地震资料处理[高级课件].ppt
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1、 第六章第六章 地震数据处理方法地震数据处理方法第一节第一节 地震数据处理概述地震数据处理概述第二节第二节 地震记录的形成及显示地震记录的形成及显示第三节第三节 数据处理流程分析数据处理流程分析第四节第四节 地震波的速度及速度分析地震波的速度及速度分析第五节第五节 偏移归位偏移归位1严选内容 第一节第一节 地震数据处理概述地震数据处理概述一、地震数据处理的一般概念一、地震数据处理的一般概念 地震数据处理方法是研究如何对地震勘探野外资料利地震数据处理方法是研究如何对地震勘探野外资料利用用数字计算机数字计算机进行进行处理处理,以获得有关,以获得有关地下构造和地层性质地下构造和地层性质的信息的信息,
2、有效地寻找石油和天然气等矿藏的一个学科。,有效地寻找石油和天然气等矿藏的一个学科。2严选内容l出现于出现于二十世纪二十年代初期二十世纪二十年代初期:光点记录和模拟记录,:光点记录和模拟记录,发展较慢。发展较慢。利用反射时间推断构造形态。主要包括:滤波、反滤波、利用反射时间推断构造形态。主要包括:滤波、反滤波、动静校正动静校正l二十世纪六十年代二十世纪六十年代:数字记录,数字时代,发展迅速。:数字记录,数字时代,发展迅速。野外采集发展了多次覆盖技术,出现了水平叠加和偏移野外采集发展了多次覆盖技术,出现了水平叠加和偏移叠加技术。叠加技术。l二十世纪七十年代二十世纪七十年代:开始寻找岩性油气藏:开始
3、寻找岩性油气藏反滤波、偏移成像技术有了较大发展,出现了波动方程反滤波、偏移成像技术有了较大发展,出现了波动方程偏移技术、偏移技术、“亮点亮点”技术、声阻抗反演技术、复地震道技术技术、声阻抗反演技术、复地震道技术(三瞬)。(三瞬)。3严选内容l二十世纪八十年代后二十世纪八十年代后: “三高三高”:高信噪比、高分:高信噪比、高分辨率和高保真度。辨率和高保真度。 ltau-pitau-pi变换技术、三维地震处理技术、垂直地震剖面处变换技术、三维地震处理技术、垂直地震剖面处理技术、多波多分量处理技术、广义线性反演和非线性反演理技术、多波多分量处理技术、广义线性反演和非线性反演技术、井间地震处理技术、分
4、形技术、神经网络预测技术、技术、井间地震处理技术、分形技术、神经网络预测技术、小波变换技术、和四维地震处理技术等。小波变换技术、和四维地震处理技术等。地表一致性静校正、地表一致性反褶积、和共反射面和地表一致性静校正、地表一致性反褶积、和共反射面和超级面元叠加等技术仍在发展中。超级面元叠加等技术仍在发展中。l二十一世纪后二十一世纪后,地震处理会有广阔的发展空间和前,地震处理会有广阔的发展空间和前景景。4严选内容二、地震处理的目的和意义二、地震处理的目的和意义地震处理的基本目标可归纳为地震处理的基本目标可归纳为“三高一准三高一准”,即,即高信噪比高信噪比、高分辨率高分辨率、高保真度高保真度和和准确
5、成像准确成像。处理结果直接影响解释的正确性和精确度。处理结果直接影响解释的正确性和精确度。高质量处理成果可直接用于油气储层预测和烃类高质量处理成果可直接用于油气储层预测和烃类检测。检测。主要处理技术:反褶积、叠加和偏移成像主要处理技术:反褶积、叠加和偏移成像资料采集资料采集资料处理资料处理资料解释资料解释地质成果地质成果修改处理方案修改处理方案桥桥梁梁5严选内容6严选内容无障碍物地区激发,无障碍物地无障碍物地区激发,无障碍物地区接收,激发药量为区接收,激发药量为6kg,记录,记录反射波能量强,同相轴连续性好反射波能量强,同相轴连续性好无障碍物地区激发,部分排列过障无障碍物地区激发,部分排列过障
6、碍,激发药量为碍,激发药量为6kg-4kg,过障碍,过障碍物接收,道信号弱,同相轴不清,物接收,道信号弱,同相轴不清,连续性差连续性差7严选内容French模型及其地震响应模型及其地震响应 8严选内容回转波水平叠加时间剖面水平叠加时间剖面偏移叠加时间剖面偏移叠加时间剖面9严选内容经数字处理后的三维数据体及透视图经数字处理后的三维数据体及透视图 10严选内容提高信噪比提高信噪比提高地震资料的信噪比其实质就提高地震资料的信噪比其实质就是想方设法压制或剔除各种干扰信息,突出有效信息,是想方设法压制或剔除各种干扰信息,突出有效信息,具体方法概括起来有:具体方法概括起来有:(1)(1)野外采集方面,主要
7、是组合和多次覆盖。组野外采集方面,主要是组合和多次覆盖。组合(包括组合检波和组合激发)主要是通过压制面波合(包括组合检波和组合激发)主要是通过压制面波等规则干扰波来提高信噪比;多次覆盖技术是在野外等规则干扰波来提高信噪比;多次覆盖技术是在野外采用多次观测,室内进行水平叠加,主要通过对多次采用多次观测,室内进行水平叠加,主要通过对多次波的压制作用来提高记录的信噪比。总之,严格把握波的压制作用来提高记录的信噪比。总之,严格把握野外施工进程和施工质量是提高信噪比的关键。野外施工进程和施工质量是提高信噪比的关键。(2)(2)数字处理方面,主要以各种滤波方法为主,数字处理方面,主要以各种滤波方法为主,如
8、频率域滤波、相干滤波、中值滤波等等。此外,还如频率域滤波、相干滤波、中值滤波等等。此外,还有各种变换方法。有各种变换方法。 11严选内容提高分辨率提高分辨率随着油气工程的深入发展,对地随着油气工程的深入发展,对地震资料在储层预测和油藏特征描述等方面的要求也越震资料在储层预测和油藏特征描述等方面的要求也越来越高,最令人关注的是提高地震资料的分辨率。高来越高,最令人关注的是提高地震资料的分辨率。高分辨率地震勘探是一个系统工程,它包括高分辨率地分辨率地震勘探是一个系统工程,它包括高分辨率地震采集、资料处理和解释应用三大部分,三者紧密相震采集、资料处理和解释应用三大部分,三者紧密相连,缺一不可。就地震
9、资料数字处理而言,经多年的连,缺一不可。就地震资料数字处理而言,经多年的努力,已有多种提高地震资料分辨率的处理方法,例努力,已有多种提高地震资料分辨率的处理方法,例如,展宽有效波频带的方法:谱白化、蓝色滤波等等;如,展宽有效波频带的方法:谱白化、蓝色滤波等等;压缩地震子波延续时间的方法:反褶积、反压缩地震子波延续时间的方法:反褶积、反Q Q滤波等滤波等等;测井约束反演等。等;测井约束反演等。 12严选内容提高保真度提高保真度保真度是指经数字处理后的地保真度是指经数字处理后的地震剖面或数据体与地下实际地质情况的吻合程度,震剖面或数据体与地下实际地质情况的吻合程度,提高保真度就是提高这种吻合程度的
10、一切努力或尝提高保真度就是提高这种吻合程度的一切努力或尝试。主要包括以下内容:试。主要包括以下内容: (1 1)正演模拟过程中的模型设计。获取给定地)正演模拟过程中的模型设计。获取给定地质模型的地震响应的过程就是正演过程,其间地质质模型的地震响应的过程就是正演过程,其间地质模型的设计就涉及保真度的问题,提高这方面的保模型的设计就涉及保真度的问题,提高这方面的保真度,应该尽量多的搜集各种相关资料,综合分析真度,应该尽量多的搜集各种相关资料,综合分析后设计出与实际地质情况相一致的正演模型。后设计出与实际地质情况相一致的正演模型。13严选内容 (2 2)地震剖面与地质剖面的一致性。这是地震资)地震剖
11、面与地质剖面的一致性。这是地震资料处理人员所追求的目标,常规处理中的动、静校料处理人员所追求的目标,常规处理中的动、静校正,水平叠加,偏移等就是追求两者完全一致的努正,水平叠加,偏移等就是追求两者完全一致的努力和尝试。力和尝试。 (3 3)地震波动力学特征的保真度。地震波动力)地震波动力学特征的保真度。地震波动力学特征包括振幅、频率、相位、波形、极化特点、学特征包括振幅、频率、相位、波形、极化特点、吸收衰减特性等。准确反演上述特征参数对储层横吸收衰减特性等。准确反演上述特征参数对储层横向预测、油藏特征描述等大有益处。真振幅恢复、向预测、油藏特征描述等大有益处。真振幅恢复、地震属性分析等都应考虑
12、其保真度。地震属性分析等都应考虑其保真度。14严选内容准确成像准确成像地震成像主要包括两方面内容:地震成像主要包括两方面内容:其一是确定反射点的空间位置,其二是恢复反射波其一是确定反射点的空间位置,其二是恢复反射波的波形和振幅特征。地震成像的具体实现方法是地的波形和振幅特征。地震成像的具体实现方法是地震偏移。就地震偏移而言,准确成像则是使经过偏震偏移。就地震偏移而言,准确成像则是使经过偏移处理后的地震剖面或数据体与地下实际情况具有移处理后的地震剖面或数据体与地下实际情况具有最佳吻合。目前,解决构造复杂、横向速度变化剧最佳吻合。目前,解决构造复杂、横向速度变化剧烈地区的地震偏移正确成像的最佳方法
13、就是叠前深烈地区的地震偏移正确成像的最佳方法就是叠前深度偏移。度偏移。 15严选内容反褶积、叠加和偏移成像对地震数据的作用:反褶积、叠加和偏移成像对地震数据的作用:反褶积:反褶积:沿时间坐标轴沿时间坐标轴作用,通过压缩地震子作用,通过压缩地震子波提高地震时间分辨率。波提高地震时间分辨率。叠加:叠加:沿偏移距坐标轴沿偏移距坐标轴作用,把非零偏移距的作用,把非零偏移距的数据体压缩成一个零偏数据体压缩成一个零偏移距的时间平面(对移距的时间平面(对CMPCMP道集正常时差校正后叠道集正常时差校正后叠加所得),从而压制噪加所得),从而压制噪声以提高信噪比。声以提高信噪比。偏移成像:偏移成像:空间反褶积过
14、程,能改善空间分辨率和保真空间反褶积过程,能改善空间分辨率和保真度。通过对叠后资料沿中心点轴作偏移,使倾斜同相轴度。通过对叠后资料沿中心点轴作偏移,使倾斜同相轴归位、绕射波收敛,从而实现反射界面的空间归位和恢归位、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复波场特征和反射率 。反反褶褶积积偏移偏移中心点中心点偏移距偏移距叠加叠加时时间间16严选内容预处理:将野外采集数据转换成适合计算机预处理:将野外采集数据转换成适合计算机处理的格式,并对数据作相应编辑和校正。处理的格式,并对数据作相应编辑和校正。常规处理:对地震数据作基本处理运算,包常规处理:对地震数据作基本处理运算,包括反
15、褶积、叠加和偏移三大技术括反褶积、叠加和偏移三大技术 ;特殊处理(目标处理):针对不同目的采用特殊处理(目标处理):针对不同目的采用的特殊处理手段。如波阻抗反演、三瞬剖面、的特殊处理手段。如波阻抗反演、三瞬剖面、相干体处理、时频分析技术等相干体处理、时频分析技术等三、地震处理的三个阶段三、地震处理的三个阶段17严选内容(一)(一) 地震记录的褶积模型地震记录的褶积模型 1. 理想模型理想模型 设震源脉冲为设震源脉冲为)(tb , 假定无吸收、 透射和多次反射, 假定无吸收、 透射和多次反射等因素影响,无随机干扰,则理想的输出:等因素影响,无随机干扰,则理想的输出: )()(*)()(tbttb
16、tx 式中式中)(t 为反射系数(反射率函数) 。为反射系数(反射率函数) 。 理想理想模型模型tx( t ) 第二节第二节 地震记录的形成及显示地震记录的形成及显示l一、地震记录的形成一、地震记录的形成18严选内容反射系数序列与实际地震记录的频谱比较反射系数序列与实际地震记录的频谱比较频带范围有频带范围有限(带限)限(带限)频谱很宽频谱很宽( (白谱白谱) )19严选内容反射系数剖面与地震剖面的比较反射系数剖面与地震剖面的比较反射系数剖面反射系数剖面地震剖面地震剖面20严选内容 2.2. 实际模型实际模型 实际地震记录实际地震记录x( (t) )由有效波由有效波s( (t) )和干和干扰波扰
17、波n( (t) )组成:组成: )()()(tntstx21严选内容(1) (1) 地震子波地震子波 b( (t) )其中:其中:o( (t) )为震源子波,为震源子波,g( (t) )为地层响应为地层响应 ( (t) )为透射响应,为透射响应,d( (t) )为地面接收响应为地面接收响应 i( (t) )为仪器响应为仪器响应( )( )* ( )( )( )* ( )gdftg ttftd ti t为大地滤波器为接收滤波器)(*)(*)()(*)(*)(*)(*)()(tftftotitdttgtotbdg 22严选内容 对反射地震勘探而言,除一次反射波以对反射地震勘探而言,除一次反射波以外
18、的一切波都是干扰波,一次反射波可用以外的一切波都是干扰波,一次反射波可用以下褶积模型表示:下褶积模型表示: )()(*)()(tbttbts褶积模型褶积模型 理想模型理想模型 实际实际模型模型S( t )23严选内容地震记录形成的褶积模型地震记录形成的褶积模型*反射系数反射系数地震子波地震子波第一层反射波第一层反射波第二层反射波第二层反射波地震记录地震记录24严选内容 无噪声时的褶积模型无噪声时的褶积模型25严选内容(2) (2) 干扰干扰n( (t) ) n0 0( (t) ):非激发干扰非激发干扰 n1 1( (t) ) :背景噪声:背景噪声 N( (t) ): 规则(相干)干扰规则(相干
19、)干扰)()()()(10tNtntntn26严选内容 规则干扰波规则干扰波N( (t) )的分类:的分类:()与地质结构有关:多次波、转换波、断()与地质结构有关:多次波、转换波、断面波、绕射波、伴随波、折射波、瑞利波、勒面波、绕射波、伴随波、折射波、瑞利波、勒夫波和斯通利波等,这类波在特定的条件下可夫波和斯通利波等,这类波在特定的条件下可转化为有效波;转化为有效波;()与地质结构无关:水中鸣震、气泡效应、()与地质结构无关:水中鸣震、气泡效应、地表及海面散射等。地表及海面散射等。27严选内容 有噪声时的褶积模型有噪声时的褶积模型28严选内容(二)地震剖面的数学模型(二)地震剖面的数学模型射
20、线理论射线理论 二维情况下可根据给定的地质模型,二维情况下可根据给定的地质模型,利用射线理论得到自激自收地震剖面。利用射线理论得到自激自收地震剖面。有多种实现方法,如褶积模型的逐道循有多种实现方法,如褶积模型的逐道循环法等。环法等。29严选内容(三)地震剖面的数学模型(三)地震剖面的数学模型波动理论波动理论 二维情况下也可根据给定的地质模二维情况下也可根据给定的地质模型,利用波动理论得到自激自收地震剖型,利用波动理论得到自激自收地震剖面。有多种实现方法,如波动方程的有面。有多种实现方法,如波动方程的有限差分法、克希霍夫积分法、频率波数限差分法、克希霍夫积分法、频率波数域法等。域法等。30严选内
21、容(四)地震记录面貌形成的物理模型(四)地震记录面貌形成的物理模型 这是利用一定的物理设备,模仿野这是利用一定的物理设备,模仿野外的激发和接收方式,对采集的模拟记外的激发和接收方式,对采集的模拟记录进行一系列的处理,得到用于理论研录进行一系列的处理,得到用于理论研究的地震剖面或地震数据体。究的地震剖面或地震数据体。31严选内容二、地震记录的显示方式二、地震记录的显示方式 (1 1)波形显示;()波形显示;(2 2)变面积显示;)变面积显示;(3 3)波形)波形+ +变面积显示;(变面积显示;(4 4)变密度显示)变密度显示 32严选内容 第三节第三节 数据处理流程分析数据处理流程分析l地震处理
22、流程的设计:地震处理流程的设计:针对处理的数据,选择一系列适当的处理步骤;针对处理的数据,选择一系列适当的处理步骤;对每一步骤选择恰当的参数;对每一步骤选择恰当的参数;评价每一处理步骤的输出结果、分析任何由于评价每一处理步骤的输出结果、分析任何由于不合适参数引起的问题。不合适参数引起的问题。目前另一发展趋势是处理解释一体化目前另一发展趋势是处理解释一体化33严选内容 最基本的处理流程:最基本的处理流程:输入输入 预处理预处理 滤波滤波 反褶积反褶积 速度分析速度分析 动、静校正动、静校正 叠加叠加 偏移偏移 输出输出34严选内容野野 外外 地地 震震 数数 据据解解 编编编辑、切除编辑、切除振
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