四种;而跌后处理数据格式则有SEG—Y等多种格式。
4 结语
数据挖掘在矿山的勘探、开采中收集到真实性、可靠性强的信息,利于提高挖掘质量、维护挖掘结果。要想让数据挖掘的作用得到最大程度的发挥,作为矿山企业首先应该完善数据库;其次应该使结合挖掘人员的专业知识和矿山勘探开采领域的专业知识,通过不断地实践和总结来丰富数据库形成真正实用的系统,服务于矿山企业。
地震勘探的基本原理范文第5篇
【关键词】油田应用 地震散射波 散射理论 非均匀性
1 地震散射波及其研究意义
地震散射波研究领域比较广泛。广义而言，由任何三维非均匀性介质引起的地震波变化都称为散射波。但是，一般把可以用几何光学（射线理论）处理的，而由大尺度非均匀性引起的走时和振幅变化摒除于散射领域之外，只研究狭义的地震波散射现象。地震散射波涉及的领域非常广泛，它是探测地球不均匀性的有力工具，可以推断地下介质的不均匀性情况。
2 地震散射波的发展与现状
地震散射波的研究始于上世纪60年代，Chernov运用随机介质中的标量波传播理论处理了地震散射波问题，同年，Miles用Born近似公式对Rayleigh散射求出了显式表达式。Aki提出岩石层内的非均匀性引起的逆散射是尾波；1972年，Haddon提出PKIKP波的前驱波PKP波是核幔边界附近非均匀介质引起的散射波。1983年高龙生等将散射波理论推广应用于各向多次散射问题。1988～1990年，吴如山和安艺敬一系统收集总结了国际上研究地震波散射的最新成果，共同主编了相关文集。在国内，现在地震散射波的研究已经得到了广泛的关注，在散射波数值模拟和处理技术，关于散射衰减，逆散射，金属矿勘探方面作出了大量的研究。
3 地震散射波的研究领域
3.1 正演数值模拟方法
在现有散射波数值模拟方法中，Wu等曾用相位屏算子计算过二维垂直变背景情况下的散射场，符立耘等给出了配置法求解体积分方程的数值方法。David W.Eaton采用Born 近似及射线理论近似计算了背景场和格林函数的三维弹性波弱散射场，孙明（2001）采用高斯射线束的方法进行简单块状模拟。黄雪继（2003）基于微扰论，采用FK域积分公式进行了正演模拟；秦雪霏（2007）采用六阶有限差分法进行数值模拟。刘铁华（2010）设计了一种基于微扰论的FK域积分法，在散射场的二次震源和空间能量衰减处理两方面进行了改进。
3.2 多重散射理论
多重散射波对相干波的影响很重要，特别是在波长和散射体尺度相差不多的情况下，多重散射强度与离散散射体分布密度有关，弱散射体之间的多重散射效应可以忽略不计，不过在散射体的体积比较大时，必须考虑多重散射的效应。李小凡曾对大陆延伸非均匀介质中地震波全弹性多次散射理论进行了系统研究，构造了一个基于非均匀薄层或非均匀相屏单次散射迭代法的多次散射模型，可以用来计算弹性波多次散射的能通量及处理散射衰减问题。
3.3 压制散射噪音
Ernst（1999）等提出了一种基于全波理论消除地震资料中近地表散射影响的方法，基本原理是估算近地表散射体的分布后把散射波从地震资料上消除。杨旭明等（2002）基于地震波散射理论的近地表地震散射模型，提出了近地表散射噪声的正反演方法，用来衰减近地表地震散射噪声，提高叠前地震资料信噪比；郭向宇（2002）等提出了基于波动方程压制近地表散射波噪声的方法，韩佳君等（2010）在杨旭明方法的基础上，将散射波场与面波通过波阻抗差函数联系起来。但这些方法并不能把干扰波从数据中处理干净，损失有效波，有待更好的方法提出。
3.4 散射波成像
在散射波成像方面，Bancroft等提出了基于等效偏移距概念的共散射点道集成像方法理论，根据地震旅行时的双平方根方程，采用叠前Kirchhoff积分偏移原理，将地震道按产生的散射点，在给定的偏移距范围内映射出共散射点道集，随后基于共散射点道集进行数据处理。王勇（2000），王伟（2005）等也在这方面做了一些工作，取得了预期的成像效果，尤其是针对低信噪比数据。尹军杰等（2009）基于EOM方法尝试将其应用到低信噪比数据的成像处理中取得了不错的效果，但在实际应用中发现了该方法的一些不足，影响成像效果。
3.5 逆散射理论
逆散射问题通过散射体外部场的探测来估计其内部结构信息。随波动方程逆散射研究不断深入，该理论被应用到地球物理勘探领域，逆散射理论开始与地震勘探成像联系起来，在研究中逐渐以小扰动理论和Born近似为理论基础，利用Fourier变换等方法进行速度反演。以逐渐进行逆散射理论去除地震数据中的多次波，提高地震数据的信噪比的研究。国内在逆散射方面发展比较晚，也过一些研究。逆散射理论能在制多次波，进行奇性反演，深度成像方面发挥很大的作用，在大扰动成像方面等仍然存在很多难题。
4 地震散射波在油田等的应用
地震波揭示的非均匀性尺度跨越达8个等级，利用地震波前向散射可以研究介质的随机特性。国内外在利用散射波对地球内部情况进行了解都有成果产生。
系统的研究基于地震波散射理论的金属矿地震勘探方法与技术，具有重要的现实意义和实用价值。我国八五期间提出利用散射波地震勘探方法寻找隐伏金属矿。孙明进行了金属矿地震散射波场的数值模拟研究。徐明才、高景华等研究了金属矿地震勘探数据采集、处理和综合解释的方法技术。在应用技术方面、地震资料处理方面，成像方面，专家学者从不同角度证明散射波理论在金属矿地震勘探中具有较好的应用前景。
煤田方面，煤炭储层相对较浅，煤层的横向变化较大，生产中的突水问题与断层构造、陷落柱等存在必然的联系，生产后形成的塌陷区对后期勘探深部煤炭资源是强干扰区，散射理论是个比较有前景的研究领域。已经有学者把散射波理论应用到深部矿井成像和煤层采空区的研究中。
在油田方面主要是利用全波理论消除地震资料中的近地表散射，原理为先估算近地表散射波的分布，随后从地震资料中消除散射波。从长远来看，我国油气田在陆相环境沉积环境中形成，地下构造复杂，散射波勘探方法将大有可为。
5 结语
总体上来说，地震散射波在油田领域的研究已卓有成效，但还是一个较新的研究领域，许多方面的研究和应用才刚刚起步，深度远远不够。地震散射波的理论和油田应用研究的发展，还有很长的路要走。
参考文献
[1] 吴如山，安艺敬一.地震波的散射与衰减[M].北京：地震出版社，1993.
