地震資料數(shù)字處理基本處理流程

1、2.8-1 地震資料數(shù)字處理基本處理流程地震資料數(shù)字處理基本處理流程 （1）一、數(shù)字處理的一般流程和預(yù)處理一、數(shù)字處理的一般流程和預(yù)處理 1、數(shù)字處理流程、數(shù)字處理流程 2、預(yù)處理流程、預(yù)處理流程 3、預(yù)處理程序的使用、預(yù)處理程序的使用二、工程地震勘察分辨率二、工程地震勘察分辨率 1、 振幅和波形是解釋地震剖面和進(jìn)行層位對比的重要依振幅和波形是解釋地震剖面和進(jìn)行層位對比的重要依據(jù)據(jù) 2、在地震剖面上，識別地震波同相軸的四個要點(diǎn)：、在地震剖面上，識別地震波同相軸的四個要點(diǎn)：三、關(guān)于數(shù)字濾波：三、關(guān)于數(shù)字濾波：1、關(guān)于濾波的基本概念：、關(guān)于濾波的基本概念：2、濾波、濾波RCDPRCV.EXE程序的

2、操作使用方法：程序的操作使用方法：2.8-1 地震資料數(shù)字處理基本處理流程地震資料數(shù)字處理基本處理流程 （1）一、數(shù)字處理的一般流程和預(yù)處理 1、數(shù)字處理流程 2、預(yù)處理流程 3、預(yù)處理程序的使用二、工程地震勘察分辨率 1、 振幅和波形是解釋地震剖面和進(jìn)行層位對比的重要依據(jù) 2、在地震剖面上，識別地震波同相軸的四個要點(diǎn)：三、關(guān)于數(shù)字濾波：1、關(guān)于濾波的基本概念：2、濾波RCDPRCV.EXE程序的操作使用方法： 2.8地震資料的數(shù)字處理簡介地震資料的數(shù)字處理簡介 工程地震勘察的數(shù)字處理技術(shù)，就是使用特定的程序來分析處理現(xiàn)場工作得到的地震資料。因?yàn)閿?shù)據(jù)處理按一定格式要求，記錄可以快速靈活多次反復(fù)

3、處理，從而可以提高并改善了記錄的地震信息的質(zhì)量，對于提高勘察解決地質(zhì)構(gòu)造物難題的能力有很重要的意義。 近幾年來計算機(jī)計算技術(shù)在各個領(lǐng)域里的普遍應(yīng)用，淺層反射理論研究的不斷發(fā)展以及處理軟件功能的日趨完善，使地震資料處理的水平和質(zhì)量不斷提高。針對高分辯率淺層反射波的特征，在數(shù)據(jù)處理中應(yīng)選用有利于提高記錄信噪比和分辯率的處理方法，并采用合理的計算技術(shù)及參數(shù)提取方法， 盡可能保護(hù)和恢復(fù)記錄中的高頻成分，最大限度地提高紀(jì)錄的信噪比和分辯率。 地震數(shù)據(jù)資料處理的目的，還在于將現(xiàn)場采集的地震信息，轉(zhuǎn)換成便于地質(zhì)解釋的形式，經(jīng)過一些規(guī)定程序的處理，將現(xiàn)場采集的地震記錄，轉(zhuǎn)換成類似于地質(zhì)構(gòu)造剖面形式的地震記錄剖

4、面。地震數(shù)據(jù)處理的目的，還在于消除或壓制地震記錄的噪聲和干擾波，改善和提高信噪比，提高淺層反射波法的信號分辯能力。一、數(shù)字處理的一般流程和預(yù)處理：一、數(shù)字處理的一般流程和預(yù)處理： 1、數(shù)字處理流程、數(shù)字處理流程： 使用計算機(jī)處理地震資料就是對離散化的時間序列的地對離散化的時間序列的地震信號，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行各種加工運(yùn)算震信號，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行各種加工運(yùn)算，以便得到我們所需要的地質(zhì)信息。實(shí)現(xiàn)數(shù)字處理的技術(shù)的方法和手段和程序是多種多樣的，其目的就是為了提高記錄的信噪比，正確的提取有效波的各種參數(shù)外，還要進(jìn)行巖相處理，形態(tài)歸位及各種智能處理，得出各種直觀、準(zhǔn)確的成果圖件和各種數(shù)據(jù)表格。目前所使用的數(shù)

5、字處理方法有：頻譜分析、數(shù)字濾波、速度譜分析、水平疊加、抽各種道集、動校正、地形靜校正、偏移歸位等數(shù)值校正方法。 在使用各種數(shù)據(jù)方法處理地震資料時，會遇到很多復(fù)雜的地質(zhì)數(shù)學(xué)物理模型，利用計算機(jī)高速、準(zhǔn)確的各種邏輯運(yùn)算功能依靠人工智能復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題和處理方法，編撰成可以實(shí)現(xiàn)的處理程序。 淺層反射法的資料處理的一般流程有四個階段：預(yù)處理、基本處理、修飾處理、剖面處理四個階段。在這里，我們首先介紹一下處理流程的第一個階段：預(yù)處理流程。2、預(yù)處理流程：、預(yù)處理流程： 所謂預(yù)處理就是將原始記錄進(jìn)行初步加工，以滿足處理方法和處理軟件對記錄格式的要求。尤其在進(jìn)行疊加的過程中，對原始記錄中各個疊加道的之間必須

6、要達(dá)到基本標(biāo)準(zhǔn)，才能繼續(xù)進(jìn)行其它的處理工作。為了消除不正常道、不正常激發(fā)對記錄的影響，為了消除各種干擾波以及較強(qiáng)折射波對淺層反射波的干擾和影響，在于處理的程序中設(shè)置了很多處理功能：記錄切除、道間均衡、記錄拼接、反極性等處理功能外，還有顯示、打印、存盤等功能。 1）數(shù)據(jù)重排（解編） 目前常用的地震儀的記錄格式是SEG-B 格式、SEG-D格式或SEG-2格式等。其在磁盤是的數(shù)據(jù)記錄排列形式為按時分道的排列，數(shù)據(jù)排列方式是從第一道的第一個采樣值開始，依次是第二道的第一個采樣值，第三道的第一個采樣值，以此類推。這種排列方式，使得同一道記錄的相鄰參數(shù)值相距很遠(yuǎn)，處理起來很不方便。為了便于后面的處理工作

7、，需要將數(shù)據(jù)格式改變成暗道分時的數(shù)據(jù)格式（普通計錄的格式），使得同一道采集的數(shù)據(jù)放在一起，這種預(yù)處理叫做數(shù)據(jù)重排或解編。解編后的標(biāo)準(zhǔn)格式是SEG-Y格式。該格式是數(shù)據(jù)通用處理的通用格式。在該格式下，一道地震記錄由兩部分組成，即道頭部分和數(shù)據(jù)段部分。其中道頭部分和占120個計算機(jī)字，每個字長是兩個字節(jié)用整型表數(shù)，其中第58號道頭字存放記錄點(diǎn)的總樣點(diǎn)數(shù)，第59號道頭字存放采樣率（US），其它道頭中存放采集參數(shù)和處理中用到的參數(shù)。其位置均有約定，而數(shù)據(jù)段部分的長度隨記錄長度而定。每個字長可以為2個字節(jié)或者4個字節(jié)，即可以用整型也可以用實(shí)型表示。之所以采用這種格式，主要是為了在數(shù)據(jù)處理中便于參數(shù)的傳遞

8、，提高工作效率。 2）記錄切除處理： 切除處理是把記錄中不想保留的部分進(jìn)行充零處理。切除分為三種一為初至切除，還有中間、后部切除。記錄切除是為消除規(guī)則、不規(guī)則干擾波而設(shè)計的。 初至切除的目的是避免把非法射波的能量（如直達(dá)波、淺層初至折射波，及反射波到達(dá)前的各種干擾波）與淺層反射波疊加在一起，避免以后的各種處理使這些非法干擾波被增強(qiáng)了，因而要對紀(jì)錄道的開始部分加以切除。反射波是續(xù)至波，在它到達(dá)以前記錄上所出現(xiàn)的各種波或者與反射波同時到達(dá)各種波都有可能是干擾波。必須將其從記錄中剔出去，若在疊加的各個道中已經(jīng)被消除，則就消除了對疊加后的時間剖面上的干擾。因此，對于在多次疊加的過程中采集的每一張CDP

9、記錄的每一道的記錄，都要進(jìn)行切除處理。切除中部是，把每一道記錄中的明顯的各種干擾波都去除掉。當(dāng)記錄的后邊出現(xiàn)干擾波時，可以使用后部切除。3）道均衡： 有兩種道均衡。第一種是 道間均衡。它是用手動的方法消除每一張地震記錄中，各個道由于炮檢距的不同，導(dǎo)致的反射波的振幅的變化，因?yàn)樵诠卜瓷潼c(diǎn)疊加中，要求每一個疊加道的振幅都應(yīng)該相等，每一道對疊加所做出的貢獻(xiàn)是等價的。無特殊的情況，一般就以記錄圖中間的振幅為基準(zhǔn)，使近激發(fā)點(diǎn)的地震道振幅減少，增加遠(yuǎn)離激發(fā)點(diǎn)的地震道記錄的振幅。這種道與道叫道間均衡。道間均衡的質(zhì)量和疊加剖面的好壞是密切相關(guān)。另外一種是道內(nèi)均衡。一般來說，深層的反射波的振幅比淺層要小很多，為

10、了使剖面圖深淺地層的波形都一致，就要增加深層反射波的振幅，或者減小淺層的振幅。在濾波處理的程序中進(jìn)行。 4）記錄拼接： 展開排列的現(xiàn)場采集工作我們知道，激發(fā)點(diǎn)不動，每移動一個排列，就有一張記錄，只有把它們連在一起才能成為一張展開排列的波形。但每張記錄的參數(shù)都應(yīng)該相同，只有偏移距，是應(yīng)該連續(xù)的。否則程序拒絕執(zhí)行。這個程序也可以把一段一段的時間剖面聯(lián)成一條完整的剖面。5）道反極性： 當(dāng)記錄中由于某種原因出現(xiàn)一道記錄的波形的相位和其它個道不一致的時候，要把這道的相位翻過來了，否則，不僅僅記錄不順眼，而且還能影響到疊加的效果和時間剖面的質(zhì)量。 6）剔除壞、死、亂道： 有時候因?yàn)楝F(xiàn)場記錄時，可能會遇到各

11、種不明原因的干擾，使地震記錄中的一整道都很亂，已經(jīng)沒有和很少利用的價值，在此時應(yīng)當(dāng)選擇寧缺勿濫，把這些壞、死、亂道都?xì)w零，也不要勉強(qiáng)使用這些數(shù)據(jù)，才能得到較好的多次疊加的效果。 為了在資料處理中，使用的方便。在預(yù)處理的程序中還設(shè)有波形顯示、記錄處理后的存盤、拷貝和打印圖形的功能預(yù)處理是資料處理的第一步，而且是決定資料解釋精度的很重要的一步。由于工作量大，需要認(rèn)真積累一些經(jīng)驗(yàn)，只要多看、多處理、和同行交流，還是能夠較快的掌握。 3、預(yù)處理程序的使用：、預(yù)處理程序的使用： 執(zhí)行預(yù)處理的是記錄編輯程序，英文為RCDEDTV.EXE ,其主菜單如圖示。記錄修飾處理子菜單記錄修飾處理子菜單記錄修飾處理子

12、菜單記錄修飾處理子菜單每張地震記錄的參數(shù)圖每張地震記錄的參數(shù)圖二、工程地震勘察分辨率一）一） 振幅和波形是解釋地震剖面和進(jìn)行層位對比的重要依振幅和波形是解釋地震剖面和進(jìn)行層位對比的重要依據(jù)：據(jù)： 振幅變化和波形變化相伴而生幾乎所有影響振幅的因素都要影響波的頻率改變，進(jìn)而引起波形的改變。 圖是反射波在穿過幾個典型的波阻抗界面時的反射波的波形。1、在單一的地質(zhì)界面上，反射波的波形與入射波的波形相似，反射波的振幅大小與反射界面的反射系數(shù)成正比，反射波的極性由由波阻抗變化的方向而定。 當(dāng) 時反射波的相位和入射波的相位是相同的。 若 則，反射波的相位和入射波的相位是相反。)(121122ZZvv)(21

13、2211zzvv2、對于較簿的夾層，地層的厚度小于1/4波長時，反射波的波形是由頂板和底層界面的反射波，疊加而成的復(fù)合波。波形也趨于穩(wěn)定，不再發(fā)生變化。3、當(dāng)?shù)貙拥暮穸葹椴ㄩL的1/4時，簿層的頂、底板的兩個反射波發(fā)生相長干涉，在四分之一波長地層厚度處，出現(xiàn)了反射波振幅的極大值，這種現(xiàn)象叫薄層的調(diào)諧效應(yīng)，此時地層的厚度稱為調(diào)諧厚度。4、當(dāng)?shù)貙拥暮穸容^大與波長的比值大于1時，頂、底板的反射波都能夠完全分開，形成兩個波形完全相反的反射波形波形。 5、兩種不同地層介質(zhì)沒有明顯的分解，是逐漸過渡，在過渡地段，反射波是干涉的復(fù)合波。二）在地震剖面上，識別地震波同相軸的四個要點(diǎn)二）在地震剖面上，識別地震波同

14、相軸的四個要點(diǎn)： 1、同相性： 如果有一種波沿測線方向，以一個不變（或者變化緩慢）的視速度傳到一個排列得檢波器上，道間距為110米的較小距離，因此同一個反射波的相同相位，到達(dá)兩個相鄰道的時間應(yīng)該很小，每個地震道記錄下來的地震波形，也會是極其相似得，并且會一個個套起來，形成一條平滑有一定長度的同相軸，這個特征叫相干涉。 2、振幅顯著增強(qiáng)： 由于采取了很多限制干擾波的措施，提高了有效波的信噪比，有效波的振幅（能量）一般來說都能大于干擾波的振幅，反射波都能以較大的振幅出現(xiàn)在干擾背景上，這種振幅顯著增強(qiáng)的標(biāo)志是：振幅增大兩側(cè)邊線變陡。振幅的大小與界面反射系數(shù)密切相關(guān)，也與界面的形狀等其它因素相關(guān)，如果

15、沿界面方向沒有巖性和構(gòu)造的突變，則波的振幅沿測線方向漸漸的改變。 3、波形特征： 這是波的動力學(xué)特征。由于震源激發(fā)的地震子波的頻譜特征是基本相同的，同一界面的反射波傳播的射線路徑基本是相近的，傳播過程所受的地層吸收等因素的影響也很相近，因此，同一個界面的反射波在相鄰抵制道記錄的地震波形（包括主要頻率、相位數(shù)目、振幅包絡(luò)形狀）是極其相似。4、動校正后時距曲線的形狀：以水平界面為例，如果動校正的均方根速度選擇正確，則時距曲線就會變成一條直線，而且平行于X軸。三、關(guān)于數(shù)字濾波：1）基本概念 在工程地震勘察中，為了提高勘察精度，數(shù)字地震儀采集的地震勘探資料，都能較真實(shí)地記錄各種有效波的動力學(xué)特征。因?yàn)?/p>

16、，數(shù)字地震儀的帶寬是從0幾千HZ ，非常寬。在這種帶寬的范圍內(nèi)記錄了有效波的同時，各種干擾波也乘勢而入。有效波和干擾波的差異表現(xiàn)在很多方面：a)傳播的視傳播的視速度速度 b)傳播方向傳播方向 c)振幅（能量）振幅（能量）d)頻譜等方面頻譜等方面。濾波，就是利用有效波和干擾波在頻譜上的差異，來削弱、壓制各種干擾波的能量，加強(qiáng)并突出有效波，從而達(dá)到提高信噪比的目的。 我們在無線電電子學(xué)中學(xué)習(xí)過，由電子元件組成的濾波器，當(dāng)連續(xù)性號通過濾波器時，信號發(fā)生了改變?nèi)鐖D示： 這種濾波是對連續(xù)信號進(jìn)行濾波。濾波前后的信號都是連續(xù)性號。而數(shù)字濾波不同于這種電濾波，它是對離散化它是對離散化后的子樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸

17、入和輸出的都是一系列離散數(shù)后的子樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸入和輸出的都是一系列離散數(shù)值值。它是使用計算機(jī)通過對單道各種數(shù)學(xué)運(yùn)算的方式來實(shí)現(xiàn)濾波。圖中是一個有效波和干擾波的迭加信號，經(jīng)過低通濾波處理后，有效信號就被顯示出來。若經(jīng)過高通、低通濾波處理后就顯示出有效波、干擾波的圖形。 使用不同的運(yùn)算方法可以進(jìn)行各種濾波處理。根據(jù)濾波的性質(zhì)和基本特點(diǎn)可分為分為線性和非線性線性和非線性、時變和時不時變和時不變?yōu)V波變?yōu)V波。我們使用的是線性、時不變?yōu)V波系統(tǒng)。什么叫線性、時不變?yōu)V波系統(tǒng)？簡單的定義：線性濾波器是其特性與輸入信號的性質(zhì)、極性都有關(guān)系的濾波器，并且輸出信號只包含輸入信號所擁有的頻率成分，不會有新的頻率成分

18、出現(xiàn)，非線性濾波則正好與此相反。)()()(HXX根據(jù)濾波理論，如果濾波器的特性函數(shù)是H（）， 通過濾波處理信號X（t）的頻譜是X（），則濾波后輸出信 號 的頻譜是 ，濾波前后的信號關(guān)系可記為：這就是頻率域?yàn)V波的濾波方程表達(dá)式。X)(X2）關(guān)于一維濾波： 一維濾波是指僅在頻率域或空間域進(jìn)行的濾波，就叫一維濾波。濾波的過程只涉及一個變量的函數(shù)。 頻率域?yàn)V波的步驟大致可分為三大步： 第一步：第一步： 對已知道的地震記錄X（t）進(jìn)行譜分析，X（t）里包含著有效波S（t)和干擾波R（t)，有效波的頻率范圍（f1-f2）和干擾波頻 率范圍（f3-f4）可能是分開的也可能是互相重疊。若重疊，則應(yīng)該找出互相

19、重疊的范圍，分析兩者的主要能量上所占比例關(guān)系。 第二步：第二步： 根據(jù)有效波和干擾波頻譜的分布特征，選擇最合理的濾波器進(jìn)行濾波。若有效波和干擾波頻譜是分開的，則可以選擇高通、低通濾波器進(jìn)行濾波。其簡單的數(shù)學(xué)模型為：（帶通）其他01)(21ffffHcb 第三步：第三步：進(jìn)行濾波： 根據(jù)設(shè)計的濾波器進(jìn)行濾波。由于數(shù)字濾波是在計算機(jī)上進(jìn)行的，它將面臨兩個問題。一個問題是數(shù)字濾波只能對離散的時間序列函數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)算，存在所謂離散性。低通）高通）(01)(01)()L()(ccccGfffffHfffffH另外一個問題是脈沖響應(yīng)只能取有限長度，而不是理論上要求的無限長，只能是有限長。由于存在這些特殊性，濾

20、波還不能達(dá)到理想的結(jié)果，而會產(chǎn)生畸變，出現(xiàn)偽門現(xiàn)象和吉普斯現(xiàn)象。為了克服這些缺點(diǎn)，就應(yīng)對采樣間隔t有一定限制克服偽門現(xiàn)象，或者采用鑲邊法克服吉普斯現(xiàn)象。其各項功能見子菜單后的說明。 第一項Spectrum對調(diào)入的記進(jìn)行譜分析。以求得有效波和干擾波的頻譜分布特征。有效波反射波的頻率與干擾波的頻率在高頻端和聲波、高頻干擾波重疊，在低頻端和面波、低頻干擾波重疊，在中部還可能與直達(dá)波、折射波等其它干擾波重合。其實(shí)分析了干擾波的頻譜也就確定了有效波的頻譜 /T/T3、濾波RCDPRCV.EXE的操作使用方法：進(jìn)入濾波程序，顯示主菜單：主菜單顯示出，濾波處理程序的各種功能。一般來說，在一個地區(qū)使用同一類震源和同一