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尔定律，即：

sin?Psin?Psin?Ssin?Psin?Ssin?S????? （6.4） vP1vP2vS2vS1vS1vS1式中：vP，vS—纵波和横波速度，m/s；1，2 —表示分界面上、下介质；P —表示纵波；S —

表示横波。

波阻抗分界面上反射与折射波的形成及相互关系见图6-2。 折射规律为： sin??v1 sin??nsin? （6.5）

v2 当??90?时，分界面上产生首波，这时： sin??sini0?式中 i0—临界角。

图6-2 分界面上反射线、折射波的形成

a —纵波入射时；b—横波入射时

v1 （6.6） v26．1．3 水平层状介质中反射波时距关系

在煤田三维地震勘探中，一般假定地下岩层为均匀介质。在水平层状介质的情况下，震源S和接收点G之间表面距离为s，则第n层反射波的时距关系式为： s(P)?2?k?1NN2vk?tkP1?vP?tk1?vP2k2k2 （6.7）

t(P)?2?k?12 （6.8）

式中：P —射线参数，P?sin?k/vk；?tk—单程垂直时间，s；vk —k层速度，m/s；?k?1—k+1层射线与法线夹角，（°）。

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当反射波来自第一层底界面时，消去P可得双曲线时距曲线方程

s2 t?t?2 （6.9）

v2206．2 三维地震勘探资料处理

三维地震勘探资料处理目标是提高信噪比和分辨率，一般处理流程如图6-3所示，流程图中的速度分析和偏移处理是两个重要的环节。

采集的资料

三维DMO叠加 编辑

抽共面元道集 动静校正 叠前反褶积 三维速度分析 偏移

剖面及等时切片显示

解释

图6-3 三维地震勘探资料处理流程图

三维速度分析不同于二维速度分析，这是因为共中心点道集各炮检不同、方位不同，所用的叠加速度不仅是t0的函数，而且是界面倾角的函数。

三维速度分析要多次建立精确的三维速度模型，在具体作法上方法较多，可采用简易扇形分析法。将抽道集分为若干个扇区，把扇形区内所有道组成一个虚二维共反射点道集，可用二维分析方法计算速度，采用拟合技术求出叠加速度方位椭圆。对于地层比较简单的区域沿走向有最小叠加速度，沿倾向有最大叠加速度。对于上覆地层复杂地区，叠加速度方位变化椭圆的主轴不一定沿界面走向和倾向。

三维偏移归位是三维资料处理中的一个重要环节，它能消除剖面中（特点是垂直剖面）绕射双曲线的痕迹，使反射波归位。值得指出，三维偏移和二维偏移有着本质差别。在一般情况下，要使偏移剖面正确再现反射面图像，并保持剖面原有动力学特点，我们就要采用面积观测技术即野外采用三维观测方法。对二维地震资料进行二维偏移处理，其结果无论波的动力学特点和运动学特点都会有畸变，只有在地层构造对测线成对称时，波场所包含的时间信息才能同时满足二维和三维时间场方程，从而使二维偏移处理能在运动学特征上不发生畸变。

6．3 资料显示与解释

三维地震数据组成的数据体在平面上按CDP网格排列分布，在垂向上按深度换算的时间采样组成立体数据网格，处理之后消除了干扰，提高了分辨率，经过三维偏移后的数据体基本上反映了地下的真实情况。对于这样的数据体，解释工作者可根据需要灵活地显示多样图件，可以根据生产需要显示走向、倾向或某一有意义的方向的剖面，折线剖面（如连井剖面），显示等时切片。这些剖面能表现出相位和振幅的变化，可以通过彩色显示其特征的变

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化，还可以对不同特征综合，通过一系列剖面、等时切片、透视图分析或连续显示，提高对地下构造形态、断层和地层变化的识别和确定能力。另外，由于三维资料经过了三维偏移，所有波都得到准确归位，故解释出来的断层大小、位置、上下盘关系等更为精确可靠。同时根据煤层反射波的动力学特征和钻孔资料，可作煤层厚度变化趋势分析。

6．4 应用实例[16]

某矿在矿井建设期间进行了首采区三维地震勘探，主要目标是查明主采煤层的构造形态，要求深度误差小于1%；查明落差大于和等于5m的断层，要求在平面上的摆动小于15m，查找落差3～5m的断点。

测区地层层序自老而新为：太古界、古生界、中生界及新生界。新生界地层厚度约为350～400m。二迭系为主要含煤地层，共有7个含煤段，目的层13-1煤、8煤等集中分布在二迭系下部的山西组及石盒子组，一般厚度约3～5m。

图6-4为测区内一个落差5m断层在时间剖面上反映，可以看出，该小断层的落差变化及延展情况。

图6-5为测区三维地震勘探成果（13-1煤底板等高线图），控制了测区构造形态为一简单的单斜构造，查明断层16条，孤立断点5个，其中落差大于10m的断层1条，落差5～10m断层4条，落差小于5m断层11条，部分小断层得到巷道开拓证实，采区三维地震勘探成果为矿井开采设计及生产提供了可靠的地区保障。

图6-4 经巷道揭露验证5m落差F13断层在多组时间剖面上的显示

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图6-5 某矿首采区13-1煤层底板等高线图

参考文献

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