地震勘探方法全解析：反射法與折射法的原理、噪聲壓制及多次覆蓋技術

地震勘探主要包括反射法、折射法和地震測井（見鑽孔地球物理勘探）三大類，其中前兩種方法在陸地和海洋均可應用。

折射法與反射法的選擇

在研究很淺或很深的界面、尋找特殊的高速地層時，折射法比反射法更為有效。但應用折射法必須滿足「下層波速大於上層波速」的特定要求，因此其應用範圍受到一定限制。相比之下，反射法只要求巖層波阻抗有所變化，這一條件在地質環境中易於滿足，因而成為地震勘探中廣泛採用的方法。

反射法的基本原理

反射法是利用反射波波形記錄進行勘探的地震方法。地震波在傳播過程中遇到介質性質不同的巖層界面時，一部分能量被反射回地表，另一部分能量則透過界面繼續向下傳播。

在垂直入射情形下，反射波的強度受反射系數影響。在噪聲背景相當強的條件下，通常只有具有較大反射系數的反射界面才能被檢測識別。地下每個波阻抗發生變化的界面——如地層面、不整合面（見不整合）、斷層面（見斷層）等——均可產生反射波。在地表接收來自不同界面的反射波，即可詳細查明地下巖層的分層結構及其幾何形態。

反射波資訊的地質應用

• 到達時間：反射波的到達時間與反射面的深度有關，據此可查明地層埋藏深度及其起伏形態。
• 走時曲線：隨著檢波點至震源距離（炮檢距）的增大，同一界面的反射波走時按雙曲線關係變化，據此可確定反射面以上介質的平均速度。
• 振幅特徵：反射波振幅與反射系數密切相關，據此可推算地下波阻抗的變化，進而對地層巖性作出預測。

噪聲干擾及其壓制方法

反射法勘探採用的最大炮檢距一般不超過最深目的層的深度。實際觀測中，除記錄到反射波信號外，常可記錄到沿地表傳播的面波、淺層折射波以及各種雜亂振動波。這些與目的層無關的波會對反射波信號形成干擾，統稱為噪聲。

使噪聲衰減的主要方法是採用組合檢波，即以多個檢波器的組合代替單個檢波器；必要時還需以組合震源代替單個震源。此外，還需在地震數據處理環節採取進一步的壓制措施。

值得注意的是，反射波在返回地面的過程中遇到界面會再度反射，因而在地面可記錄到經過多次反射的地震波。若地層中存在具有較大反射系數的界面，可能產生較強振幅的多次反射波，對有效信號構成嚴重干擾。

多次覆蓋技術與共中心點道集

反射法觀測廣泛採用多次覆蓋技術。通過連續地相應改變震源與檢波點在排列中的位置，在水平界面情形下，可使地震波總在同一反射點被反射返回地面，該反射點位於炮檢距中心點的正下方。具有共同中心反射點的各記錄道組成共中心點道集（CDP道集），這是地震數據處理所採用的基本道集形式。

多次覆蓋技術具有很大的靈活性。除CDP道集外，視數據處理或解釋之需要，還可採用以下不同的道集形式：

• 共檢波點道集：具有共同檢波點的記錄道集合；
• 共炮點道集：具有共同炮點的記錄道集合；
• 共炮檢距道集：具有相同炮檢距的記錄道集合。

採用多次覆蓋技術的重要優勢之一，就是能夠有效削弱多次波干擾；在此基礎上，還需配合特殊的地震數據處理方法，使多次反射得到進一步抑制，從而提升勘探成果的精度與可靠性。