地球物理勘探教学大纲

英文名称：Geophysical exploration　　　授课学时:32
自学学:86　　　实验学时:0　　　上机学时: 0
适用专业: 资源勘查与工程、勘查技术与工程
大纲执笔人:王永刚　　　系主任: 李振春
一、课程目标
　　《地球物理勘探》是资源勘查与工程或勘查技术与工程专业（地球物理勘探方向）的主要专业课之一，本课程的任务是使学生（高起专、专升本、在职工程硕士、岗位培训）掌握作为地球物理勘探方法之一的地震勘探的基本原理和基本方法，包括地震波运动学的基本概念与原理、地震勘探野外数据采集的基本原理与方法；了解地震数据处理的基本流程；掌握地震资料解释的基本原理和基本流程，了解地震资料解释方法及其应用，为学生将来从事油气勘探开发方面的科研与管理工作打下必备的专业理论基础和掌握必要的专业基本知识和技能。在学习本课程之前，应该具备《地质学基础》、《构造地质学》、《油气田地下地质学》等课程的基础，为进一步学习与地震勘探有关的其他课程做好准备。本大纲充分体现了远程教育的特色和成人学习的特点，满足了学员自主学习对教学资源多样化、多层次的需求。
二、课程学习要求
　　1．先修《地质学基础》、《构造地质学》、《油气田地下地质学》和数理方面的基础课程。
　　2．在本课程学习期间，先根据本课程的教学进度表和多媒体教学光盘，系统自学课程所规定的教材，然后在本课程考试前进行网上集体辅导、答疑。
　　3．本课程学完以后，要求学生掌握地震勘探的基本概念和原理；掌握地震数据的采集、处理和解释的基本原理和方法；了解地震勘探在油气勘探和开发中的作用以及地震勘探技术的现状和发展方向。
三、教学内容与学时分配建议
　　第一章　绪论（1学时）
　　介绍勘探石油的4种方法、地震勘探的方法原理、地震勘探的三大生产环节和地震勘探的发展概况。
　　第二章　地震波的运动学（5学时）
　　第一节　地震波的基本概念（以自学为主，掌握下列概念）
　　　一、地震波的基本特征：包括弹性波、波前波后与波面、几何地震学、射线、振动图与波剖面、地震子波、波长、视速度等基本概念。
　　　二、地震波传播的基本规律：包括形成反射波的条件、反射定律、透射定律、Snell定律、Fermat原理、Huygens原理等基本规律。
　　　三、地震波的类型：从5个方面进行波的分类。
　　第二节　常速单界面的反射波特征及数学表达式
掌握以下基本概念：时距曲线、水平界面的共炮点反射波时距曲线方程、正常时差、倾斜界面的共炮点反射波时距曲线方程、倾角时差、共炮点反射波时距曲线的主要特点、时距曲面和时间场的概念。
　　第三节　变速多界面的反射波特征及数学表达式
　　掌握以下基本概念：均匀介质、层状介质、连续介质、水平层状介质反射波时距曲线的讨论思路及其主要特点、连续介质反射波时距曲线的讨论方法及其主要特点。
　　第四节　地震折射波运动学
　　要求了解以下基本内容：形成折射波的基本条件、一个分界面情况下折射波的时距曲线方程、一个分界面情况下直达波、反射波和折射波时距曲线间的相互关系。
　　第三章　地震资料采集方法与技术（10学时）
　　第一节　野外工作概述
　　要求了解以下基本内容：陆地施工简况，包括试验工作和生产工作的主要内容、干扰波的调查方法、干扰波的类型及其特点；海上施工简况，包括海上地震勘探的特殊干扰波、海上震源、海上定位。
　　第二节　野外观测系统
　　要求了解和掌握以下基本内容：测线布置的基本要求、不同勘探阶段的测线布置要求；观测系统的概念、一次覆盖简单观测系统及其图示、多次覆盖观测系统及其图示、多次覆盖观测系统综合图上的四种记录、三维地震的观测系统。
　　第三节　地震波的激发和接收
　　要求了解以下基本内容：地震勘探对激发与记录仪的基本要求、炸药震源、非炸药震源、各类地震检波器、数字地震记录仪、野外采集参数。
　　第四节　低（降）速带测定与静校正
　　要求了解和掌握以下基本内容：低（降）速带的概念、低速带测定的基本方法、静校正。
　　第五节　地震组合法
　　要求了解和掌握以下基本内容：有效波与干扰波的主要差异、组合法原理、简单线性组合的方向-频率特性、脉冲波的组合特性、随机干扰的相关半径、组合对随机干扰的统计特性的相关结论、组合的频率效应、组合的平均效应、确定组合参数的基本原则、其他组合方式，如不等灵敏度组合、面积组合、震源组合等。
　　第六节　多次覆盖技术
　　要求了解和掌握以下基本内容：多次覆盖、水平和倾斜界面的CMP反射波时距曲线方程、CMP与CSP反射波时距曲线的异同点。多次波的产生及类型、全程多次波的时距曲线方程及其主要特点、多次波的剩余时差。多次叠加的公式推演、多次波的叠加特性、脉冲波的多次叠加特性。多次叠加的相位特性、多次叠加的频率特性、多次叠加的统计效应、影响叠加效果的主要因素。
　　第四章　地震波的速度（4学时）
　　第一节　影响速度的因素分析
　　要求了解和掌握以下基本内容：岩石的弹性常数、岩性、密度、构造历史与地质年代、埋藏深度、孔隙率与流体性质、频率与温度、沉积岩中速度的一般分布规律。
　　第二节　各种速度概念
　　要求掌握以下基本内容：平均速度、均方根速度、等效速度、叠加速度、层速度。
　　第三节　速度的测定方法
　　要求了解和掌握以下基本内容：实验室测定方法、井孔测定方法（声波测井、地震测井和VSP）、时距曲线分析方法、速度谱分析方法、速度反演方法。
　　第四节　各种速度间的转换关系
　　要求了解和掌握以下基本内容：平均速度与均方根速度的关系、叠加速度与均方根速度的关系、均方根速度与层速度的关系。
　　第五章　地震资料解释的理论基础（6学时）
　　第一节　地震剖面的特点
　　要求掌握以下基本内容：地震记录形成的物理过程、地震记录的褶积模型、在地震剖面上识别各种波的标志、水平叠加时间剖面的主要特点。
　　第二节　复杂界面反射波特点
要求了解以下基本内容：凸界面的反射波特点、凹界面的反射波特点、绕射波的产生、断棱绕射波的主要特点、水平叠加剖面上绕射波的叠加效果、物理地震学的基本概念和广义绕射、水平叠加剖面上绕射波的识别与利用。
　　第三节　地震勘探的分辨率
　　要求掌握以下基本内容：分辨率的定义、分辨率极限准则、影响分辨率的主要因素、提高分辨率的可能途径。
　　第四节　反射界面真正空间位置的确定
　　要求了解和掌握以下基本内容：水平叠加剖面存在的主要问题、三个角度和三个深度的概念以及相互之间的定量关系、地震剖面的偏移归位，包括各种偏移方法的分类及其基本原理。
　　第六章　地震资料的构造解释（6学时）
　　第一节　地震资料构造解释的主要内容和基本方法
　　要求了解以下基本内容：地震资料解释的分类、地震资料解释的工作方式（手工解释、人机交互解释）、地震资料解释的工作流程（二维、三维）。地震剖面的对比原则与对比方法、层位标定、层位标定的工作流程和基本方法、地震剖面的地质解释。
　　第二节　断层解释
　　要求了解以下基本内容：断层的地质特征、断层在水平叠加剖面上的主要特征、断面反射波、断层要素的确定。
　　第三节　构造图的绘制
　　要求了解以下基本内容：地震构造图的基本概念、构造图的层位选择、构造图的精度、构造图的规格和要求、绘制构造图的主要步骤、等厚图的绘制、构造图的解释。
四、教材及主要参考资料
　　使用的教材：陆基孟，王永刚主编，地震勘探原理，中国石油大学出版社，2009年3月，国家统编
　　主要参考资料：
　　1. 陆基孟主编，地震勘探原理，石油大学出版社，1993, 国家统编
　　2. R.E.谢里夫，勘探地震学，石油大学出版社，1992年，学校胶印
　　3. R.E. Sheriff，Exploration Seismology, Volume 1 & 2 , 1992 , Cambridge University Press