地震勘探-地震数据处理课件.ppt

1、 地震勘探数据处理地震勘探数据处理第一节第一节 地震资料处理概述地震资料处理概述第二节第二节 预处理预处理第三节第三节 水平叠加水平叠加第四节第四节 反褶积反褶积第五节第五节 偏移偏移地震资料采集地震资料处理地震资料解释 连接野外采集和资料解释的关键环节。所谓地震资料处理，就是利用数字计算机对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工、改造，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供直观的、可靠的依据和有关的地质信息。 1 1、什么是地震资料处理、什么是地震资料处理第一节第一节 地震资料处理概述地震资料处理概述野外地震资料中包含着有关地下构造和岩性的信息，但这些信息是叠加在干扰背景上且被

2、一些外界因素所扭曲，信息之间往往是互相交织的，不宜直接用于地质解释。因此，需要对野外采集的地震资料进行室内处理。 2 2、为什么要进行地震资料处理、为什么要进行地震资料处理野外地震记录野外地震记录地震资料处理地震资料处理处理后地震记录处理后地震记录：沿时间坐标轴作沿时间坐标轴作用，用，通过压缩地震子波通过压缩地震子波提提高地震时间分辨率。高地震时间分辨率。叠加叠加：沿偏移距坐标轴：沿偏移距坐标轴作用，把非零偏移距的数作用，把非零偏移距的数据体压缩成一个零偏移距据体压缩成一个零偏移距的时间平面（对的时间平面（对CMPCMP道集道集正常时差校正后叠加所正常时差校正后叠加所得），从而压制噪声以得），

3、从而压制噪声以提提高信噪比。高信噪比。偏移成像偏移成像：空间反褶积：空间反褶积过程，过程，能改善空间分辨率能改善空间分辨率和保真度和保真度。通过对叠后资。通过对叠后资料沿中心点轴作偏移，使料沿中心点轴作偏移，使倾斜同相轴归位置、绕射倾斜同相轴归位置、绕射波收敛，从而实现反射界面的空间归位和恢复波场特征和反射率波收敛，从而实现反射界面的空间归位和恢复波场特征和反射率 。CMPMigration偏移归位偏移归位OffsetStack 叠加叠加t0 Decon 反褶积反褶积 指在对数据作实质性处理之前为满足计算机和软件系统以及指在对数据作实质性处理之前为满足计算机和软件系统以及处理方法的要求，对输入

4、的原始数据所必须完成的一些准备工作。处理方法的要求，对输入的原始数据所必须完成的一些准备工作。 预处理概念：预处理概念：第二节第二节 预处理预处理 预处理的主要内容：预处理的主要内容：（1 1） 数据解编数据解编（2 2） 道编辑道编辑（3 3） 增益恢复增益恢复（4 4） 抽道集抽道集（5 5） 初至切除初至切除111121211122212122221212MNMNMMMMNNNNA AAA AAA AAA AAA AAAAAAijNM 其中 表示第 道第 个采样点振幅值；一张记录共有 道，每道个采样点显然显然, ,这种重排在数学上就是一简单的矩阵转置。这种重排在数学上就是一简单的矩阵转置

5、。第三节第三节 水平叠加水平叠加(stacking)(stacking) 在地震资料数字处理中在地震资料数字处理中, ,水平叠加是常规处理水平叠加是常规处理方法中最基本、最必要的一环。方法中最基本、最必要的一环。叠前叠前：（静校正、动校正）：（静校正、动校正）叠加叠加：（常规、自适应）：（常规、自适应）叠后叠后：（道内均衡、道间均衡）：（道内均衡、道间均衡）水平叠加水平叠加静校正静校正动校正动校正t0 xt0过量过量不足不足曲线曲线2202xv t0 0i i2 21 10 0i i2 22 2i ij j2 20 0i i0 0i ii ij ji ij jt t) ) )( (t tV V

6、x x( (t tt tt tt toioit tijxijt)(0itVoioit toioit tijxn此外，为了更快更准地计算出动校正量，通常不直接用以上公式，而是对它做某种变换，此外，为了更快更准地计算出动校正量，通常不直接用以上公式，而是对它做某种变换，以避免开方，提高计算时差的速度。具体的方法很多，如迭代法、分段线性最优逼近法，以避免开方，提高计算时差的速度。具体的方法很多，如迭代法、分段线性最优逼近法，快速查表法快速查表法等等。等等。22 2i ij j0 0i i0 0i i0 00 0i i0 0i i0 0i i0 0i i2 2i ij j0 0i ix xt tt t

7、1 1t tt t( ( 1 1K K1 1) )V V( (t t ) )t tx x其其中中K KV V( (t t ) )t t令令B B( (k k) )1 1k k1 1则则t tt t B B( (k k) )已知已知t0，通过查通过查B(k), 可计算动校正量可计算动校正量。0minmin0minmaxmaxktVxk，并且max10)1(2,01024121kNk，因此012N-1K0(N-1)B(k)00.470.19B(N-1)nk2在计算机中只需存在计算机中只需存B(k)B(k)表的值，而表的值，而B(k)B(k)表所占的内存单元不大，却大表所占的内存单元不大，却大大地减

8、少了计算工作量，提高了计算速度大地减少了计算工作量，提高了计算速度.nknknkijtijtoioit toiijtt Niiiiiiiiiiiiiiaaaaaaaaaaaaaa,12,11,10,9 ,8 ,7 ,6 ,5 ,4 ,3 ,2 ,1 ,0 ,41iMJ312iMJ223iMJNiiiiiiiiiiiaaaaaaaaaaa,12,11,10,9 ,8 ,7 ,6 ,2 ,5 ,4 ,0iiMMlJ成组成组“搬家搬家”示意图示意图4234补空处理补空处理速度。n动校正量表节省计算内存。图中符号：图中符号：地面；平均地形线（或称基准面）；反射界面；相地面；平均地形线（或称基准面）；反

9、射界面；相对于基准面的理论双曲线；由地形影响畸变了的反射波时距曲线；对于基准面的理论双曲线；由地形影响畸变了的反射波时距曲线；由动校正后的理论曲线，与界面由动校正后的理论曲线，与界面R的形态一致；由动校正后的反的形态一致；由动校正后的反射波时距曲线，形状与地形一致；射波时距曲线，形状与地形一致；R 由地形不平引起反射时距曲线畸变示意图由地形不平引起反射时距曲线畸变示意图t时间增加时间增加0r1r2bav0v1sSin(a)/v0=sin(b)/v1Sin(a)/sin(b)=v0/v1v0v1 a=0 x低速带的速度远小于基岩的速度。低速带的速度远小于基岩的速度。 从而从而使浅、中、深层的地震

10、反射波在低速带内是近使浅、中、深层的地震反射波在低速带内是近似垂直传播的，与各层反射波入射到基岩的方似垂直传播的，与各层反射波入射到基岩的方向无关。向无关。分界面分界面射线射线v0v1置置深深度度；h h为为基基岩岩中中炸炸药药的的埋埋为为炮炮井井中中低低速速带带的的厚厚度度h hh h基基岩岩速速度度；为为低低速速带带的的速速度度；V V为为V Vh hV V1 1) )h h( (h hV V1 1j j0 00 0j jo o0 0j jj j 野外（一次）静校正量计算示意图野外（一次）静校正量计算示意图 基准面；地面；低速带底界面（基岩顶面）；基准面；地面；低速带底界面（基岩顶面）；

11、O-炮点；炮点；S-接收点接收点 静校正处理静校正处理 o o0 0o oh hV V1 1s s0 0s sh hV V1 1) )h h( (h hV V1 1o os s0 0i ij j, ,s so oh h, ,h h)h)(hV1V1()V1V1(h)V1V1(hij00i0jij,)(1)10ijisjijijhhhVhhVt（静野外静校正前共偏移距显示野外静校正前共偏移距显示野外静校正后共偏移距显示野外静校正后共偏移距显示第三节第三节 水平叠加水平叠加(stacking)(stacking) 在地震资料数字处理中在地震资料数字处理中, ,水平叠加是常规处理水平叠加是常规处理方

12、法中最基本、最必要的一环。方法中最基本、最必要的一环。叠前叠前：（静校正、动校正）：（静校正、动校正）叠加叠加：（常规、自适应）：（常规、自适应）叠后叠后：（道内均衡、道间均衡）：（道内均衡、道间均衡）水平叠加水平叠加1 1、常规水平叠加、常规水平叠加 设设f fi,ki,k = f= f1,k1,k , f , f2,k2,k , ,f fN,kN,k是共反射点道集记录，是共反射点道集记录，Y Yk k是是叠加后的输出道的第叠加后的输出道的第k k个点上的样值个点上的样值, ,则有则有 其中其中N N是覆盖次数是覆盖次数,k,k是道内采样点序号。是道内采样点序号。 显然显然, ,水平叠加处理

13、的输入是经过了动静校正后的共水平叠加处理的输入是经过了动静校正后的共深度点道集记录，输出：零炮检距的垂直反射时间剖面深度点道集记录，输出：零炮检距的垂直反射时间剖面( (对剖面中每一道而言，就是对应地下一个共深度点的叠对剖面中每一道而言，就是对应地下一个共深度点的叠加道记录加道记录) )，其数学手段就是算术平均。，其数学手段就是算术平均。,11Nki kiYfN2 2、自适应加权水平叠加、自适应加权水平叠加1 1）. .方法的提出方法的提出 水平叠加能够压制多次波的根本原因在于多次水平叠加能够压制多次波的根本原因在于多次波在动校正后还存在剩余时差波在动校正后还存在剩余时差, ,使叠加时各道的波

14、形使叠加时各道的波形相互抵消一部分相互抵消一部分, ,所以其振幅相对一次波振幅来说是所以其振幅相对一次波振幅来说是被削弱了，这是水平叠加技术能够压制干扰的根本原被削弱了，这是水平叠加技术能够压制干扰的根本原因。但在前面课程中对利用多次覆盖水平叠加技术压因。但在前面课程中对利用多次覆盖水平叠加技术压制多次波有一要求：剩余时差制多次波有一要求：剩余时差 t t T/4T/2T/4T/2时压制效果时压制效果最好最好, ,如如 t t过小，虽不是完全同相叠加，但是大部同过小，虽不是完全同相叠加，但是大部同相，叠加后多次波的振幅也会增强，从而达不到我们相，叠加后多次波的振幅也会增强，从而达不到我们压制多

15、次波的目的了；压制多次波的目的了； 另一方面另一方面, ,我们在所有的原理阐述中都是假我们在所有的原理阐述中都是假设设:CDP:CDP道集内各道反射信号相同，仅存在由炮检距道集内各道反射信号相同，仅存在由炮检距引起的正常时差，经动校正后引起的正常时差，经动校正后, ,同相叠加，振幅加同相叠加，振幅加强。但在实际生产中，道集内各道的反射信号并不强。但在实际生产中，道集内各道的反射信号并不完全相同，动校正后不可能完全成完全相同，动校正后不可能完全成N N倍增强。鉴于倍增强。鉴于这些情况，常规水平叠加对压制多次波就有点无能这些情况，常规水平叠加对压制多次波就有点无能为力了，必须借助于其它叠加方法来压

16、制干扰波。为力了，必须借助于其它叠加方法来压制干扰波。因此人们提出自适应加权水平叠加法。因此人们提出自适应加权水平叠加法。 2. 2.方法原理方法原理 由一般水平叠加公式由一般水平叠加公式 可知，它实际上是可知，它实际上是CDP道集中的各道道集中的各道fi,k乘上一个权系乘上一个权系数为数为1的加权叠加。也就是说的加权叠加。也就是说,参加叠加的各道信息在叠加参加叠加的各道信息在叠加记录记录f (k)中的分量都是等同的，而且各个时刻也都是等权中的分量都是等同的，而且各个时刻也都是等权叠加。叠加。人们设想：如果我们能把同一道记录中的有效波和人们设想：如果我们能把同一道记录中的有效波和干扰波分别乘上

17、不同的权系数，让有效波的加权系数大一干扰波分别乘上不同的权系数，让有效波的加权系数大一些，干扰波的加权系数小一些，这样就能够使有效波更加些，干扰波的加权系数小一些，这样就能够使有效波更加突出，干扰波相对更加削弱，从而提高信噪比。突出，干扰波相对更加削弱，从而提高信噪比。,11Nki kiYfN 但在实际进行过程中，我们并不知道哪个但在实际进行过程中，我们并不知道哪个时刻的波是有效波，哪个时刻的波有是干扰波；时刻的波是有效波，哪个时刻的波有是干扰波；显然这种加权处理的关键就是有效波和干扰波显然这种加权处理的关键就是有效波和干扰波的正确判识。也就是说，如何的正确判识。也就是说，如何根据地震记录中根

18、据地震记录中有效信号和干扰信号的某些特征自动识别出有有效信号和干扰信号的某些特征自动识别出有效信号和干扰信号来效信号和干扰信号来，并给有效信号一个大的，并给有效信号一个大的权值，干扰信号一个小的权值，然后进行叠加。权值，干扰信号一个小的权值，然后进行叠加。这样一种自动确定权值的水平叠加方法就叫做这样一种自动确定权值的水平叠加方法就叫做自适自适应加权水平叠加。应加权水平叠加。 现在的问题就是如何自动确定权值?显然应根据有效信号和干扰信号的某些不同点来确定权系数。我们知道，当反射界面近于水平时，CDP道集内各道中的反射信号都是来自地下同一反射点的信息，因此对有效信号来说，它们彼此是相关的(即来自地

19、下同一反射点的不同道的反射波波形彼此是相似的)，而对于干扰波来说，同一CDP道集中的各道之间是互不相关的(彼此不相似)。正是利用这一点：CDP道集内有效波彼此相关,干扰波彼此不相关，我们可以构造一个加权系数，然后对各道进行加权叠加。定义：根据定义：根据CDPCDP道集内波形本身的相似性自动调节加权道集内波形本身的相似性自动调节加权系数大小的加权叠加方法系数大小的加权叠加方法自适应加权水平叠加自适应加权水平叠加. .3).3).自适应加权水平叠加的实现自适应加权水平叠加的实现这是一个条件极值问题这是一个条件极值问题. .最后归结为求解最后归结为求解n显然分子是标准道和待处理道的互相关函数的零显然

20、分子是标准道和待处理道的互相关函数的零延迟延迟; ;分母是待处理道分母是待处理道x xj j(t(t) )的自相关零延迟。考虑的自相关零延迟。考虑参变量参变量t,t,则有则有(3).(3).加权叠加加权叠加 N (t)=1/N xj(t)j(t) j=1 其中其中j(t)是经过平滑处理后的权系数。这里应注意。是经过平滑处理后的权系数。这里应注意。不同道，不同道，j(t)的值不同；不同的时间的值不同；不同的时间t， j(t)的的值也不同值也不同. .。通过它的作用，可以改善叠加剖面的质。通过它的作用，可以改善叠加剖面的质量，提高信噪比。量，提高信噪比。 在实际处理中，为了获得更为理想的效果，有时

21、在实际处理中，为了获得更为理想的效果，有时侯可反复进行多次自适应加权叠加处理，使结果剖侯可反复进行多次自适应加权叠加处理，使结果剖面更为理想。面更为理想。 不同炮检距反射信不同炮检距反射信号的信噪比不同，号的信噪比不同，采用加权叠加改善采用加权叠加改善叠加效果。叠加效果。n由于所获得的野外地震记录或水平叠加剖面上，往由于所获得的野外地震记录或水平叠加剖面上，往往出现一道内浅、中、深层的反射能量或是道与道往出现一道内浅、中、深层的反射能量或是道与道之间的反射能量差异过大，如不对此进行处理，势之间的反射能量差异过大，如不对此进行处理，势必影响叠加效果或显示效果必影响叠加效果或显示效果( (能量弱的

22、显示不出来能量弱的显示不出来) )。为此，应进行一些能量均衡处理。至于这种处理是为此，应进行一些能量均衡处理。至于这种处理是放在叠加前还是叠加后。则应根据具体情况选择。放在叠加前还是叠加后。则应根据具体情况选择。这种能量均衡处理又叫做振幅平衡。这种能量均衡处理又叫做振幅平衡。 生产现场运用的振幅平衡处理主要有两种：道内动生产现场运用的振幅平衡处理主要有两种：道内动平衡和道间均衡。平衡和道间均衡。1.1.道内均衡道内均衡2.2.道间均衡道间均衡 道间均衡的做法与前面的动平衡类似道间均衡的做法与前面的动平衡类似, ,也是能量强的乘也是能量强的乘上一个小权上一个小权, ,能量弱的乘上一个大权能量弱的

23、乘上一个大权, ,其权系数也是取平均振其权系数也是取平均振幅的倒数，所不同是幅的倒数，所不同是, ,这里的能量强、弱是针对道与道之间的这里的能量强、弱是针对道与道之间的差异来说的，因此对每一道来说，权系数是一常数。但这时差异来说的，因此对每一道来说，权系数是一常数。但这时权系数的求取就不是针对每一道而言了，而是对若干道求平权系数的求取就不是针对每一道而言了，而是对若干道求平均振幅。均振幅。注意注意: :两种振幅平衡处理的相同和不同之处。另外需两种振幅平衡处理的相同和不同之处。另外需提醒大家的是提醒大家的是: :这两种处理都属于这两种处理都属于修饰性处理修饰性处理, ,并非并非必要的处理模块必要

24、的处理模块, ,实施这类处理有好处也有坏处实施这类处理有好处也有坏处, ,在在实际处理中应根据处理目标来确定是否加入这类处实际处理中应根据处理目标来确定是否加入这类处理理, ,特别是对于岩性勘探而言特别是对于岩性勘探而言, ,这类处理的选择一定这类处理的选择一定要慎重要慎重. .当然，对于常规处理流程，通常还是应有这类修饰性当然，对于常规处理流程，通常还是应有这类修饰性处理程模块的，特别是在把数字信号转换成模拟信处理程模块的，特别是在把数字信号转换成模拟信号时号时, ,必须经过振幅均衡、振幅控制等修饰性步骤，必须经过振幅均衡、振幅控制等修饰性步骤，才能获得较为理想的剖面效果。才能获得较为理想的

25、剖面效果。原始单炮记录原始单炮记录振幅均衡后单炮记录振幅均衡后单炮记录速度谱：速度谱： 利用某范围内的各种速度反复对地震数据进行动利用某范围内的各种速度反复对地震数据进行动校正和叠加，再把每一种速度所得的叠加结果并置在速校正和叠加，再把每一种速度所得的叠加结果并置在速度和时间平面中，称为速度谱。度和时间平面中，称为速度谱。用多次覆盖资料计算速度谱原理图用多次覆盖资料计算速度谱原理图 中国矿业大学资源学院Email:黄黄 亚亚 平平第五章第五章 地震勘探数据处理地震勘探数据处理 滤波滤波:一个原始信号通过某一装置后变为一个新信号的过程。原始信一个原始信号通过某一装置后变为一个新信号的过程。原始信

26、号号输入输入;新信号新信号输出输出;装置装置滤波器。滤波器。一、数字滤波器一、数字滤波器1.滤波器的概念滤波器的概念 据滤波器定义：易理解大地就相当于一个滤波器，它吸收了信号中的高据滤波器定义：易理解大地就相当于一个滤波器，它吸收了信号中的高频成分，只让低频成分通过，对波形进行了改造，这个过程就是滤波。频成分，只让低频成分通过，对波形进行了改造，这个过程就是滤波。 第四节第四节 反褶积反褶积 就大地滤波过程来说：激发地震波就大地滤波过程来说：激发地震波输入信号，用输入信号，用 X(t) 表示；大表示；大地地滤波器，用滤波器，用H(t)表示；地表的波动表示；地表的波动输出信号，用输出信号，用 表

27、示。表示。( )X t数字滤波：原始资料数字滤波：原始资料输入信号输入信号 ； 处理技术处理技术 滤波器滤波器 ； 处理结果处理结果 输出输出 。( )X t ()H t( )X t实际资料滤波处理实际资料滤波处理滤波处理前滤波处理前滤波处理后滤波处理后 (1)频率响应：滤波器对信号频率的影响，频率响应：滤波器对信号频率的影响， 也叫做频率函数也叫做频率函数或传递函数。或传递函数。 (2) 脉冲响应：滤波器对信号波形的影响，脉冲响应：滤波器对信号波形的影响， 也叫做时间函数也叫做时间函数或滤波因子。或滤波因子。 ( )H f( )h t2.滤波器的响应特性滤波器的响应特性定义：定义：从输入、输

28、出间关系定义出的滤波器特性。从输入、输出间关系定义出的滤波器特性。输入为单位脉冲输入为单位脉冲 滤波器滤波器 输入为输入为 = 1 滤波器滤波器 ( )H f(t) )( th)( fH求两个响应方法：求两个响应方法：滤器可通过两种方式实现：滤器可通过两种方式实现：(1) 时间域：可用输入信号时间域：可用输入信号 与滤波器的脉冲响应与滤波器的脉冲响应 的褶积的褶积(2) 频率域：可用输入信号的频谱频率域：可用输入信号的频谱X(f)与滤波器的频率响应函数与滤波器的频率响应函数H(f)的乘积的乘积 )(tX th )()()(fHfXfX在两个域中表示的滤波机理可归结为：在两个域中表示的滤波机理可

29、归结为：时间域：时间域：频率域：频率域： )()()()()(thtXtXthtX)()()()()(fHfXfXfHfX3.滤波机理滤波机理 用计算机处理地震资料时，对连续信号要离散取样，对连续信号滤波用计算机处理地震资料时，对连续信号要离散取样，对连续信号滤波 处理也可以通过对离散信号的滤波来实现。处理也可以通过对离散信号的滤波来实现。)(*)()(thtXtX步骤步骤5：将序列：将序列hj向右移动一个数，并重复步向右移动一个数，并重复步骤骤3和步骤和步骤4，直到序列，直到序列hj的第一个数对应的第一个数对应xi的的最后一个数。最后一个数。褶积褶积： 根据根据S(f)和和N(f)的特点设计

30、频率滤波器的频率响应，据有效波与干扰的特点设计频率滤波器的频率响应，据有效波与干扰波的频谱差异设计滤波器的频率响应函数。波的频谱差异设计滤波器的频率响应函数。 )()(fXtXFFT()()()XfSfNf （1) 确定有效波和干扰波的频谱范围确定有效波和干扰波的频谱范围对地震记录对地震记录X(t)进行傅氏变换，求进行傅氏变换，求出地震记录的频谱出地震记录的频谱X(f),确定有效波和干扰波确定有效波和干扰波的频谱的频谱S(f)和和N(f)范围范围(2)设计频率滤波器设计频率滤波器ccfffffHfH01)()(3)进行滤波计算进行滤波计算 对地震记录道对地震记录道X(t)进行滤波，相当于令进行

31、滤波，相当于令X(t)的谱的谱X(f)同滤波器的频率同滤波器的频率函数相乘，相乘后可得到期望的输出信号函数相乘，相乘后可得到期望的输出信号()()()()()()()()()()()XfXfHfSfNfHfSfHfNfHfSf4.一维数字滤波过程一维数字滤波过程显然，经相乘运算后，得到的输出信号压制了高、低频的干扰。显然，经相乘运算后，得到的输出信号压制了高、低频的干扰。(4)输出滤波后的地震记录输出滤波后的地震记录 对输出信号的频谱对输出信号的频谱 进行傅氏反变换，便得到滤波后的地震进行傅氏反变换，便得到滤波后的地震记录记录 。 ()Xf( )Xt)(f)X -1FFTtX频率滤波的整个过程

32、可以归结为下面的数学运算频率滤波的整个过程可以归结为下面的数学运算)(tX傅氏变换)(fX)()()(fHfXfH滤波器)(fX傅氏反变换)(tXtt)()()( . 3; 1)( . 2 ; )()( . 1FTafdtattfttt（零相位）（偶函数）（又叫单位脉冲） . 1)(. if 0 , if 1 dttatatattatat0)( fHL.S.)(t)()(FTfHth输入输出脉冲响应传输函数。)()()()(ththtt ( (t t) ) b b( (t t) ) 1 1 t t 大大地地滤滤波波器器b b( (t t) ) t t b b( (t t) )= =( (t t

33、) )* *b b( (t t) ) b b( (t t) ) ( (t t) ) 1 1 t t 反反大大地地滤滤波波器器a a( (t t) ) t t ( (t t) )= =b b( (t t) )* *a a( (t t) )放炮激发的过程是瞬间的，可近似成放炮激发的过程是瞬间的，可近似成(t)(t)。但实际记录到的地震子波并不是但实际记录到的地震子波并不是(t)(t)，而是延续时间为而是延续时间为 6060100100msms 的脉冲波，的脉冲波，这就使纵向分辨率降低。这就使纵向分辨率降低。地震中把这个过程叫大地的滤波作用。地震中把这个过程叫大地的滤波作用。假如能找到反大地滤波因子

34、假如能找到反大地滤波因子 a(t)a(t)，让让 a(t)a(t)与子波进行褶积得与子波进行褶积得(t)(t)，分辨率就会提高。，分辨率就会提高。(1)地震子波地震子波1.反射波地震记录的形成反射波地震记录的形成 如图所示，大地对震源脉冲有如图所示，大地对震源脉冲有吸收作用，它相当于一个低通滤波吸收作用，它相当于一个低通滤波器，使尖脉冲变成了具有一定延续器，使尖脉冲变成了具有一定延续时间的波形，称此为地震子波时间的波形，称此为地震子波b(t)。地震子波的形成图地震子波的形成图二、反褶积二、反褶积反褶积也叫反滤波，是滤波的一种逆过程。反褶积也叫反滤波，是滤波的一种逆过程。 它可看成是地层吸收滤波

35、器的脉冲响应。地震子波一般为它可看成是地层吸收滤波器的脉冲响应。地震子波一般为12个周期，个周期，延续时间为延续时间为2040ms。 (2)理想的地震记录理想的地震记录 设震源为设震源为(t)脉冲，它在地层中传播只受到反射界面的影响，不考脉冲，它在地层中传播只受到反射界面的影响，不考虑地层的吸收，这实际虑地层的吸收，这实际上也是一种滤波过程，可表示为上也是一种滤波过程，可表示为)()()(tRtRt反反射射器器 滤波器的滤波因子为滤波器的滤波因子为R(t)，输出仍为，输出仍为尖脉冲。如图所示，假设地下有尖脉冲。如图所示，假设地下有N个反射个反射界面，反射系数依次为界面，反射系数依次为R1、R2

36、、RN,这这时在地面某点接收的地震记录为时在地面某点接收的地震记录为NtNttRRRtR 2211)(理想的地震记录图理想的地震记录图NtR1从上式可见，理想地震记录：从上式可见，理想地震记录：每一项都为一个单位脉冲；每一项都为一个单位脉冲；脉冲大小反映界面反射系数的大小；脉冲大小反映界面反射系数的大小；脉冲极性反映界面反射系数的极性；脉冲极性反映界面反射系数的极性；脉冲个数反映反射界面的个数；脉冲个数反映反射界面的个数；脉冲之间的时差反映地层的厚度。脉冲之间的时差反映地层的厚度。 地震子波到达地面同一接收点地震子波到达地面同一接收点时将不能分开，相互叠加，形成复时将不能分开，相互叠加，形成复

37、波，如图所示。波，如图所示。 实际上，由于吸收作用，尖脉冲实际上，由于吸收作用，尖脉冲会变成一定延续时间的地震子波。会变成一定延续时间的地震子波。(3)实际的地震记录实际的地震记录实际的地震记录图实际的地震记录图由图知，地面某点接收的地震记录为：由图知，地面某点接收的地震记录为： NtNtNttbRbRbRbRtR12211)(写成褶积形式为写成褶积形式为 )()()()()()(tbtRtbtRttX 上式表明：实际震记录是反射系数与地震子波的褶积。上式表明：实际震记录是反射系数与地震子波的褶积。2.反滤波的实现反滤波的实现反滤波反滤波：从实际反射记录中去掉大地滤波器的作用，使之变为从实际反

38、射记录中去掉大地滤波器的作用，使之变为 理想的地震记录。理想的地震记录。反褶积过程反褶积过程 目的：压缩地震波时间长度，提高分辨率。关键：设计反滤波因目的：压缩地震波时间长度，提高分辨率。关键：设计反滤波因子子 ，确定地震子波，确定地震子波 。反褶积过程可用图所示。反褶积过程可用图所示。)(ta)(tb)()()(ttatb 实际的反射地震记录。实际的反射地震记录。)(tX式中：式中：)()()()()()(tRtatbtRtatX反滤波反滤波: : 地震记录地震记录 x(t)x(t) 反子波反子波 a(t)a(t) 反射系数反射系数 R(t) R(t) 地质模型地质模型 V V1 1 V V

39、2 2 V V3 3 V V4 4 t t t t t t 反褶积前后的单炮对比反褶积前后的单炮对比反褶积之后的叠加剖面反褶积之后的叠加剖面反褶积之前的叠加剖面反褶积之前的叠加剖面反褶积后反褶积后( (右右) )，压缩了地震子波，分辨率明显提高压缩了地震子波，分辨率明显提高1.1.水平叠加剖面存在的问题水平叠加剖面存在的问题第五节第五节 偏移偏移1)1)在界面倾斜情况下在界面倾斜情况下, ,我们按共中心点关系进我们按共中心点关系进行抽道集、动校正、水平叠加。实际上是行抽道集、动校正、水平叠加。实际上是共中心点叠加而不是真正的共反射点叠加，共中心点叠加而不是真正的共反射点叠加，这会降低横向分辨能

40、力。这会降低横向分辨能力。2 2）叠加剖面总是把界面上反射点的位置显示）叠加剖面总是把界面上反射点的位置显示在地面共中心点下方的铅垂线上。当地层在地面共中心点下方的铅垂线上。当地层水平时，这种显示方式与实际情况是吻合水平时，这种显示方式与实际情况是吻合的；当地层倾斜时，反射点位置就偏离了的；当地层倾斜时，反射点位置就偏离了共中心点下方的铅垂线（对于单次覆盖剖共中心点下方的铅垂线（对于单次覆盖剖面，反射点并不位于炮面，反射点并不位于炮- -检中点的正下检中点的正下方）方）存在偏移现象。存在偏移现象。、偏移现象的几何解释、偏移现象的几何解释: : 对于倾斜反射界面上对于倾斜反射界面上的的A”A”点

41、点, ,它应是地面它应是地面A A点的垂直反射点点的垂直反射点, ,但但实际资料处理实际资料处理水平水平叠加后叠加后, ,是把共中心是把共中心点反射叠加后记录在点反射叠加后记录在其地面点其地面点A A的正下方的正下方处；（这里，处；（这里，”为法向深度，为法向深度，为铅垂深度，二为铅垂深度，二者长度相当，位置不者长度相当，位置不同）。显然，同）。显然，相相对于对于”发生了偏离。发生了偏离。(注意它的偏离方向) 由于存在偏移现象，必然会给地震资料解释造成许多假象如：背斜，向斜，都会由此产生形变由于存在偏移现象，使背斜两翼变缓，变宽，顶部出现空白，闭合面积增大。CMPCMP叠加剖面（左）和偏移剖面

42、（右）叠加剖面（左）和偏移剖面（右） 由于偏移现象的存在，使水平叠加时间剖面上的由于偏移现象的存在，使水平叠加时间剖面上的倾斜反射层的位置和形态都与真实情况发生偏差。倾斜反射层的位置和形态都与真实情况发生偏差。为了得到能够真正反映地下情况的地震剖面，必为了得到能够真正反映地下情况的地震剖面，必须对偏移现象进行处理，使偏离了真实位置的反须对偏移现象进行处理，使偏离了真实位置的反射层位回到自己的真实位置上射层位回到自己的真实位置上 这种让反射层自动空间归位的处理就叫做偏这种让反射层自动空间归位的处理就叫做偏移归位处理（有时也简称为偏移）。移归位处理（有时也简称为偏移）。 偏移归位如在叠加前进行，就

43、叫叠前偏移偏移归位如在叠加前进行，就叫叠前偏移( (prestackprestack migration) migration)，最终获得的是偏移叠加，最终获得的是偏移叠加剖面；如在叠加后进行，就称为叠后偏移剖面；如在叠加后进行，就称为叠后偏移( (poststackpoststack migration) migration)，结果叫做叠加偏移剖面。，结果叫做叠加偏移剖面。1 1、波形、波形2 2、变面积、变面积3 3、波形变面积、波形变面积4 4、变密度、变密度波形剖面波形剖面变面积剖面变面积剖面波形变面积剖面波形变面积剖面变密度剖面变密度剖面地震勘探数据处理知识点地震勘探数据处理知识点掌

44、握：掌握：1 1、地震资料处理的概念、目的、三大阶段、三大技术、地震资料处理的概念、目的、三大阶段、三大技术2 2、叠加、反褶积、偏移的目的、叠加、反褶积、偏移的目的3 3、叠加的三个部分（叠前、叠加、叠后）、叠加的三个部分（叠前、叠加、叠后）4 4、反褶积的基本思想、反褶积的基本思想5 5、地震剖面显示的四种方式、地震剖面显示的四种方式了解：了解：1 1、静校正的流程、静校正的流程2 2、自适应叠加方法、自适应叠加方法3 3、道内、间均衡、道内、间均衡4 4、滤波的作用、滤波的作用5 5、偏移、偏移地震波的基础知识点地震波的基础知识点掌握：掌握：1 1、地震勘探、地震波的概念、地震勘探、地震

45、波的概念2 2、地震波在地层中传播过程（三带）、地震波在地层中传播过程（三带）3 3、地震子波的类型、判断标准、地震子波的类型、判断标准4 4、纵波、横波、面波、体波的特点、纵波、横波、面波、体波的特点5 5、波的几个特征（振动、波动、波前、波后、波面）、波的几个特征（振动、波动、波前、波后、波面）6 6、地震波传播的基本规律（反射透射定律、费马、惠、地震波传播的基本规律（反射透射定律、费马、惠更斯等）更斯等）7 7、折射波形成的条件、折射波形成的条件8 8、影响地震波传播速度的地质因素、影响地震波传播速度的地质因素了解：了解：1 1、地震勘探的发展概述、地震勘探的发展概述2 2、弹性波理论（应力、应变等）、弹性波理论（应力、应变等）