命題單位： 固體地球物理

考試科目代碼： 805

考試科目名稱： 固體地球物理學

一、試卷滿分及考試時間

試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

二、答題方式

答題方式為閉卷、筆試。

三、試卷內容結構

工程及礦場地球物理60%(工程30%;礦場30%);勘探地球物理40%(地震勘探原理20%，地震數據處理方法20%)。

四、試卷題型結構

試卷題型結構為：專業(yè)名詞解釋題6小題，每題5分，共30分;填空題20個空，每個空1分，共20分;簡答題6小題，每小題6分，共36分;計算(包括推導題和證明題)題3小題，每小題10分，共30分;論述題(包括綜合題)3小題，其中兩個小題各12分，另一個小題10分，共34分。

五、考試內容知識點說明

(一)工程地球物理部分

考試內容

1、地球引力位必須滿足的基本方程與大地水準面基本概念;固體地球外面引力位的求解過程;地球正常重力場概念及一級近似公式;正常地球重力場精確解條件及公式;地球參考系的確定依據;大地水準面的高度、垂線偏差、干擾重力位、大地高程、正高等定義;布容斯(H.Bruns)公式和球面幾近等地球形狀計算公式;重力異常的基本概念及常用單位;自由空氣重力異常、布格重力異常的基本概念及其校正公式;重力均衡理論及其典型模式;

2、地磁場波動方程形式及適用條件;地磁場的基本要素，磁位的球諧表達式，高斯磁場系數的量綱及其物理意義，偶極子場與非偶極子場的基本概念與一般特征，了解并掌握地磁場的長期變化、短期變化及局部磁異常變化特征;古地磁場的應用;

3、地極、天極、黃道面、赤道面、白道面、回歸年、恒星年、歲差、章動等基本概念，地球轉動軸、轉速的變化的基本原理。地球年齡計算簡史，標準化石、巖石絕對年齡、相對年齡等概念，放射性理論計算地球年齡、巖石年齡的公式及其推導方法。

4、地殼變溫帶、常溫帶和增溫帶及相關溫度場基本概念;地球內部的溫度分布推測方法以及地下典型溫度分布;溫度變化決定地球內部物質存在狀態(tài)及地球外核為液體的原因;地球內部主要能源、地球內部的傳熱機制;地熱資源分類及分布。

考試要求：

1.掌握地球引力位必須滿足的基本方程、大地水準面的基本概念，

2.了解并掌握固體地球外面引力位的求解過程，

3.掌握地球正常重力場一級近似公式、正常地球重力場精確解條件及公式、地球參考系的確定依據;

4.掌握大地水準面的高度、垂線偏差、干擾重力位、大地高程、正高等定義、布容斯公式和球面幾近等計算公式。;

5.掌握重力異常的基本概念及常用單位，掌握自由空氣重力異常、布格重力異常的基本概念及其校正公式，掌握重力均衡理論及其典型模式;

6.掌握地磁場的基本要素，磁位的球諧表達式，高斯磁場系數的量綱及其物理意義，偶極子場與非偶極子場的基本概念與一般特征;

7.了解并掌握地磁場的長期變化、短期變化及局部磁異常變化特征;掌握古地磁場的應用

8.掌握地極、天極、黃道面、赤道面、白道面、回歸年、恒星年、歲差、章動等基本概念

9.了解地球轉動軸、轉速的變化的基本原理。

10.了解地球年齡計算簡史。

11.掌握標準化石、巖石絕對年齡、相對年齡等概念;

12.掌握利用放射性理論計算地球年齡、巖石年齡的公式及其推導方法。

13.掌握地殼變溫帶、常溫帶和增溫帶概念，掌握地球內部的溫度分布推測方法以及地下典型溫度分布;

14.了解溫度變化確決地球內部物質存在狀態(tài)及地球外核為液體的原因;15.掌握地球內部主要能源、地球內部的傳熱機制。

(二)礦場地球物理部分

考試內容

1.電阻率與巖石骨架、地層水性質的關系;普通電阻率測井原理;視電阻率、電位電極系、梯度電極系、電極系互換原理概念;電位及梯度電極系理論曲線特點;微電極測井原理及應用;微電極測井曲線反映滲透性的基本原理;自然電位曲線電位產生原因;自然電位測井計算地層水電阻率的方法;自然電位測井曲線影響因素及其應用;三電極及雙側向測井原理及其響應特征、資料應用;微球形聚焦及微側向測井原理;感應測井原理、感應測井縱(徑向)幾何因子計算公式;微電阻率掃描測井在地層學、裂縫上的解釋方法;

2、滑行波作為首波到達接收器的條件;雙發(fā)雙收聲系測井原理;補償聲速測井原理;介質巖石力學參數計算聲速公式;聲速測井曲線特點及應用;井孔中聲波波型分類及其定義;全波列測井中縱橫波提取方法;聲幅測井中套管波的特點;影響套管波幅度的各種因素;水泥膠結測井原理;水泥膠結測井應用;聲波變密度測井原理;聲波變密度測井中套管波與地層波的對應關系;多極子陣列聲波測井基本原理;

3.放射性核素、核衰變、衰變規(guī)律、放射性活度、放射性比度、伽馬輻射體、中子源、同位素中子源、加速器中子源等概念;伽馬射線與物質相互作用的類型及具體原理;伽馬射線強度的測定方法;巖石電子密度、電子密度計算指數、巖石體積光電吸收截面計算公式;中子與地層的幾種相互作用的類型及解釋;中子守恒定律;單位時間單位體積介質里中子的吸收數計算方法;無限均勻介質中子點源的通量的定解方程及邊界條件;巖石自然放射性決定因素及主要自然放射性核素;沉積巖按照放射性濃度的分類類型;放射性測井曲線上漲落誤差組成;地層平均計數率中包含的漲落誤差的計算公式、物理意義及用途;曲線上每一點的讀數中包含的漲落誤差的計算公式、物理意義及用途;井參數對伽馬測井測量結果的影響;自然伽馬測井儀器標準化的原理;自然伽馬測井、密度測井、中子測井概念;自然伽馬測井應用;自然伽馬能譜測井原理;伽馬能譜解譜方法及其基本思路;自然伽馬能譜測井應用;密度測井中計數率與地層密度的關系;泥餅對密度測井計數率的影響;密度測井雙探測器補償原理;密度測井的應用;超熱中子測井原理;超熱中子測井的探測及應用;熱中子測井原理;熱中子測井應用;中子伽馬測井原理及應用;脈沖中子伽馬能譜測井原理及應用;中子壽命測井原理及應用

4.儲集層概念;儲集層必備的基本條件;儲集層類型及其定義;影響碎屑巖儲層性質的主要因素;儲集空間類型及其定義;巖石孔隙度、滲透率、飽和度、有效厚度及其物性標準概念;巖石孔隙的不同分類方式及其具體分類;利用達西定律計算滲透率公式;泥漿侵入存在狀況下徑向電阻率分布;測井方法探測范圍;巖石體積模型概念;利用三種孔隙度測井方法計算純巖石孔隙度的公式;含水飽和度計算公式及其參數的物理含義;確定阿爾奇飽和度參數的基本方法;儲集層四性特征解釋;確定地層水電阻率的方法;泥質砂巖中子-密度交會圖特征點及特征線解釋;泥質砂巖儲集層泥質分布形式;泥質含量計算方法;低電阻率油氣層定義;裂縫表征參數定義;裂縫分類方式及其具體分類;泊松比、楊氏模量定義及利用縱橫波計算公式;水淹層定義及相應測井曲線變化特征;雙井徑曲線與井眼崩落類型的對應關系

考試要求：

1、準確簡練寫出電法測井涉及重要概念的定義

2、掌握并能夠詳述三側向、雙側向測井原理

3、熟識并掌握巖石物理體積模型及適用條件

4、掌握阿爾奇公式的推導及推導過程控制變量的實驗方法

5、掌握電法測井的影響因素及相應的地層水電阻率、飽和度計算方法

6、掌握電法測井的曲線特征及應用

7、準確簡練寫出聲波測井涉及重要概念的定義

8、掌握并詳述聲波時差及全波列測井原理

9、掌握聲波時差測井的曲線識別及應用

10、掌握聲幅測井的物理基礎原理及應用

11、掌握聲波測井的影響因素及校正方法

12、掌握聲波測井曲線特征及應用

13、準確簡練寫出核物理基礎重要概念的定義

14、掌握詳述伽馬射線與物質的相互作用

15、掌握密度測井核物理基礎，原理及應用

16、掌握詳述中子與地層的相互作用

17、掌握中子測井核物理基礎，原理及應用

18、掌握自然伽馬測井原理，了解伽馬射線強度推導

19、熟識影響核法測井的影響因素及校正方法

20、掌握核法測井的曲線特征及應用

21、掌握儲集層的概念，影響儲層的因素及評價儲層參數的參數

22、熟練掌握泥漿侵入現象電阻率分布及變化規(guī)律

23、掌握體積物理模型概念及應用

24、熟練并詳述儲層四性特征解釋

25、掌握泥質砂巖飽和度測井評價技術

26、了解水淹層相關評價技術

(二)勘探地球物理部分

考試內容

1、油氣勘探方法概述，地震勘探的概念，地震勘探的基本流程，地震勘探的環(huán)節(jié)。地震波運動學理論，幾何地震學，虛震源原理，地震波的基本概念，振動圖與波剖面的概念，地震子波，反射波，有效波，干擾波，折射波，滑行波，視速度概念及其求取，謝線平面，斯奈爾(Snell)定律，費馬(Fermat)原理，惠更斯(Huygens)原理，波阻抗，反射系數。時距曲線概念，正常時差，動校正，一個傾斜界面情況下共激發(fā)點反射波的時距曲線及其特點，水平層狀介質中共激發(fā)點時距曲線，連續(xù)介質中速度隨深度線性變化公式及其各參數的意義。地震折射波運動學，臨界角，折射波產生的條件，折射波的盲區(qū)半徑，一個水平界面折射波時距曲線及其特點，直達波、反射波和折射波時距曲線的相互關系。

2、地震勘探野外工作。地震勘探的野外試驗通常有哪些項目，野外生產工作的基本內容及其步驟，空間采樣定理，陸上勘探干擾波類型及其特點，海上勘探主要干擾波及其特點，地震波的激發(fā)與接收，觀測系統(tǒng)及其綜合平面法，多次覆蓋，低(降)速帶及其測定的基本方法原理，靜校正及其計算。地震組合法，檢波器組合的目的，有效波與干擾波的主要差別及其采用有效的壓制方法，組合法原理，簡單線性組合的方向-頻率特性，組合的統(tǒng)計效應，組合參數的確定。水平疊加技術，抽道集，水平疊加及其目的，CDP、CMP、CRP、DMO、水平與傾斜界面共中心點時距曲線及其特點，共激點點與共中心點反射波時距線的主要異同點，多次反射波產生的條件，多波反射波的類型及其特點，全程多次波時距曲線方程及其特點，剩余時差，多次波的剩余時差曲線及其形狀，多次疊加特點分析，影響疊加效果因素分析，多次覆蓋參數對疊加效果的影響。

3、影響地震波傳播速度的因素，Wyllie方程，平均速度、均方根速度、等效速度、疊加速度、層速度，地震波各種速度之間的關系，Dix公式，地震波速度的測定方法，速度譜，疊加速度譜及其計算流程，地震波各種速度的主要用途。

4、地震記錄面貌形成的物理過程，地震記錄的褶積模型;地震剖面上識別各種波的標志;水平疊加時間剖面的主要特點，復雜界面反射波的特點，回轉波，繞射波，斷面波，物理地震學，水平疊加剖面的形成過程，水平疊加剖面的缺陷;垂向分辨率與橫向分辨率，菲涅爾帶，分辨率極限準則，地震薄層，調諧厚度，影響分辨率的主要因素，提高分辨率的途徑。偏移及基本偏移方法。

5、一維、二維傅里葉變換及其應用，預處理與真振幅恢復;預處理，數據解編，道編輯，野外觀測系統(tǒng)定義;真振幅恢復，波前擴散能量補償，地層吸收能量補償;反褶積及褶積模型，反濾波，最佳維納濾波及最小平方反褶積，脈沖反褶積，預測反褶積，子波整形反褶積，同態(tài)反褶積的基本原理。

6、動、靜校正及疊加，數字動校正方法和動校正拉伸，水平疊加及自適應水平疊加的原理，基準面靜校正;速度分析的基本準則，分析速度分析的疊加準則、相似性準則，非歸一化相互關系準則;偏移成像概念及其原理，繞射掃描偏移與波動方程偏移，克希霍夫積分法偏移、頻率---波數域波動方程偏移及疊前偏移與深度偏移的基本原理。

7.天然地震、震源、震中、極震區(qū)、震中距等概念。地震的產生和類型等方法、地震的地理分布及成因假說、中國地震帶分布特點;地震傳播典型震相、地震波的反射和折射理論、球對稱介質中的地震射線及遠震地震波等理論方法。震級、烈度概念及其計算方法;掌握地震前兆現象及地震預測的物理模式。

考試要求

1、準確簡練寫出地震波運動學涉及重要概念的定義

2、掌握地震勘探的原理及其基本環(huán)節(jié)

3、掌握波阻抗、反射系數與視速度的計算及其應用

4、掌握動校正和靜校正的計算及其應用

5、掌握反射波與折射波產生的條件

6、掌握反射波、折射波時距曲線方程的推導

7、理解連續(xù)介質中速度隨深度線性變化公式及其各參數的意義

8、掌據直達波、反射波和折射波時距曲線的相互關系

9、準確簡練寫出地震資料采集方法與技術涉及重要概念的定義

10、掌據地震勘探的野外試驗通常有哪些項目

11、掌握野外生產工作的基本內容及其步驟

12、掌據陸地和海上勘探干擾波類型及其特點

13、理解簡單連續(xù)觀測系統(tǒng)和多次覆蓋觀測系統(tǒng)的原理。

14、掌握低(降)速度帶存在及其對地震勘探的影響

15、掌據低(降)速帶測定的基本方法原理

16、掌據檢波器組合與水平疊加的原理及其目的

17、理解地震波激發(fā)與接收相關內容

18、掌握動、靜校正的概念、目的及其計算及動校正拉伸

19、理解多次反射波產生的條件，多波反射波的類型及其特點

20、掌據共中心點時距線的推導過程及其時距曲線的特點

21、掌據全程多次波時距的曲線及其特點

22、理解剩余時差，多次波的剩余時差曲線及其特點

23、掌握多次覆蓋參數對疊加效果的影響

24、掌握水平疊加技術概念、作用及影響疊加效果的因素

25、掌握自適應水平疊加的原理的步驟

26、準確簡練寫出地震波速度涉及重要概念的定義

27、掌握影響地震波傳播速度的因素

28、掌握地震波各種速度的計算及其應用

29、掌握制作疊加速度譜的原理過程

30. 掌握地震波各種速度之間的關系

31、理解速度分析的基本準則

32、準確簡練寫出地震勘探資料解釋的理論基礎涉及重要概念的定義

33、掌握地震記錄面貌形成的物理過程及薄層對其形成的影響

34、掌握地震剖面上識別各種波的標志

35、掌握水平疊加時間剖面的主要特點

36、理解地震繞射波和物理地震學

37、掌握地震勘探的分辨能力

38、理解反射界面真正空間位置的確定

39、掌握偏移的概念、作用及波動方程偏移和成像的概念

40、掌握偏移算法中相移法、相移加插值法，分裂傅立葉法、傅立葉有限差分法、傅立葉有限差分加插值法、廣義屏、顯示短算子法、高頻法的特點

41、掌握克�；舴蚍e分法波動方程偏移、頻率--波數域波動方程偏移及疊前偏移與深度偏移的基本原理。

42、理解彎曲界面反射波的特點

43、掌握一維傅里葉變換及其頻譜分析，采樣及其假頻，偽門和吉布斯，一維數字濾波-頻率域濾波

44、二維傅里葉變換及其應用，二維傅里葉變換及二維頻率-波譜分析，空間假頻，二維數字濾波，

45、掌握預處理，數據解編，道編輯，野外觀測系統(tǒng)定義的概念

46、真振幅恢復，波前擴散能量補償，地層吸收能量補償的概論及其計算

47、反褶積的概念、原理及其作用

48、掌握最小平方反褶積，脈沖反褶積本原理及其計算。

49、預測反褶積，子波整形反褶積基本原理及其計算。

50、掌握同態(tài)反褶積的基本原理及其步驟

51、掌握天然地震、震源、震中、極震區(qū)、震中距等概念。

52、掌握地震的產生和類型等方法、地震的地理分布及成因假說、中國地震帶分布特點

53、掌握地震傳播典型震相、球對稱介質中的地震射線及遠震地震波等理論方法。

54、掌握震級、烈度概念及其計算方法;掌握地震前兆現象及地震預測的物理模式;

六、參考資料(參考書目或文獻)

1、地球物理學導論(第一版)張美玲主編，石油工業(yè)出版社，2019.7

2、地震勘探原理，(第三版)陸基孟主編，中國石油大學出版社

3、《應用地球物理方法原理》，(第一版)王秀明主編，石油工業(yè)出版社