Địa chấn phản xạ [hay địa chấn phản xạ ] là một phương pháp thăm dò địa vật lý sử dụng các nguyên tắc của địa chấn học để ước tính các đặc tính của bề mặt Trái đất từ các sóng địa chấn phản xạ . Phương pháp này yêu cầu nguồn năng lượng địa chấn được kiểm soát , chẳng hạn như thuốc nổ hoặc vụ nổ Tovex , súng hơi chuyên dụng hoặc máy rung địa chấn. Địa chấn phản xạ tương tự như sonar và định vị bằng tiếng vang . Bài báo này viết về khảo sát địa chấn bề mặt; đối với các cấu hình địa chấn dọc, xem VSP .
Các phản xạ và khúc xạ của sóng địa chấn tại các giao diện địa chất bên trong Trái đất lần đầu tiên được quan sát thấy trên các bản ghi về các sóng địa chấn do động đất tạo ra. Mô hình cơ bản của phần sâu bên trong Trái đất dựa trên quan sát các sóng địa chấn do động đất tạo ra truyền qua phần bên trong Trái đất [ví dụ, Mohorovičić, 1910]. [1] Việc sử dụng các sóng địa chấn do con người tạo ra để lập bản đồ chi tiết địa chất của vài km phía trên của vỏ Trái đất được tiếp nối ngay sau đó và đã phát triển chủ yếu nhờ các doanh nghiệp thương mại, đặc biệt là ngành dầu khí.
Thăm dò phản xạ địa chấn phát triển từ phương pháp thăm dò khúc xạ địa chấn , được sử dụng để tìm dầu liên kết với các vòm muối . [2] Ludger Mintrop , một nhà khảo sát mỏ người Đức, đã phát minh ra một máy đo địa chấn cơ học vào năm 1914 mà ông đã sử dụng thành công để phát hiện các vòm muối ở Đức. Ông đăng ký bằng sáng chế của Đức vào năm 1919 được cấp vào năm 1926. Năm 1921, ông thành lập công ty Seismos, được thuê để tiến hành thăm dò địa chấn ở Texas và Mexico, dẫn đến phát hiện thương mại đầu tiên về dầu bằng phương pháp địa chấn khúc xạ vào năm 1924. [3]Việc phát hiện ra vòm muối Orchard ở Texas vào năm 1924 đã dẫn đến sự bùng nổ trong thăm dò khúc xạ địa chấn dọc theo Bờ biển vùng Vịnh, nhưng đến năm 1930, phương pháp này đã dẫn đến việc phát hiện ra hầu hết các vòm muối Louann nông , và phương pháp địa chấn khúc xạ đã mất dần. [2]
Nhà phát minh người Canada Reginald Fessenden là người đầu tiên quan niệm sử dụng sóng địa chấn phản xạ để suy ra địa chất. Công việc của ông ban đầu là về sự lan truyền của sóng âm trong nước, được thúc đẩy bởi vụ chìm tàu Titanic bởi một tảng băng trôi vào năm 1912. Ông cũng nghiên cứu về các phương pháp phát hiện tàu ngầm trong Thế chiến thứ nhất . Ông đăng ký bằng sáng chế đầu tiên về phương pháp thăm dò địa chấn vào năm 1914, được cấp năm 1917. Do chiến tranh, ông không thể tiếp tục thực hiện ý tưởng này. John Clarence Karcher đã phát hiện ra phản xạ địa chấn một cách độc lập khi làm việc cho Cục Tiêu chuẩn Hoa Kỳ [nay là Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia] về các phương pháp đo âm thanh để phát hiện pháo binh . Trong cuộc thảo luận với các đồng nghiệp, ý tưởng phát triển rằng những phản xạ này có thể hỗ trợ cho việc thăm dò dầu khí . Cùng với một số người khác, nhiều người liên kết với Đại học Oklahoma , Karcher đã giúp thành lập Công ty Kỹ thuật Địa chất , được thành lập tại Oklahoma vào tháng 4 năm 1920. Các cuộc thử nghiệm thực địa đầu tiên được tiến hành gần Thành phố Oklahoma, Oklahoma vào năm 1921.
Địa chấn học phản xạ sớm đã được nhiều người trong ngành dầu mỏ xem với sự hoài nghi. Một người ủng hộ phương pháp này sớm nhận xét:
Đề cương phản ánh địa chấn
Thử nghiệm địa chấn năm 1940
Sóng P phản xạ ra một mặt phân cách theo tỷ lệ bình thường
Biểu đồ hiển thị các chuyển đổi chế độ xảy ra khi sóng P phản xạ ra khỏi giao diện với tỷ lệ không bình thường
Các nguồn gây ồn trên một bản ghi địa chấn. Trên cùng bên trái: sóng không khí; top-right: sóng đầu; bottom-left: sóng bề mặt; dưới cùng bên phải: nhiều.
Sơ đồ thiết bị khảo sát địa chấn biển
Máy thu đường dây trên một phi hành đoàn đất sa mạc với xe tải ghi
Tàu khảo sát địa chấn R / V Western Legend
Khảo sát địa chấn biển bằng máy kéo được kéo
Chế độ xem kế hoạch của các cuộc khảo sát NATS và MAZ
Chế độ xem kế hoạch của một cuộc khảo sát WATS / WAZ
Dữ liệu địa chấn do USGS thu thập ở Vịnh Mexico
Dây súng Litton LP [nguồn năng lượng]
Các cuộc khảo sát nút lớn có thể tạo ra một yêu cầu đáng kể cho các khu vực lưu trữ an toàn và được phục vụ tốt