地震干扰波及特征

地震震源激发以后，在地质介质中产生的振动之总和就是波场u（x，y，z，t）。在地震勘探野外数据采集中，地震仪器可接收到观测点处的所有振动。在这些振动中，有些对勘探有用，有些对勘探无用，我们把用于解决地质任务的波场称为有效波，而把所有妨碍有效波识别和追踪的其他波场称为干扰波。由于地震勘探方法及其解决地质任务的不同，所需要记录的波的种类和形式亦不同，有些波在某种情况为有效波，而在另外一种情况就被划为干扰，例如在反射纵波法勘探中，只有反射纵波为有效波，而其他均属于干扰波范畴。在折射波法勘探中，反射波又被视为干扰波，等等。

干扰波的产生一般与震源、激发方式、激发点介质特性、激发接收环境、表层介质结构以及地下介质结构有关。例如当震源附近地表介质不均匀，炸药包和它在井中安置方式不正确，激发纵波时也会产生一定的横波和面波，等等。在地震勘探中有相当大的工作量是在和干扰波做斗争，即如何降低或消除干扰，提高信噪比，因此认识干扰波的特征及形成机制，对于在激发和接收中最大限度抑制干扰波是很重要的。干扰波又分规则干扰波和随机干扰波两类，前者在时间上的出现具有规律性，其波形有一定的主频和视速度，后者在时间上出现具有随机性，无明显的主频和视速度。

931 规则干扰波

9311 声波

在坑中、浅井（或浅水中）、空中用炸药爆炸或用重锤撞击地面时，都能产生声波。其特点是速度稳定（340 m/s左右），频率高，延续时间长，在地震记录上呈现强而尖锐的波至，如图9-12。

图9-12 声波干扰记录

9312 面波

当震源较浅时，在大地和空气的分界面附近，由震源激发直接产生面波。它们的传播速度略小于横波，频率低（有时只有几赫［兹］），能量沿地表垂直方向衰减快，沿水平方向衰减缓慢，延续时间长，在地震记录上呈扫帚状，且有频散现象，见图9-13。面波虽然在某种情况下包含着对解释而言是有用的信息，但通常被认为是干扰。

图9-13 面波记录图

9313 工业电干扰

当地震测线通过高压输电线路时，地震检波器电缆会感应50 Hz的电压，形成在整张地震记录上或部分记录道上出现50 Hz的正弦干扰波。其振幅大小受输电电压、输电线粗细、检波器电缆与输电线的距离、检波器电缆的漏电情况等制约。

9314 虚反射

虚反射是指从震源首先向上到达地面发生反射，然后向下传播再从地下界面反射的波，它伴随在由震源直接向下传播经界面反射的正常一次波之后。由于它的干涉使正常反射波波形复杂化，相位数目增多，虚反射的波形、频率、视速度甚至有时振幅都与正常反射相似，难以分辨，利用垂直叠加或反褶积有可能压制它。图9-14表示了具有虚反射（伴随波）的记录。

图9-14 伴随波的记录

9315 多次反射

当地下深部存在强波阻抗界面时能产生多次反射波。其特点与正常反射波相似，只是传播速度低于相同t0时间的正常反射波，时距曲线斜率大，对于简单的多次波，其旅行时间与对应的一次波近似为倍数关系。

932 不规则干扰

9321 微震

与激发震源无关的地面扰动统称为微震。它主要是由风吹、草动、海浪、水流动、人畜走动、机器开动、交通运输等外力随机产生。此外，也可由地表土壤质点的旋转运动所造成。微震干扰的特点是频带宽（1～150 Hz），统计相关半径为6～9 m，强度不一，取决于激发接收瞬间的周围条件。

9322 低频、高频背景

在沼泽、流沙、泥炭沼泽等疏松介质中激发地震波时，这些介质的固有振动构成低频背景（10～30 Hz）。爆炸时（尤其是在坚硬的岩石中激发时），波传播到浅部不均匀体（例如砾石、多孔石灰岩等）上产生的散射构成高频的干扰背景（80～200 Hz）。低、高频背景的特点是在整张记录上出现，而且显得杂乱无章。

除了上述按相关性的分类外，还有另一种分类方法，即把干扰分为环境噪声和与震源有关的噪声。前者是没有地震激发就存在于记录中，包括微震和工业电干扰等；后者均由地震激发产生，如面波、多次波等等。综上所述，干扰与有效波之间在动力学和运动学方面的差异主要表现在：①频谱差异，②视速度差异，③到达时间差异。因此，决定了可用滤波、方向特性、相关性等来提高信噪比，并对地震勘探仪器、观测方式，处理技术等提出相应的要求。

一、地震正演仿真理论基础

地震正演模拟在地震勘探和油藏地球物理中已被广泛应用，在地震数据采集(包括地震数值模拟、二维模型模拟、多波多分量地震正演模拟)、地面和井中地震数据处理(如去噪、叠加、叠前偏移速度分析、成像)、地震反演(如波阻抗反演、AVO反演、岩性反演)以及地震资料解释(如合成地震记录制作和地震地质关系标定、层位和断层解释、地震层序地层学解释、非构造圈闭识别、盆地分析、油藏表征和模拟)等实际生产和方法研究中都发挥了很大作用。

1地震正演模型建立

地震正演模拟就是：根据已知(或设计)的数学及物理模型或地质模型求取相应地震响应的过程。一维模型正演模拟是计算合成地震道(见合成地震记录)，二维正演模拟是计算合成地震剖面，三维正演模拟是求取理论三维数据体。

2反射系数

地震正演模拟利用已有资料(测/钻井等资料)建立地下地质模型，根据地震波在地下介质中的传播原理，通过一定的数学方法(如射线追踪或波动方程偏移等)，正演模拟计算出所建立地质模型的地震记录。

地震模型正演的基础在于不同的岩层具有不同的速度和密度，两者的乘积为波阻抗。波阻抗的差异会产生反射系数。假设地震波是垂直入射的，则可计算法线入射的反射系数:

其中，R为反射系数，ρ1v1，，ρ2v2为相邻两层的波阻抗。地震子波也是地震模型正演中的一个重要参数。实际地震记录从激发、传播到接收，相当于经历了一个滤波系统，一个尖锐的脉冲通过大地滤波系统之后，就变成了一个有一定延续长度的脉冲波形，即地震子波。所以地震模型正演中，选择合适的地震子波也是决定最终的正演结果与实际地震记录吻合与否的关键。

二、地震正演实战

1正演模型

这里以某井为例，给大家展示了一个古岩溶洞穴的模型图，长方形的工区，有三层不同的地层，在第二层有一个缝洞。

对应的速度和密度模型是这样的。

2实现方案1——Tesseral

Tesseral软件可以建立不同的复杂的地层模型，对其进行波场模拟，并且软件中含有处理软件包，可以对正演模拟计算得到的数据进行处理。所以可以通过建立模型，对其进行波场模拟，并对得到的数据进行处理，从而了解地震勘探的流程。以上述的工区模型为例，我们来讲解用Tesseral怎样建立正演数据。

第一步，定义震源参数。

在工具条上点击Edit，Framework按钮，出现对话框。填写正确的顶、底、左、右坐标，并在Surface 组参数中选“Invisible”不可见地表 ，如果是地震(声波)波场模拟，地表一定不能出现。“Invisible”表示上行波将不再向下反射回到该模型按“确定”后，在删掉跳出的物理参数填写表后，出现一个空白的坐标网格图。

第二步，按照图中的地层分布在Tesseral画出地层模型。

使用画图工具画出不同的地层和缝洞，按照上面的模型配置不同地层的速度和密度。

第三步，配置震源参数。

点击Source 按钮，出现震源定义会话框，首先定义放炮方式，该表中共有三方式。

可选Point 是最常用的模式，即对应于野外生产中的逐点放炮方式。

1）如果我们的生产方式是等间距规则地移动炮点，选Free 即可将炮点安放到任意所需要的位置上。

2）Free 右侧的选项中，地面放炮选择Horizontal Line （井中放炮选择Vertical line）

3）需选中Cable interval则表示用户可以在测线上定义等间隔移动的炮点。

4）定义炮数则在Number 右侧的空格内输入要计算的总炮数。

5）定义炮间距在Interval 右侧的空格内输入参数。

6）定义要计算的炮数，缺省值从第一炮计算到第观测系统定义的最后一炮，也可以人工输入要计算的第一炮和最后一炮。

7）定义振源方式可选Compression（纵波）或Rotational (横波)。

8）定义子波类型，可选Single （单峰）Symmetric（对称单峰）Double（双峰）。

9）“Frequency”振源峰值频率其代表其将是生成子波最大振幅的频率。

这个案例为了简单，我们直接选择表面震源surface。

第四步：定义检波点排列参数。

在工具条上点击Framework按钮，出现对话框。再点击Observation按钮，出现检波点会话窗口。

同样在Free 的右侧选择中选Horizontal （表明检波点沿地面安放），Vertical 表明检波点在井下垂直安放。

1）“Free” 选中表明检波点可从任意位置开始。

2）“Cable Interval” 选中表明检波点按等投影间距安放在起伏的地面或斜井中。

3）Move with Sourc表明检波点随炮点一起整体移动。

4）定义排列位置From第一个检波点的位置，to到排列最后一个检波点的位置。

5）定义炮间距,在“Interval”输入。

6）“Margin”建议采用缺省值｛用于定义实际的网格尺寸｝。

7）“Start”定义起始时间，缺省值自动切除近炮点最大振幅值得切除时间。

8）“Stop”定义用户要计算的最大波传播时间。

9）“Sample”定义要计算合成记录的采样率，缺省值为一般确定的采样值。

定义计算波场快照的数量

1）EVERY：定义每隔几个炮点生成一个波场快照。

2）选“End Truncation”则在计算结尾阶段以适应我们原先定义的接收区和截止时间。

3）“Start”定义波场快照的起使时间。

4） “Sample”定义隔多少时间拍一张波场快照

第五步，模拟地震，生成地震仿真数据。

选择自激自发的方式模拟地震，然后就等软件运行。

第六步，查看生成的炮集效果。

找到对应的GathIS数据，调整数据波形，最后就可以看到这样的效果了。

第七步，数据处理。

如果我们不想显示直达面波，可以去除。这时可以点击Edit,Muting,Upper Line选项，然后在面波部分拉出横线。然后重复点击Edit,Muting,Upper Line选项，面波就消除了。最后效果就是这样的图，我们就生成了一个缝洞的正演剖面数据。

第八步，数据导出。

最后我们选择File,convert to,seg-y，就可以导出地震道集的剖面结果。

这是一个991道，1101个采样点，采样率为1毫秒剖面数据。

以上是用tesseral制作一个正演模拟数据的简单流程，如果想获取tesseral软件或了解更复杂的制作正演模拟数据的方法，可以与我联系交流。

2实现方案2——matlab

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。

MATLAB的运行速度较快，特别适合于处理地震类的数值应用。下面来给大家介绍一下怎样用matlab来模拟地震正演。

第一步，配置地层参数。

按照前面速度模型，配置好各地层的速度、密度和高度。

第二步，计算反射系数、采样点和反射序列。

一是计算不同地层的反射系数。

二是计算各反射界面所对应的时间。

三是计算各反射界面所对应的采样点数

四是计算反射序列

第三步，根据雷克子波形成道集记录。

一是根据雷克子波形成单道记录

二是根据地层情况生成多道记录

第四步，打印地震道记录并导出数据。

最后通过wiggles效果打印出的结果图是这样的。

再通过保存语句将结果保存为sgy数据。

第五步，查看导出的数据。

在使用Fimage读取的时候，注意按照如下的参数来配置，然后就能显示出正演结果图。

如果喜欢请点赞，如需软件和程序请联系我获取。

在地震资料数字处理工作中，经常要用到“处理流程”这个词。什么叫处理流程呢？处理流程就像汽车制造厂生产汽车一样需要有一套生产程序，并在生产程序中规定了详细的工作内容和质量标准，把复杂的生产工作规范成科学的有条不紊的一环扣一环的生产过程。地震资料数字处理工作也是一种生产过程，而且是一个非常复杂的、运用到多门学科知识的生产过程。为了保证处理工作秩序和质量，根据野外采集工作特点和地质任务的要求，制订了相应的生产程序，专业上把这个生产程序叫做处理流程。为了控制每一步的处理质量，还在处理流程中的一些关键工序上强行设置了质量检查点，即上一道工序经检验合格后，才能进入下道工序，这样就能有效地保证每一步的生产质量。

地震资料处理流程不是一成不变的。为适应野外采集特点，制订有二维地震资料处理流程、三维地震资料处理流程；根据地质任务的不同，制订有常规处理流程、特殊处理流程。在处理流程中，可考虑工区的地形条件、干扰波的特点，采用针对性更强的处理方法和处理手段。另外，随着处理技术的发展，为了不断地提高处理质量，为解释工作提供更多、更准确的信息，在处理流程中也要不断地补充新的处理技术、新的处理方法。由此可见，地震资料数字处理工作是一项复杂的工作。

地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。 在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。安排测线采用与地质构造走向相垂直的方向。依观测仪器的不同，检波器或检波器组的数量少的有24个、48个，多的有96个、120个、240个甚至1000多个。每个检波器组等效于该组中心处的单个检波器。每个检波器组接收的信号通过放大器和记录器，得到一道地震波形记录，称为记录道。为适应地震勘探各种不同要求，各检波器组之间可有不同排列方式，如中间放炮排列、端点放炮排列等。记录器将放大后的电信号按一定时间间隔离散采样，以数字形式记录在磁带上。磁带上的原始数据可回放而显示为图形。

常规的观测是沿直线测线进行，所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。这种二维的数据形式难以确定侧向反射的存在以及断层走向方向等问题，为精细详查地层情况以及利用地震资料进行储集层描述，有时在地面的一定面积内布置若干条测线，以取得足够密度的三维形式的数据体，这种工作方法称为三维地震勘探。三维地震勘探的测线分布有不同的形式，但一般都是利用反射点位于震源与接收点之中点的正下方这个事实来设计震源与接收点位置，使中点分布于一定的面积之内。 数据处理的任务是加工处理野外观测所得地震原始资料，将地震数据变成地质语言──地震剖面图或构造图。经过分析解释，确定地下岩层的产状和构造关系，找出有利的含油气地区。还可与测井资料、钻井资料综合进行解释(见钻孔地球物理勘探)，进行储集层描述，预测油气及划定油水分界。

削弱干扰、提高信噪比和分辨率是地震数据处理的重要目的。根据所需要的反射与不需要的干扰在波形上的不同与差异进行鉴别，可以削弱干扰。震源波形已知时，信号校正处理可以校正波形的变化，以利于反射的追踪与识别。对高次覆盖记录提供的重覆信息进行叠加处理以及速度滤波处理，可以削弱许多类型的相干波列和随机干扰。预测反褶积和共深度点叠加，可消除或减弱多次反射波。统计性反褶积处理有助于消除浅层混响，并使反射波频带展宽，使地震子波压缩，有利于分辨率的提高。

地震数据处理的另一重要目的是实现正确的空间归位。各种类型的波动方程地震偏移处理是构造解释的重要工具，有助于提供复杂构造地区的正确地震图像。

地震数据处理需进行大数据量运算，现代的地震数据处理中心由高速电子数字计算机及其相应的外围设备组成。常规地震数据处理程序是复杂的软件系统。 包括地震构造解释、地震地层解释及地震烃类解释或地震地质解释。

地震构造解释以水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要资料，分析剖面上各种波的特征，确定反射标准层层位和对比追踪，解释时间剖面所反映的各种地质构造现象，构制反射地震标准层构造图。

地震地层解释以时间剖面为主要资料，或是进行区域性地层研究，或是进行局部构造的岩性岩相变化分析。划分地震层序是地震地层解释的基础，据此进行地震层序之沉积特征及地质时代的研究，然后进行地震相分析，将地震相转换为沉积相，绘制地震相平面图，划分出含油气的有利相带。

地震烃类解释利用反射振幅、速度及频率等信息，对含油气有利地区进行烃类指标分析。通常需综合运用钻井资料与测井资料进行标定分析与模拟解释，对地震异常作定性与定量分析,进一步识别烃类指示的性质,进行储集层描述，估算油气层厚度及分布范围等。

小学学生防震减灾演练方案

一、演练目的：

小学学生防震减灾演练方案

为了使学生了解地震发生时的应急避震知识，掌握应对地震发生时采取的防护措施和方法，最大限度地降低地震带来的损失，从而提高学生紧急避险、自救自护和应变的能力。

二、演练安排：

1、参加对象：全体师生

2、演练时间：每周四下午4：20

3、地 点：各班教室及 *** 场

4、演练内容：

演练包括应急避震和疏散两个内容。当地震发生时，先进行应急避震。当主震结束后，再进行疏散，到预定地点集中，以防余震发生。

5、警报信号：

应急避震和疏散以哨声作为启动信号。

防震警报讯号：连续长哨声。代表发生地震，学生进行应急避震。

地震发生后，组织疏散的信号：两个长哨声。代表主震结束，学生进行疏散（距发生地震约2分钟后）。

听到哨声及广播后按预订方案进行演练，全过程要求在6分钟内完成。

地震警报解除讯号：钟声。

三、演练步骤：

演练活动基本程序：

1、防震减灾知识教育（30分钟）

主要讲解地震常识、地震避险常识、自救互救常识、地震次生灾害常识、应急疏散注意事项等。

2、地震避险（1分钟）

当演练总指挥发出“地震了”的口令，全体师生立即就近找到坚固的隐体避险。

3、应急疏散（3分钟）

当演练总指挥发出“紧急疏散”的口令，全体师生立即有序快速地到指定疏散集合地点。到指定地点后，全体师生应蹲下继续做护头动作。

4、演练总结（6分钟）

当演练总指挥发出“地震结束”的口令，各班集合学生，由总指挥总结。总指挥总结后，各班主任将学生有序带回班级进行演练小结。

四、管理人员职责：

管理人员及老师应做到：

1、明确职责，负起责任，演练开始前要到达所负责的岗位，每层的楼梯口、疏散路线每个拐弯处等，都要有人负责。

总指挥、总负责：张雅丽

各相关人员安排：

李晓锋——负责哨声信号

刘康柱——负责巡视

其他老师——负责疏散路线上学生安全

2、要严肃，要当作是真的地震发生，而不是一种游戏。

3、及时纠正学生不正当的动作。

4、当发生意外事故时，要及时作出处理。

5、集合后及时清点人数。

五、地震发生时的应急避震：

当听到地震发生的信号后，学生们立即开始演练，应该做到：

1、要保持镇定，切莫惊慌失措。尽快躲避到安全地点，千万不要匆忙逃离房屋。

2、在室内的学生，应立即就近躲避，身体采用卧倒或蹲下的方式，使身体尽量小，躲到桌下或墙角，以保护身体被砸，但不要靠近窗口。

3、躲避的姿势：将一个胳膊弯起来保护眼睛不让碎玻璃击中，另一只手用力抓紧桌腿。在墙角躲避时，把双手交叉放在脖子后面保护自己，可以拿书包或其他保护物品遮住头部和颈部。

4、卧倒或蹲下时，也可以采用以下姿势：脸朝下，头近墙，两只胳膊在额前相交，右手正握左臂，左手反握右臂，前额枕在臂上，闭上眼睛和嘴，用鼻子呼吸

5、在走廊的同学，也应立即选择有利的安全的地点，就近躲避，卧倒或蹲下，用双手保护头部，不要站在窗边。

6、洗手间内的同学，也要采取应变措施，就近躲避。

7、在室外的同学，应跑到空旷的地方，要用双手放在头上，防止被砸，要避开建筑物和电线。

8、老师要按预先的分工，迅速到每个教室检查避震的情况，发现有采取不正当措施的，要及时纠正。

六、疏散的集中地点：

等到主震结束后，为了防止有较大的余震发生，应该立即进行有秩序的疏散，到安全的地方去躲避余震。疏散的集中地应选择坚实、平坦的开阔地，远离高大建筑物的场地。

当听到疏散的信号后，按预定的路线和集中地、有秩序地进行疏散。

（一）安全撤离：

听到第二次号令(大约2分钟后),学生在教师的带领下迅速排队撤离,依照年级的顺序进行疏散,安全而有序撤离到 *** 场指定位置上。

（二）疏散注意事项：

1、要有顺序地疏散，在楼梯下楼时，不准学生在楼梯或走廊互相拥挤，避免跌倒。

2、老师应在每层楼梯把守，指挥学生有秩序疏散。

3、疏散过程中，以双手护头，以防被砸。

4、疏散过程中，要迅速，要排队有秩序前进，不要慌乱奔跑，不要争先恐后。

5、疏散途中不能穿过建筑物，要尽量避开建筑物和电线。

6、各班学生到达集中地后，学生要蹲下，保护头部。等到演练结束后，以班为单位集队，各班应立即清点人数，并向总指挥报告。

七、演练结束 校长总结演练情况

全体师生能按要求在规定的时间内迅速离开教学楼，在 *** 场集和，这次演练无发生意外事故，活动开展得很成功。

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