CN1188712C - 利用振电信号结合地震波进行勘探和测试 - Google Patents

Abstract

一种振电信号地质勘探和测试的方法及相关装置，也可以在实验室测试地质样品。振电信号是人工或天然激发的地震波传播中产生的。振电信号具有地震波的速度和频率，同时又以激发高速的二次电磁信号。振电信号可以用电极或天线接收。电极可以用在测井和地面测试。这种方法可以配合检波器数据使用，也可以单独使用。振电信号是由运动的地震波前持续产生的，包含地下结构的整体信息的振电信号和地震信号类似，但是更简单容易接收。地震波的反射和折射同样可以由振电信号接收。这种方法还可以用来测定渗透率和地下水位，测试方法不必使用信号的相位，检波器或是多腔室的压力振动器。

Description

利用振电信号结合地震波进行勘探和测试

技术领域

本发明是利用振电信号进行地球物理勘探和测试的新方法与装置。本发明可以应用在空中，地面，井下和实验室的地球物理勘探和测试。本发明的特点是地震波的震源可以是人工的也可以是天然的。本发明的方法是利用振电信号的源点以地震波的速度和频率移动的特点获得地下的信息。本发明可以用来进行勘探地下的地质结构信息，特别是可以测试地层的渗透率。结合地震波的数据，振电信号勘探提供了一种更详细的低成本的地球物理勘探方法。

背景技术

传统的地震勘探用地面或井下检波器接收人工或天然震源的地震波信号。这种勘探方法有许多不足之处：地面检波器排列复杂，接收装置成本高，检波器接收地震信号有强度和频率的限制。

地球表面的低频电磁信号与地层有关系已经被探讨过多年了。这些信号的来源有几种。地电可以是地球内部的地质活动。大地电流也可以是由于叫作太阳风的太阳电荷幅射引起的。振电信号是由于地球含水物质在地震波动下产生的。振电信号已经被发现几十年，由于对它的了解不够，并没有被真正应用。

在特殊的科学研究领域里，有几个专利介绍了用流动电位测试地质岩样渗透率的方法。

流动电位是水在岩石孔隙中流动时产生的电动势。谈到流动电位时，应该提一下相反的电渗效应，电渗效应是当孔隙岩样两端的电位差引起的孔隙水流动。

美国专利3,599,085介绍了用声波发生器使岩样产生低频振动时，测量声波振动器附近和一定距离处的电位差。用电动势和振动波振幅的比值与电动深度的关系去推算岩样的渗透率。美国专利4,427,944介绍了用极性变化的压力产生的流动电动势在时间领域推算岩性特点的方法。美国专利4,742,402介绍了接收振电信号的仪器。美国专利5,417,104和它的继续美国专利5,503,001介绍了测试用有限频率的压力振动产生的有限频率的流动电动势的关系推算井壁岩层渗透率和井壁泥浆的厚度。这种方法用一种多腔室的装置，需要电极在在压力源的附近，并且需要测试流动电位信号中不同成份的微小相位移。

以上这些方法虽然提出一些方法并且取得数据，可是提出者并没有了解如下的振电信号传播的理论：流动电位产生的振电信号的源点是随着地震波的传播而移动的；它携带着地震波的位置，速度和频率的信息。振电信号产生的二次电场同样携带着地震波的信息。既然以前研究者没有认识到振电信号的传播理论，他们也不会认识到振电信号测试是一种可以广泛应用的，方便的，低成本物探方法。振电信号测试可以用在井下测井，地面勘探，空中航测和实验室测试。振电信号不仅与岩性渗透率和电阻率有关还与地震纵波和横波的速度有关。综上所述以前的研究者没有认识到上述用途，只限于岩性和井下泥浆厚度的测试。

发明内容

本发明的目的之一是要克服以往流动电位测试中的多种不足之处。

本发明的另外一个目的是提供新的物探方法在测量地震信号时没有低限值的限制。

本发明的另外一个目的是提供一种方法利用地震波与振电信号的关系进行地面勘探。

本发明的另外一个目的是提供一种方法利用地震波与振电信号的关系进行井下渗透率测井。

本发明的另外一个目的是提供一种方法用空中的天线代替地面的检波器接收三维地震波。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的方法进行精确的、可定量的物探测井。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的方法进行精确的、可定量的物探航空测量。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的方法进行精确的、可定量的实验室地质岩样测试方法。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的方法进行精确的，可定量的物探方法，省去价格昂贵的设备。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的方法进行精确的、可定量的地面物探。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的方法进行精确的、可定量的航空物探。

本发明的另外一个目的是提供一种方法利用天然地震源进行振电勘探。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的方法进行精确的、可定量的实验室物探岩样测量。

本发明的另外一个目的是提供一种简单的，低成本的地下水寻找方法。

总的说来，本发明提供了一种用于勘测地质介质的地质特性的地质测井的装置，包括用于激发一个地震波的地震波震源，至少一个与所说的地震波震源远距设置接触地层的振电信号接收电极，至少一个在所测井孔内设置的振电信号接收电极，和至少一个用作电位计功能的装置，与所说的振电信号接收电极相连接，指示对应于上述接收的地震波震源产生的多维地震波激发的振电信号的电位。其特征是所包括的一个测定装置时域地测定从所说的上述振电信号接收电极得到的振电信号，并且结合所说的地震波和所说的电位计指示，从而测定地质介质的地质特性。

此外，本发明还提供了一种改进的在含水介质区域的地质结构勘测方法。本方法首先激发一个地震波，然后在时域测试多维地震波产生的振电信号并分析上述振电信号与岩石应力的关系，从而得到多维地震波在时域运动传播信息

与传统的检波器拾取地震波的方法比较，这种方法成本低，方便，不用复杂的机械设备。振电信号遵从欧姆定律，没有下限接收值。

附图说明

为了对上述的发明有更进一步的详细了解，下面简要的介绍有关的附图：

图1是实验室内振电摆装置的示意图。

图2是由图1的振电摆装置产生的振电信号数据。

图3是一条衰减正弦波图形。

图4是图2的振电信号数据和图3的衰减正弦波图形重合在一起的比较。

图5是地面振电信号接收装置原理示意图，显示等电位和整体穿透效应的关系。

图6是井下测井振电信号接收装置原理示意图。

图7是一个两维三层黏弹性地质模型。

图8是震源在图7左上角的地震波垂直分量的模型。

图9是震源在图7左上角的地震波水平分量的模型。

图10是震源在图7左上角的振电信号的模型，电极原理如图5，极距100米。

图11是震源在图7左上角的振电信号的模型，电极原理如图5，极距500米。

图12是由地下震源产生的地震波在地下水面产生振电信号后激发出的电磁场由天线接收到的示意图。

图13是由地下天然震源产生的地震波在地质结构的反射后传播到地下水界面产生振电信号后被天线接收的示意图。

图14是应用图7的三层地质模型，图5的地面测试装置；天然地震波震源在三层地质模型底部的两维地震波垂直分量的模型。

图15是图7的三层地质模型，图5的地面测试装置；天然地震波震源在三层地质模型底部的两维地震波水平分量的模型。

图16是由图14和图15的地震波，跟据图5的地面测试装置原理，用两个电极测试的振电信号模型图。

图17是由图14和图15的地震波，跟据图5的地面测试装置原理，用两个极距较远电极测试的振电信号模型图。

图18是由地下震源产生的地震波在地下水界面产生振电信号后并激发二次电磁场被天线接收，同时地面检波器接收地震波；用于找水的示意图。

具体实施方式

要想应用振电信号进行测试，先要了解振电信号是如何传播的。振电信号是地震波在含水介质如土和岩石中传播时流动电位。振电信号显示出与地震波同样的频率和速度。

地震波的震源可以是一个控制的爆炸，像已知地震物探方法，或者是振动震源等等。震动由震源产生后，一个动力场就建立起来。在这个动力场中地震波从震源向所有的方向传播。地震波在含水的岩石或土中传播时引起水和岩石的相对位移，这种微小的相对位移是振电信号的产生源。振电信号的产生源是随着地震波从振源向外扩张的。

比较一辆在高速公路上行驶的汽车大灯的轨迹能更好的理解振电信号随地震波速传播的原理。汽车就像地震波，灯光像产生的振电信号。我们可以根据汽车灯火的源点—汽车的大灯的位置来确定汽车的位置。振电信号产生以后，它会激发二次电磁场。振电信号的源--地震波是以大约每秒钟0.5到10公里的速度传播的，这个速度比二次电磁场的传播速度小的多。地震波的速度是勘探者感兴趣的。

用地震波勘探地质结构已经是使用多年，成熟的技术。本发明提供一种更好的观测地震波的方法。

更详细理论如下：

在含水的介质中，水和固体骨架之间由于不同的物理性质产生一个双电层。固体表面极中一种电荷，水表面显示另一种极性相反的电荷。在水中，第一层电荷紧贴着固体是不可移动的。这个不可移动的电荷层是紧接在固体表面和渗入固体表面，这一层的电荷和电位的分布主要是由电子和分子的大小以及电子之间的相互作用，固体表面及邻近的偶极子和下一层的水决定的。这一层渗入固体表面的那一边和固体骨架的性质很接近了。离接触表面越远水中的电荷越少。电荷减少的这个范围称为扰动层。当地震波传播过这些层次时，这些层次之间的动量是守恒的；动量守恒这里是指质量和速度的乘积从每一层传递到下一层是相等的。由于岩石和水的质量不同，必定要有速度的不同来满足动量守恒定理。流动电位就是由于这种岩石与水的不同速度下的相对位移产生的。由此而产生的振电信号会发生在任何地震波的扰动下，例如反射波，折射波等等。应该注意的是地下水表面产生的振电信号与上述有所不同，这也是应用振电信号容易找地下水的原因之一。

当地震波在含水的地下介质中传播时，颗粒之间有三种运动与振电信号有关：岩石的运动，水的运动和电荷的运动。在地震波场中，岩石的运动引起水的运动；水和岩石之间的相对运动扰乱双电层，引起电荷的运动。振电信号是电荷的运动的结果。岩石运动是水的运动和电荷运动起源；所以振电信号的速度和频率直接来自地震波。

需要提一下的是在岩石位移，水位移和流动电位之间有微小的相位移。以前的研究者已经从实验和理论中都证明：在本发明的实践测试中，这种微小的相位移可以忽略不计。

在实践室中，用两根电极线悬挂起一个圆柱形的岩石样品形成一个振电摆来验证振电信号的理论。作用在岩石样品上的力通过双电层偶合到水中。从岩石到水的偶合遵守动量守恒定理。由于岩石和水的质量不同，岩石和水之间的压力这里称为等价压力。当岩石的振电摆摆动时，动量守恒引起的岩石与水之间的压力产生流动电位。流动电位信号这时是时间和两维空间的函数，所产生的电磁信号轨迹是和振电摆运的速度和频率是一致的：衰减的正弦曲线。

在岩石样品中作用在水中的等价压力是由于水和岩石的比重不同造成的。如果振电摆的运动的频率或速度太高，由振幅和频率变化引起的水与岩石之间的相对速度超过一定数值时，孔隙水的流动由层流改变成紊流；振电信号的变化会有所不同。根据以往的文献和实验数据，这种假设已经超出了本发明的范围。

为了说明问题，让我们想像振电摆的运动是地震波场中一个颗粒的运动。这样流动电位信号成为时间和三维空间的函数，振电信号也就显示出地震波的速度和频率。

地震波在固体中是以颗粒应变的形式传播的，地震波的速度是由介质的弹性常数和密度决定的。压缩波也称P波中颗粒运动的方向是和地震波传播的方向一致。剪切波也称S波中颗粒运动的方向是和地震波传播的方向垂直。

在地震波场中，当波在含水岩石中传播时，从岩石偶合到水的力在水界面产生等价压力；这个等价压力产生振电信号。

振电信号或称流动电位中携带着重要的物探信息包括渗透率。

野外的实地勘测证明实验室的分析实验和物理模型是正确的。以前研究者的野外的实地勘测也证明了振电信号和地震波的这种关系，虽然他们没有明确的认识到这一点。从这个关系出发可以发明一些方法和相应的仪器设备在地球物理勘探和测试中用振电信号替代或是联系到地震波的应用。利用振电信号测试的目的是取得比以前的测试方法更优越的结果。现在可以由物理模型发展出数学模型。

地震勘探是用检波器在一点接收地震波的信号，而振电信号是用两个电极测量电极之间的电位差。

如何放置两个电极的是很重要的。如果一个电极放在离地震震源很远的地方，另一个发在震源附近；所得振电信号的速度和频率就会很接近在那个近震源电极的位置的地震检波器得到地震波信号的速度和频率。可是在实际测量中如果一个电极放在离地震震源很远的地方，振电信号就会由于内阻太大变的很小、以至难以测量。

实际振电信号测量中，总是把两个电极都放在地震波场中。这时得到的振电信号就与检波器得到的地震信号有所不同了。地震检波器只接收它所在的那一点的地震波的信号，振电信号电极接收到的信号是由两个电极之间的整体介质运动产生的振电信号。这个整体可以大约看作以两个电极的距离为直径的半个球形。在地震波从一个电极传播向另一个电极的时候振电信号都可以测量到。当电极的距离增大时，地震波穿透的深度也增加。把哈姆霍特兹(Hmlholtz)振电公式发展到整体效应的关系，并用岩石的应力来表示振电信号，得到关系式：

E(t)＝(ω2Δρ(P1(t)-P2(t))εζ)/(4πησ)    公式1

是流动电位，ω是地震波频率，Δρ是岩石和水的比重差；P1和P2是电极1和2处的岩石应力；ε是流体的介电常数；ζ是济特电位；η是黏度系数；σ是流体的导电率。

应当提一下的是根据哈姆霍特兹(Helmlholtz)振电公式产生振电信号的是液体压力而不是岩石的应力。液体压力和岩石的理论应力关系已经从振电信号缸体模型推导出来复杂的关系。实际应用中两者之间的差异可以看作一个常数，为了方便应用这里用岩石的应力代替液体压力。用上述公式作出的数字模型与实测数据一致证实上述公式的正确。

这里讲到“低频”是指400赫兹以下。

当外力作用在含水柱状岩石的单位面积上时，用压力来表示，产生岩石的位移。根据虎克定理，这种关系是由拉梅常数决定的。岩石的位移扰动双电层是从不可移动层开始的，然后位移传递到扰动层，产生流动电位。这个过程是和哈姆霍特兹(Helmlholtz)振电公式中的液体压力是等价的。

用黏弹性应力和应变的关系(维哥特固体—Voigt’s-solid)代入哈姆霍特兹(Helmlholtz)振电公式，可以得到两维的振电信号传播公式：

E(x12)＝(ω2Δρεζ)/(4πησ))[εxx(e1)+εzz(e1)+εxx(e1)/t

+εzz(e1)/t-εxx(e2)-εzz(e2)

-εxx(e2)/t-εzz(e2)/t]    公式2

E(z12)＝(ω2Δρεζ)/(4πησ))[εzz(e1)+εxx(e1)+εzz(e1)/t

+εxx(e1)/t-εzz(e2)-εxx(e2)

-εzz(e2)/t-εxx(e2)/t]    公式3

这里E(x12)沿着X轴方向电极1和2之间的流动电位；E(z12)沿着Z轴方向电极1和2之间的流动电位；εxx(e1)是在电极1的位置沿X轴方向的位移。εxx(e2)是在电极2的位置沿X轴方向的位移。εzz(e1)是在电极1的位置沿Z轴方向的位移。εzz(e2)是在电极2的位置沿Z轴方向的位移。其他符号和等式1中注解一样。

有了以上的公式，我们就可以利用地震波运动的时间函数来计算振电信号传播函数。这里只是两维的公式，进一步可以发展成三维方程。在一些简单的问题中，也可以简化成一维方程。

振电信号测试中，地下水位是一个重要的因素。当地震波传播过地下各种地质结构时，不同层位的不同波阻抗会产生各种反射。所有的这些反射传播到地表面时都要经过地下水面，并在那里产生振电信号。

当地下水界面接近地表面时，地下水界面产生的振电信号可以在地面被天线接收到。这样就不必要用检波器放置在地面直接接收地震信号。

当地下水面比较深的时候，结合振电信号天线和地震检波器可以用来测定地下水面深度。检波器在地下接收到的地震波的速度比天线接收到的地下水面产生的振电信号要慢的多。这是利用地震波面在地下水面产生振电信号特点的另外一种用途。

本发明的另一个引深应用是用地面或空中的天线进行三维地震勘探。不论是天然的或是人工的地震震源，产生的地震波在地下水面附近都会产生振电信号，生成的振电信号具有电磁波的性质将传播到地表面进入大气层，就像传播到地壳中新的一层一样。传播到空气中的振电信号可以用天线来接收。比较传统的用检波器接收地震波的方法，接收振电信号有许多优点。检波器只能接收一点的地震波，而天线接收到的振电信号，就像前面提到的电极接收振电信号一样是接收到整体波面的信号。用天线接收振电信号比用检波器接收地震波更容易移动。

实验室中测试振电信号和地震波传播原理的装置见图1。岩石样品102被电极104和106悬挂在支架107下面，使得岩石样品可以像个摆一样运动。放大器108接收并发大振电信号然后输送给存储器110，存储器可以是个计算机，磁带记录器或是其他类似功能的仪器。

图2是图1中的样品102摆动时产生的振电信号数据。图3是一条摆运动的衰减正弦曲线。图4是把图2的实测数据与图3的理论曲线重合在一起。两条曲线的重合证明振电信号是由振电摆产生的并且和振电摆动频率一致。

地面振电信号勘探装置原理见图5。地震震源502在地表504产生地震波506，508，510和512。电极514在震源502的位置，电极516，518，520和522从震源向外排列。电极514和其他电极之间的数据接收系统没有在图中表示出来。

实际勘测中，地震震源502激发地震波506，508，510和512。这些地震波的向下传播大致可以看成半球的波形，传播的速度由地下介质的性质决定；在一些特定的地质界面还有反射发生。当地震波传播时，波前面的每一点都激发振电信号。振电信号的被激发源是随着地震波的速度和频率移动的。激发后的振电信号以电磁波的高速传播。根据电极组516，518，520和522的位置可以推算振电信号的激发源点；并且得到频率的信息。这些都是由地震波的激发和传播决定的。

穿透深度示意线524，526和528表示相应电极516，518和520的穿透深度。从地震源502和震源电极514排列开的一定极距的电极516，518，520和520可以接收到地震源502激发的地震波所产生的振电信号。综合所得振电信号和地质信息，可以看到极距越大，穿透深度越深。

图6示意振电信号测井中的电极距与穿透深度的关系。地震波震源602激发地震波并以相对低的速度传播在含水地质介质中。电极组排列604，606，608，610和612接收地震波产生的振电信号。穿透深度线614，616，618和620分别示意电极606，608，610和612的穿透深度。电极距越大穿透深度越大。图中只表示电极和穿透深度的示意，接收仪器没有表示出。

震源502和602可以是任何类似的设备，像爆炸震源，振动震源等等物探和测井中经常使用的震源。电极514，516，518，520，604，608，610和612也都是现在使用无极化的电极。

例1

图5所示意的接收装置用在本发明地面勘测的实验模型中。在这个模型中，每个电极的位置放一个检波器。图7所示的两维黏弹性地质模型作为实验模型的地下结构。在地质模型中，P波速度Vp1＝2.0，Vp2＝3.0，Vp3＝8.0.S波速度Vs1＝1.4，Vs2＝3.0，Vs3＝5.6.Pm1＝0.1，Pm2＝0.2，Pm3＝0.1(md)。这里Pm是各层的渗透率。各层的黏弹性系数：第1和3层：Vvp＝0.01，Vvs＝0.01.第2层Vvp＝Vvs＝0.02.流体的黏度：η＝1.0，电导率：σ＝0.10欧姆米；介电常数：∈＝8.85乘10的12次方F/m；济特(Zeta)电位ζ随渗透率变化。

人工地震波震源在地质模型的左上角。模型计算结果见图8到图11。

图8是地震波在0.012秒的垂直分量图9是地震波在0.012秒的水平分量。

图10和图11的振电信号是在0.06秒。

图10和图11所示的振电信号模型中电极距可以增加的，前面提到的振电信号传播理论指出穿透深度是由电极距决定的。用不同的电极距，根据不同穿透深度的的数据，可以得到区域的信息。本例中电极距514和520之间是160米。514和522之间是200米。

为了清晰的表示振电信号的波形，振幅被放大了4倍。实际勘测中地震面波要比地下反射和折射波强的多。振电信号中也有同样的效应。地震波产生振电信号也可以分为地震面波产生的，反射波产生的和折射波产生的等等。这些可以由它们的速度区分，就像在地震波分析解释中那样。最终的目的地是得到地下的地质结构。

图10的振电信号是从极距160米的电极514和520之间得到的。图8和图9中衰减地震波显示在振电信号中。图11的振电信号是从极距200米的电极514和522之间得到的。同样衰减地震波显示在振电信号中。我们可以看到，地震波的是平行于振电信号的，地震波的信息可以在振电信号中得到。

地震波穿过不同地质界面产生的反射波可以更方便的从振电信号中得到。振电信号还含有地层渗透率的信息。

从图10和图11的振电信号的简单图形中，可以用处理检波器地震信号的反演方法得到地下各层的信息。

图12示意本发明引深的方法。天然地震源1202激发地震波，地面1204附近的地下水面1206。地震波1208从地下层面传播到地下水面1206产生振电信号1210可以由天线1212接收。这种方法可以省去检波器接收到整体的数据，甚至不用电极。实际勘测中在空中接收振电信号的条件是地下水面1206和地表面1204不太远。这种用振电信号接收地震信号进行勘探的方法还没有人提出过。

例2

前面已经提到，天然的地震震源包括地球的转动，地震，潮汐运动等等。所有的这些运动都会产生地震波从而间接产生振电信号。天然地震源对于小范围的模型来讲，相当于震源在模型的底部。

图13示意本发明的第二个引深，天然震源1302在地质模型的底部，地质模型的地表面1304，地下水位1306，第一地质界面1308，第二地质界面1310，地质异常1311，也是勘测的目的层。天然震源1302激发出地震波信号1312，1314，和1316。这些信号向地面1304传播时在地质界面产生折射和反射。由地面的参考接收器1318，第一接收器1320和第二接收器1322接收。

第一接收器1320，第二接收器1322和参考接收器1318可以是地震检波器直接拾取地震波，像已知的地震勘探技术。也可以是根据本发明用电极等接收地震波在地层中传播时激发的振电信号。或者两者同时采用。

参考接收器1318可以提供控制信号显示大地电信号，大地电信号来自太阳风和其它的电信号源，在精确的测量中必须补偿掉。参考接收器1318得到的信号可以补偿掉第一接收器1320和第二接收器1322接收到的信号中的大地电信号。从地震信号1314和1316得到地质异常1311有效的时间和振幅的图形关系。

使用天然震源的方法模型表示出。用例1使用过的地质模型图7和装置示意图5，去掉地震震源502。在地质模型底部中间的位置放一个相当天然震源的人工震源。

图14是地震波垂直分量图形，所用参数和例1相同，只是没有人工地震震源。

图15是地震波水平分量图形，所用参数和例1相同，只是没有人工地震震源。

图16是电极514和516之间的振电信号模型，可以看出与以上两图形的地震信号一致。

图17是电极514和518之间的振电信号模型，可以看出与以上两图形的地震信号一致。

地震检波器和振电信号电极象例1一样同时放置在地表。再提一次，这些数字模型是数据解释的根据：用振电信号反演可以用出计算地下地质结构。

例3

当地下水面不在地表附近时，振电信号结合地震波的信息可以测定地下水的深度。人工的或是天然的振电信号震源都可以。

图18示意这种方法，天然震源1802在地表1804下面，之间是不知深度的地下水面1806。地震波1808向上传播通过地下水面1806激发振电信号产生电磁波1810，电磁波1810继续向上传播到大气层，被天线1812接收。地震波1808被检波器1814接收。

由振电信号激发的二次电磁波的速度大约每秒300,000公里，而地震信号振电信号的速度大约每秒1公里。当然这两个速度的准确值由地质结构的性质确定。

振电信号和地震信号到达地面的时间差提供了一种计算地下水面深度的简单方法。

上述发明的决窍和引深被解释的能够让这个领域里的技术人员实际运用。在几个方面的详细叙述让这个领域的技术人员容易了解本发明，并且使他们能够根据本发明的原则进行相当的替代和转换。在本发明的范围没有任何问题被保留，对本发明的理解只限于下列权利要求的基础。

Claims (16)

1.一种地质测井的装置，用于勘测地质介质的地质特性，所说的装置包括：

用于激发一个地震波的地震波震源；

至少一个与所说的地震波震源远距设置接触地层的振电信号接收电极；

至少一个在所测井孔内设置的振电信号接收电极；和

至少一个用作电位计功能的装置，与所说的振电信号接收电极相连接，指示对应于上述接收的地震波震源产生的多维地震波激发的振电信号的电位；

其特征在于：

一个测定装置，时域地测定从所说的上述振电信号接收电极得到的振电信号，并且结合所说的地震波和所说的电位计指示，从而测定地质介质的地质特性。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，其中所说的地质介质是含水地质介质，其中所说的地震波震源使含水地质介质机械振动，以便在时间域测定振电信号，并且结合机械振动分析得到的振电信号来确定含水地质介质的性质。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于，还包括地震检波器或声波接收器，所说的振电信号接收电极和地震检波器或声波接收器分别接收在同一位置的振电信号和地震波信号。

4.根据权利要求2的装置，其特征在于，分析振电信号在时域与岩石应力的函数关系，获得分析含水地质介质的介质渗透率。

5.根据权利要求2的装置，其特征在于，在含水介质区域的多维地质的测定中，将根据地震波的波长计算振电信号接收电极距离。

6.根据权利要求4的装置，其特征在于，所说的岩石应力的函数关系是：

E(t)＝F(ω，Δρ，P(t)，ζ，ε，η，σ)E(t)是时间函数的流动电位，F是函数关系，ω是地震波频率，Δρ是水和含水介质的密度差；P(t)是岩石应力与时间的函数关系；ε是流体的介电常数；ζ是济特电位；ζ是流体的黏度系数；σ是流体的导电率。

7.一种改进的在含水介质区域的地质结构勘测方法，其特征包括以下步骤：

激发一个地震波；

在时域测试多维地震波产生的振电信号；

分析上述振电信号与岩石应力的关系得到多维地震波在时域运动传播信息

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，其中所说的地质介质是含水地质介质，其中所说的地震波震源使含水地质介质机械振动，以便在时间域测定振电信号，并且结合机械振动分析得到的振电信号来确定含水地质介质的性质。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，还包括步骤：

采用地震检波器或声波接收器，所说的振电信号接收电极和地震检波器或声波接收器分别接收在同一位置的振电信号和地震波信号。

10.根据权利要求8的方法，其特征在于，分析振电信号在时域与岩石应力的函数关系，获得含水地质介质的深度和渗透率。

11.根据权利要求8的方法，其特征在于，在含水介质区域的多维地质的测定步骤中，将根据地震波的波长计算振电信号接收电极距离。

12.根据权利要求7的方法，其特征在于，还包括步骤：

在地表面连接一对以上的电极；

在地震检波器检测的同时用所说的电极在时域测试多维地震波产生的振电信号，从而分析上述振电信号得到多维地震波在时域传播和有关信息。

13.根据权利要求7的方法，其特征在于，还包括步骤：

在勘测区域设置用于空中接收电波的天线，从而在时域用空中天线测试多维地震波产生的振电信号，以便分析该振电信号而得到多维地震波在时域传播信息。

14.根据权利要求10的方法，其特征在于，所说的岩石应力的函数关系是：

E(t)＝F(ω，Δρ，P(t)，ζ，ε，η，σ)E(t)是时间函数的流动电位，F是函数关系，ω是地震波频率，Δρ是水和含水介质的密度差；P(t)是岩石应力与时间的函数关系；ε是流体的介电常数；ζ是济特电位；ζ是流体的黏度系数；σ是流体的导电率。

15.一种在实验室测定含水地质样品的方法，其特征在于包括步骤：

在地质样品上联连接两个以上的电极；

使用震源让地质样品产生机械震动，以使该地质样品产生振电信号；

采用与所说的振电信号接收电极相连接的用作电位计功能的装置来指示对应于上述接收的震源产生的多维震波激发的振电信号的电位；

其特征在于：

时间域地测定从所说的上述振电信号接收电极得到的振电信号，并且结合所说的震源和所说的电位计指示，从而测定该地质样品的地质特性。

16.根据权利要求15测定含水地质样品的方法，其特征在于：分析流动电位在时域与岩石应力的函数关系采用振电信号接收电极处的岩石应力，从而分析含水介质渗透率。

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