Giáo trình Địa vật lý đại cương

Giáo trình 
Địa vật lý đại cương 
1 
LỜI NÓI ĐẦU 
 Giáo trình “Địa vật lý đại cương” đã được các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn Địa vật 
lý giảng dạy trong nhiều năm không những cho ngành Địa vật lý mà còn cho các ngành Địa 
chất Dầu khí, Kỹ thuật khoan, Địa chất thăm dò, Địa chất thủy văn và Địa chất công trình. 
 Trước đây Bộ môn vẫn sử dụng giáo trình “Địa vật lý đại cương” do GS.TSKH Mai 
Thanh Tân biên soạn để giảng dạy theo chương trình niên chế với thời lượng dành cho môn 
học này là 60 tiết. Hiện nay dạy theo chương trình tín chỉ, thời lượng dạy môn học này chỉ 
còn là 30 tiết. Điều đó gây không ít khó khăn cho các CBGD, nhất là các CBGD trẻ. 
 Để đáp ứng yêu cầu giảng dạy “Địa vật lý đại cương” theo chương trình tín chỉ, Bộ 
môn Địa vật lý thống nhất biên soạn lại giáo trình này với với tiêu chí vẫn bảo đảm kiến 
thức cơ bản, khái quát các phương pháp địa vật lý, cơ sở vật lý địa chất, máy móc thiết bị 
đo, phương pháp xử lý tài liệu và phạm vi áp dụng của nó. 
 Giáo trình do PGS. TS Nguyễn Trọng Nga biên soạn, được tập thể Bộ môn Địa vật lý 
chỉnh biên. Nội dung chỉ còn lại 6 chương: 
 Mở đầu 
 Chương 1: Phương pháp Trọng lực do TS. Đào Ngọc Tường chỉnh biên. 
 Chương 2: Phương pháp Thăm dò Từ do GVC Bùi Thế Bình chỉnh biên. 
 Chương 3: Phương pháp Thăm dò Điện, do ThS Kiều Duy Thông bổ sung, PGS.TS 
Nguyễn Trọng Nga chỉnh biên. 
 Chương 4: Phương pháp Thăm dò Địa chấn do TS Phan Thiên Hương chỉnh biên. 
Chương 5: Phương pháp Phóng xạ do GS.TS Lê Khánh Phồn chỉnh biên. 
 Chương 6: Phương pháp Địa vật lý giếng khoan do PGS.TS Lê Hải An chỉnh biên. 
 Giáo trình này được biên soạn rất ngắn gọn nhưng vẫn cập nhật các kiến thức mới 
với các thí dụ minh họa được áp dụng trong thực tế sản xuất ở Việt Nam. 
 Với thời gian biên tập ngắn để kịp phục vụ sinh viên đào tạo theo tín chỉ nên chắc 
chắn không tránh khỏi thiếu xót. Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quí 
báu để giáo trình được hoàn hảo hơn. 
TÁC GIẢ 
PGS.TS Nguyễn Trọng Nga 
2 
MỞ ĐẦU 
CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ 
1. Định nghĩa 
 Phương pháp địa vật lý là phương pháp quan sát trường địa vật lý để nghiên cứu cấu 
trúc địa chất vỏ quả đất và tìm kiếm khoáng sản có ích. 
2. Phân loại 
 Để phân loại phương pháp địa vật lý người ta dựa trên các nguyên tắc sau: 
* Dựa vào lĩnh vực nghiên cứu người ta chia ra: 
- Vật lý địa cầu: Nghiên cứu vỏ quả đất, cấu trúc sâu từ một vài km đến manti. 
- Địa vật lý thăm dò: Nghiên cứu cấu trúc vỏ trái đất từ mặt đất đến một vài km. Nếu chia 
nhỏ hơn ta có: 
 + Cấu trúc từ một vài m đến 25 m: Thuộc lĩnh vực “Địa chất công trình - Địa kĩ 
thuật”; 
 + Cấu trúc từ một vài chục m đến vài trăm m: Thuộc lĩnh vực “Tìm nước ngầm và 
khoáng sản rắn”; 
 + Cấu trúc sâu một vài km: Thuộc lĩnh vực “Tìm kiếm dầu khí”. 
* Dựa vào các trường địa vật lý được áp dụng người ta chia thành các phương pháp địa vật 
lý sau: 
 + Phương pháp “Thăm dò Trọng lực” - khảo sát trường Trọng lực; 
 + Phương pháp “Thăm dò Từ” - khảo sát trường Địa từ; 
 + Phương pháp “Thăm dò Phóng xạ” - khảo sát trường Phóng xạ; 
 + Phương pháp “Thăm dò Địa chấn” - khảo sát trường Sóng đàn hồi; 
 + Phương pháp “Thăm dò Điện” - khảo sát trường Điện; 
 + Phương pháp “Thăm dò Địa nhiệt” - khảo sát trường Địa nhiệt; 
 + Phương pháp “Địa vật lý giếng khoan” - khảo sát trong lỗ khoan. 
3. So sánh với phương pháp địa chất 
 Khác với phương pháp địa chất, nghiên cứu trực tiếp qua mẫu khoan và vết lộ, các 
phương pháp địa vật lý nghiên cứu gián tiếp qua trường địa vật lý. 
4. Trường địa vật lý 
 Trường là khoảng không gian xảy ra các tương tác vật lý. Trái đất luôn tồn tại các 
trường địa chấn (động đất), trường địa từ, trường trọng lực, trường địa điện, trường phóng xạ, 
trường địa nhiệt. Quan sát các trường này trên mặt đất giúp ta tìm ra nguồn gây ra chúng. 
* Để phân loại trường người ta dựa trên nguồn gốc sinh ra nó: 
 + Trường có nguồn gốc tự nhiên là trường vốn có trong tự nhiên như động đất, phóng xạ; 
 + Trường có nguồn gốc nhân tạo là trường do con người tạo ra như nổ mìn, phát điện 
5. Bài toán thuận và bài toán ngược địa vật lý 
* Bài toán thuận địa vật lý 
 Bài toán thuận địa vật lý là bài toán tính toán trường trên mô hình môi trường đã biết 
rõ về hình dạng, kích thước đối tượng, cấu trúc môi trường vây quanh và các tham số vật lý 
của nó. Bài toán thuận luôn đơn trị, có nghĩa là chỉ có một nghiệm duy nhất. 
* Bài toán ngược địa vật lý 
 Bài toán ngược địa vật lý là bài toán xuất phát từ việc quan sát trường dẫn đến việc 
giải đoán cấu trúc môi trường trên cơ sở xử lý, biến đổi toán học trường quan sát. Bài toán 
3 
ngược có tính đa trị, nghĩa là có thể có nhiều kết quả. 
6. Kênh thông tin địa vật lý 
 Quá trình khảo sát đo đạc địa vật lý, từ khâu tài liệu quan sát, xử lý tài liệu dẫn đến 
kết luận địa chất thực chất là một kênh thông tin như sau: 
Nguồn 
trường 
 Môi trường 
 địa chất 
 Trường 
 địa vật lý 
Đo đạc khảo 
 sát trường 
 Số liệu 
đ ... .3.7. Phương pháp thủy địa hóa phóng xạ 
Phương pháp thủy địa hóa xác định hàm lượng U, Th, Rntrong nước ngầm để phát 
hiện quặng phóng xạ theo vành phân tán thủy địa hóa. 
 - Thông thường nước mặt có hàm lượng U từ 10-8÷10-12 g/l; 
 - Nước ngầm qua mỏ phóng xạ có hàm lượng U từ 10-5÷10-3 g/l; 
 - Người ta lấy mẫu nước xác định hàm lượng U, Rn 
§5.4 Ứng dụng của phương pháp phóng xạ 
 Phương pháp phóng xạ được áp dụng trong các lĩnh vực sau: 
5.4.1. Đo vẽ bản đồ địa chất 
65 
Phương pháp phóng xạ dùng để phân chia ranh giới đất đá có hoạt độ gamma khác 
nhau, xác định đứt gãy, đới dập vỡ kiến tạo (xem hình 5.9). 
5.4.2. Tìm kiếm mỏ quặng phóng xạ 
Để tìm kiếm các mỏ quặng phóng xạ có thể dùng phương pháp  , phổ  , khí phóng 
xạ, detecter vết. Ở Việt Nam đã áp dụng các phương pháp này ở Nông Sơn để tìm quặng 
phóng xạ (ví dụ hình 5.10) là áp dụng phương pháp phóng xạ tìm quặng Uran . 
5.4.3. Tìm mỏ không phóng xạ, có cộng sinh nguyên tố phóng xạ 
- Mỏ đất hiếm chứa chất phóng xạ như Phong Thổ Tam Đường – Lai Châu, Mường 
Hum – Lào Cai. Titan có monazite và zircon, sa khoáng ven biển; 
- Mỏ trầm tích chứa vanadi và molipden, photphorit, than, diệp thạch cháy, pecmatit; 
- Mỏ đa kim nội sinh molipden, wolfram, đồng Sin Quyền. 
5.4.4. Nghiên cứu môi trường 
 Phát hiện đới phá hủy đứt gãy, sụt lún, hướng và động thái hoạt động nước ngầm, 
kiểm soát ô nhiễm phóng xạ ở các mỏ cộng sinh phóng xạ như mỏ Ti ở Bình Định, mỏ đất 
hiếm ở Lai Châu. 
Hình 5.9: Áp dụng các phương pháp phóng xạ trong vẽ bản đồ địa chất 
a. Sơ đồ địa chất b. Sơ đồ cường độ gamma 
1. Đá biến chất PZ 
2. Các đá phiến biến 
chất và gơnai S-D 
3. Granit PZ 
4. Cát kết và đá phiến T 
5. Cát kết và bột kết T1-2 
6. Granit MZ 
7. Điệp chứa than Cr 
8. Trầm tích đệ tứ 
9. Phá hủy kiến tạo 
10. Cường độ gamma 
11. Các vùng được so 
Hình 5.10: Các phương pháp phóng xạ khi tìm kiếm quặng Urani trong vùng cao nguyên 
(CH LB Nga) 
1- Á sét 
2- Vỏ phong hóa 
3- Phun trào axit 
4- Đới dăm kết hóa 
5- Thân quặng 
6- Đường đẳng hàm 
lượng U (ppm). 
7,8,9,10- Các đồ thị I 
theo tài liệu đo(7- Ô 
tô, 8- Lỗ choòng, 9- 
Gamma sâu, 10- Đồ 
thị Ne nồng độ khí) 
66 
CHƯƠNG VI: 
PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN 
 Phương pháp địa vật lý giếng khoan (hay carota) là một tổ hợp các phương pháp địa 
vật lý được tiến hành dọc theo thành lỗ khoan để xác định ranh giới địa tầng đất đá và thành 
phần vật chất, tính chất của đá (độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa chất lưu) của các sản phẩm 
chứa trong các tầng đất đá xung quanh giếng khoan. 
* Đặc điểm của phương pháp địa vật lý giếng khoan: 
- Bản chất của các phương pháp địa vật lý giếng khoan không khác với các phương 
pháp tiến hành trên mặt đất nên không học lại các bản chất vật lý của các phương pháp địa 
vật lý. 
- Tiến hành trong lỗ khoan nằm sâu trong lòng đất tức là toàn bộ không gian 4 chứ 
không phải nửa không gian 2 như tiến hành trên mặt đất và như vậy các phương pháp địa 
vật lý giếng khoan không chịu ảnh hưởng của mặt đất – không khí và đồng thời môi trường 
khảo sát là môi trường đồng trục quanh lỗ khoan. 
- Các phương pháp địa vật lý giếng khoan được tiếp cận gần nhất với đối tượng cần 
khảo sát vì chỉ còn cách dung dịch khoan, ống chống và đới thấm nên có khả năng xác định 
bản chất của đối tượng qua các tham số vật lý như độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa, mật độvà 
vì thế cũng có thể gọi địa vật lý giếng khoan là phương pháp địa vật lý nội soi trong đất đá. 
- Máy đo địa vật lý giếng khoan được chia thành hai khối: 
 + Máy giếng: Là thiết bị phát và thu tín hiệu được đưa vào giếng khoan kéo dọc 
thành lỗ khoan. 
 + Thiết bị ghi đặt trên mặt đất: Gồm các máy ghi tín hiệu nối với máy giếng bằng cáp 
truyền tín hiệu, nhận tín hiệu rồi khuếch đại và ghi tín hiệu. Thiết bị được đặt trên ô tô chuyên 
dụng hoặc các công-te-nơ gọi là trạm carota (các trạm hiện đại có giá hàng triệu USD). 
 Các phương pháp địa vật lý giếng khoan được chia thành nhóm bao gồm các phương 
pháp sau: 
§6.1 Các phương pháp đo điện trong giếng khoan 
6.1.1. Các phương pháp đo điện trở suất 
 Phương pháp đo điện trở suất nghiên cứu sự thay đổi điện trở suất biểu kiến k z 
dọc theo trục lỗ khoan ở chiều sâu z. 
 Công thức tính giá trị điện trở suất k z : 
 k
Uz K z
I
Trong đó K là hệ số phụ thuộc loại hệ cực. 
 Hệ hai cực (cực thế): AM = d, K 4. .d 
Hệ 3 cực gradien: AO = d, MN = a, a << d, 
a ad d
2 2K 4
a
Với z là chiều sâu, điểm ghi kết quả k z . 
67 
Tùy thuộc K là cố định hay thay đổi ta có phương pháp mặt cắt hay đo sâu trong 
giếng khoan. 
a. Phương pháp mặt cắt điện trở 
* Phương pháp mặt cắt hệ cực thế 
Các cực B∞, N∞ đặt trên mặt đất, d = 0.4÷1.5 m dùng để phát hiện vỉa dày có kích thước 
D > d, dị thường k z có dạng đối xứng, ranh giới ở 1/2 biên độ dị thường (hình 6.1). 
* Phương pháp mặt cắt gradien 
Phương pháp mặt cắt gradien là mặt cắt 3 cực d = (5÷10)a, do a << d nên gọi là 3 
cực gradien. 
Phương pháp này phát hiện ranh giới vỉa dày rõ hơn, nếu đo thuận ngược sẽ cho kết 
quả khá chính xác (xem hình 6.1b). 
b. Phương pháp đo sâu sườn giếng khoan 
Để xác định điện trở suất thực của đất đá nguyên khối quanh giếng khoan, chiều dày 
đới ngấm lọc ta dùng phương pháp đo sâu sườn giếng khoan. 
Phương pháp đo sâu sườn giếng khoan là đo nhiều mặt cắt giếng khoan, sử dụng một 
loại hệ cực với nhiều kích thước khác nhau. 
 Đường cong đo sâu sườn giếng khoan là hàm của kích thước hệ cực r k k r , 
MNr d AM
2
 tại từng vị trí z khác nhau.Thực tế thường đo với các kích thước r = 
0.55; r = 1.05; r = 2.625; r = 4.125; r = 8.25 (xem hình 6.2). 
Hình 6.1: Các hệ cực thế và gradien trong giếng khoan 
a. Hệ điện cực thế b. Hệ điện 
cực gradien 
c. Đường ghi điện trở suất 
với các hệ điện cực 
d. Băng ghi điện 
 trở suất 
68 
c. Phương pháp hệ cực màn 
Trường hợp đất đá thành giếng khoan có điện trở cao trong khi dung dịch khoan có 
điện trở thấp thì dòng điện chỉ chạy trong giếng khoan không vào thành hệ đá, để dòng điện 
đi vào thành hệ đá người ta bố trí hệ cực phát ở giữa, cho hai cực cùng tính ép ở trên và 
dưới buộc dòng điện đi vào thành hệ (xem hình 6.3). 
 Các hệ cực thu M1N1 và M2N2 đặt đối xứng qua Ao 
Hình 6.3: Phương pháp dùng hệ điện cực màn 
Hình 6.2: Đo sâu sườn giếng khoan 
69 
d. Phương pháp vi hệ cực 
Phương pháp vi hệ cực tức hệ cực có kích thước nhỏ áp sát thành giếng khoan để đo trực 
tiếp điện trở suất k của thành giếng khoan khi đá cứng không có đới thấm (xem hình 6.4). 
e. Phương pháp điện trở suất dung dịch 
Phương pháp điện trở suất dung dịch là phương pháp đo điện trở suất của dung dịch 
khoan dd bằng cách đặt hệ cực có kích thước nhỏ vào trong ống có vỏ cách điện hở hai đầu 
để khi kéo hệ cực dung dịch luôn đi qua ống đặt cực đo mà không ảnh hưởng của đất đá 
quanh giếng khoan (xem hình 6.5). 
dd
UK
I
6.1.2. Phương pháp điện tự nhiên 
 Phương pháp này đo trường điện tự nhiên do các nguồn gốc oxy hóa khử, ngấm lọc và 
khuếch tán hấp phụ do các pha lỏng và pha rắn của đá quanh giếng khoan tạo ra (xem hình 6.6). 
Khi đo phương pháp này chỉ dùng hai cực thu MN làm bằng chì (Pb) và sử dụng hệ 
cực đo thế hoặc gradien thế. 
 Dạng dị thường là âm hoặc dương tùy thuộc loại đất đá. Thông thường cho kết quả sau: 
Hình 6.5: Phương pháp đo điện trở suất dung dịch 
Hình 6.4: Phương pháp vi hệ cực 
70 
 + Lớp sét, đá phiến cho dị thường dương vì sét thường hấp thụ ion dương; 
 + Đá xốp chứa nước (cát, cát kết) có dị thường âm vì dung dịch thấm dư thừa ion âm 
so với ranh giới tầng chứa nước đã giữ ion dương. 
6.1.3. Các phương pháp điện từ trong giếng khoan 
a. Phương pháp cảm ứng 
 Phương pháp carota cảm ứng là phương pháp thu phát dòng xoay chiều ở tần số cao f 
= 20 KHz, đo điện trở suất của đất đá dọc thành giếng khoan (hình 6.7a). 
 k
Uk
I
   
 Phương pháp này đo được khi giếng khoan khô, không có dung dịch khoan hoặc 
dung dịch khoan là dung dịch gốc dầu. 
b. Phương pháp sóng điện từ 
Phương pháp này phát và thu sóng điện từ có tần số siêu cao f = 1 MHz, ảnh hưởng 
của trường là hằng số điện môi  nên xác định được độ bão hòa nước, chất lỏng thấm vào 
lỗ rỗng. 
 Hệ cực thu phát theo dạng hệ lưỡng cực (hình 6.7b). 
Hình 6.6: Phương pháp điện tự nhiên SP 
a. Phương pháp cảm ứng trong giếng khoan b. Phương pháp sóng điện từ 
Hình 6.7: Phương pháp điện từ trong giếng khoan 
71 
§6.2 Các phương pháp phóng xạ trong giếng khoan 
Phương pháp phóng xạ trong giếng khoan là phương pháp phóng xạ được tiến 
hành trong giếng khoan để xác định ranh giới đất đá và tính chất (độ thấm, độ rỗng, 
.) của chúng. 
* Đặc điểm của phương pháp phóng xạ lỗ khoan: 
- Đo trường phóng xạ tự nhiên hoặc nhân tạo; 
- Khảo sát được lỗ khoan có ống chống, trám 
xi măng . mà phương pháp carota điện không áp 
dụng được; 
- Không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất, 
nhưng lại chịu ảnh hưởng của đường kính giếng khoan. 
6.2.1. Phương pháp gamma tự nhiên 
Phương pháp này ghi trường phóng xạ gama 
tự nhiên do đất đá quanh thành giếng khoan gây ra, 
ghi cường độ bức xạ I z do các đồng vị phóng xạ 
của dãy U, Th, K cho phép phát hiện dị thường 
phóng xạ như sau (hình 6.8). 
- Đá magma có I cao, magma axit cao hơn 
mafic; 
- Đá trầm tích sét luôn có I cao; 
- Đá biến chất có I trung bình. 
* Áp dụng của phương pháp gama tự nhiên để: 
- Phân chia lát cắt lỗ khoan, xác định hàm lượng sét, thành phần thạch học của đá. 
- Nếu đo phổ  sẽ xác định được quặng phóng xạ. 
6.2.2. Phương pháp gama tán xạ 
 Phương pháp gama tán xạ là phương pháp phóng xạ nhân tạo phát bức xạ  vào đất 
đá quanh lỗ khoan, dưới tác dụng của bức xạ  đất đá 
bị tương tác phát ra bức xạ  thứ cấp, ghi bức xạ này 
sẽ xác định được mật độ và các tham số khác của đất 
đá. 
 Tùy thuộc năng lượng nguồn bức xạ  để chỉ 
xảy ra một trong các hiệu ứng Compton hoặc hấp thụ 
quang điện ta có các phương pháp sau: 
* Phương pháp gama tán xạ - mật độ 
 Dùng nguồn Cesi (Cs137) phát ra bức xạ  có 
năng lượng trung bình E 0,2 0,65MeV  , nên chỉ 
xảy ra hiệu ứng tán xạ Compton, tia  làm bật ra một e- 
và mất dần năng lượng đổi hướng chuyển động thành tia 
 tán xạ h ' . 
 Do đất đá có mật độ càng lớn sẽ hấp thụ tia  
Hình 6.8: Nguyên lý của phương pháp 
đo gamma tự nhiên 
 Hình 6.9: Sơ đồ nguyên tắc của 
 phương pháp gama tán xạ 
72 
càng mạnh và do đó I tán xạ càng yếu, ngược lại đất đá có độ rỗng cao, mật độ nhỏ, cường 
độ I tán xạ lại mạnh (hình 6.9). 
* Phương pháp  tán xạ - chọn lọc 
 Sử dụng nguồn Cesi (Cs137) có năng lượng thấp E 0,2MeV , tia  tương tác với 
môi trường đất đá sẽ chỉ xảy ra hiệu ứng quang điện, tia  bị hấp thụ hoàn toàn còn e- của 
nguyên tố nặng bị bật ra. 
 Phương pháp này có thể phân chia ranh giới đất đá có nguyên tố nặng. 
6.2.3. Các phương pháp nơtron. 
 Nơtron 10 n là hạt không mang điện có khả năng đâm xuyên lớn được chia làm 3 loại: 
nơtron nhanh ( nE 0,1MeV ); nơtron trên nhiệt ( nE 0,1MeV ), và nơtron nhiệt 
( nE 0,1eV ). 
 Nguồn tạo ra 10 n là nguyên tố Poloni phát ra tia tác động với hạt nhân Beri để tạo 
thành Cacbon và nơtron: 
 9 4 12 14 2 6 0Be He C n 
 Người ta thiết kế để tạo ra 10 n có năng lượng khác nhau với các phương pháp notron 
khác nhau. 
a. Phương pháp nơtron – gamma 
 Tạo nguồn nơtron nhanh tương tác với đất đá có nguyên tố nhẹ (H trong nước) thành 
nơtron nhiệt sau đó nơtron nhiệt lại bị hấp thụ và tạo thành bức xạ  thứ cấp. 
 Phương pháp này để phát hiện đất đá rỗng, chứa nước. 
b. Phương pháp nơtron – nơtron 
 Phương pháp này dùng nguồn nơtron tương tác với đất đá bị đất đá bắt giữ 10n nhiệt 
và trên nhiệt, số nơtron không bị giữ sẽ tiếp tục tới máy đếm. 
 Các đá có chứa Cl, Bo, Cd, S giữ notron mạnh, vì vậy phương pháp nơtron – nơtron 
có khả năng phân biệt vỉa chứa dầu với vỉa chứa nước. 
c. Phương pháp nơtron xung 
 Phương pháp nơtron xung xác định tiết diện bắt giữ nơtron bằng cách ghi cường độ suy 
giảm nơtron nhiệt theo thời gian. 
 Phương pháp này cho phép xác định thành phần vật chất như: độ rỗng, độ bão hòa 
dầu, khí và nước. 
§6.3: Các phương pháp địa vật lý giếng khoan 
 sử dụng sóng đàn hồi 
Các phương pháp địa vật lý giếng khoan sử dụng sóng đàn hồi tùy thuộc tần số mà 
chia thành hai phương pháp: Ở tần số cao gọi là phương pháp âm học, còn ở tần số thấp gọi 
là phương pháp địa chấn. 
6.3.1. Phương pháp âm học 
a. Định nghĩa 
Phương pháp âm học (sonic) ghi sóng khúc xạ truyền qua đất đá quanh thành giếng 
khoan để xác định tính chất của đá: độ rỗng, độ cứng, sự biến đổi áp suất, đới nứt nẻ, chất 
73 
lượng trám xi măng (xem hình 6.10). 
b. Áp dụng phương pháp 
Ghi thời gian truyền sóng đến hai máy ghi 
đặt cách nhau một khoảng cách S : 
 S St v
v t
Nếu đá cứng, trám xi măng tốt thì vận tốc 
v lớn, t nhỏ và ngược lại. 
 Vì năng lượng sóng bị suy giảm do độ xốp 
của đá nên nếu ghi biên độ sóng ở hai điểm là A1 
và A2 còn xác định được hệ số suy giảm của sóng 
(xem hình 6.11). 
S
2 1
1
2
A A .e
1 Aln
S A
 Nếu lớn, biên độ sóng suy giảm mạnh ứng 
với đá rỗng, nứt nẻ mạnh, trám xi măng kém. 
 Nếu nhỏ, biên độ sóng suy giảm ít ứng 
với đá cứng, ít nứt nẻ, trám xi măng tốt. 
6.3.2. Phương pháp địa chấn trong giếng khoan 
– Phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng 
a. Định nghĩa 
Phương pháp địa chấn trong giếng khoan 
là phương pháp địa chấn phát sóng trên mặt đất 
thu sóng trong giếng khoan để xác định vận tốc 
truyền sóng của đất đá dọc theo giếng khoan và cho phép phân chia địa tầng giếng khoan 
nên còn gọi là phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng (xem hình 6.12). 
Hình 6.11: Tín hiệu và biên độ sóng 
 tới hai máy thu 
 1. Cực phát;2. Máy phát sóng; 3. Lớp cách âm; 
 4. Cực thu; 5. Khuếch đại sơ bộ; 6. Ròng rọc; 
 7. Khuếch đại; 8. Máy ghi;9. Nguồn nuôi 
Hình 6.10: Sơ đồ đo sóng âm trong giếng khoan 
a. Thiết bị đo b. Biểu đồ thời khoảng t = t(z) 
Hình 6.12: Phương pháp địa chấn trong giếng khoan (tuyến địa chấn thẳng đứng) 
74 
b. Ứng dụng của phương pháp tuyến địa chấn thẳng đứng 
* Xác định vận tốc lớp (xem hình 6.12c) 
Từ biểu đồ thời gian truyền sóng tại lớp có chiều dày h, từ đó xác định được vận tốc 
sóng của lớp thứ i: 
Với lớp dày tốc độ của lớp thứ i là: 
i
i
i
hv
t
Với lớp gồm nhiều lớp mỏng: 
n
j
j 1
i n
j
j 1
h
v
t




 Ở đây: hi là chiều dày lớp thứ i; 
 Δti là thời gian sóng truyền qua lớp thứ i; 
i i i 1t t t 
 jh là chiều dày lớp mỏng thứ j; 
 jt là thời gian sóng truyền qua lớp mỏng thứ j. 
* Xác định vận tốc trung bình 
Tốc độ trung bình của lớp là tốc độ truyền sóng 
của phần lát cắt từ mặt đất đến chiều sâu z của mặt 
ranh giới Ri. 
i
itb
i
zv
t z
Ở đây: zi là chiều sâu đến mặt ranh giới Ri: zi=h1+h2+..+hi; 
 t(zi) là thời gian sóng truyền tới mặt ranh giới Ri. 
Vận tốc trung bình vitb được dùng để xử lý tài liệu địa chấn phản xạ đến mặt ranh giới 
thứ i là Ri. 
Hình 6.12c: Phương pháp xác định 
vận tốc truyền sóng địa chấn trên 
BĐTK tuyến địa chấn thẳng đứng