地震數(shù)據(jù)數(shù)字處理總結(jié)(共15頁)

1、中國(zhn u)石油大學(xué)（北京）地震數(shù)據(jù)處理方法勘查2011級復(fù)習(xí)重點總結(jié)地震(dzhn)數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)地震(dzhn)信號的特點：實信號離散有限長能量有限非周期采樣定律內(nèi)容：一個連續(xù)信號，如果其最高頻率小于尼奎斯特折疊頻率，即信號的采樣頻率大于信號最高頻率的兩倍，則利用離散采樣后的信號可以恢復(fù)原始信號。采樣定律的應(yīng)用條件：信號的采樣頻率大于信號最高頻率的兩倍，即：最高頻率至少要在一個周期內(nèi)采到兩個樣點采樣頻率、折疊（尼奎斯特）頻率、信號最高頻率定義：假頻的定義：高于尼奎斯特頻率的高頻成分以尼奎斯特頻率為中心向低頻方向折疊，形成假的頻率成分，稱為假頻。假頻的判斷和計算：地震信號的頻譜特點：有限

2、帶寬（帶限）有一定主頻（主頻越高，分辨能力越強）判別相位性質(zhì)的三種辦法：相位延遲（不常用）能量延遲Z變換的多項式求根（根都在單位圓外，為最小相位（延遲）信號）一維數(shù)字濾波實現(xiàn)方法、具體步驟：頻率域：實現(xiàn)方法：（以零相位為例，翻譯略）具體步驟：a、地震頻譜分析(fnx)：確定分析有效頻率范圍b、設(shè)計濾波器：壓制噪聲(zoshng)保留有效信號c、地震(dzhn)記錄FFT變換：標(biāo)準(zhǔn)化變換長度d、進(jìn)行濾波運算：振幅譜相乘相位譜相加e、濾波結(jié)果IFFT時間域：（也叫褶積濾波）實現(xiàn)方法：（以零相位為例，翻譯略）具體步驟：地震記錄頻譜分析：確定中心頻率、帶寬b、設(shè)計濾波器：確定濾波算子長度（頻帶越寬，長

3、度越短）c、確定濾波因子離散值：雙邊對乘實參數(shù)d、進(jìn)行濾波運算：地震記錄與濾波因子褶積偽門的定義：對連續(xù)的濾波因子用時間采樣間隔離散采樣后，得到離散的濾波因子，若再按離散的濾波因子計算出與它相應(yīng)的濾波器的頻率特性，這時在頻率特性的圖形上，除了有同原來連續(xù)的濾波因子的頻率特性對應(yīng)的“門”外，還會周期性地重復(fù)出現(xiàn)很多“門”，這些門稱為“偽門”。產(chǎn)生“偽門”的原因：由于對濾波因子離散采樣。吉布斯現(xiàn)象：當(dāng)對濾波因子用有限項代替無限項時，在原始信號突變點（間斷點）處，通過信號出現(xiàn)的明顯的振蕩現(xiàn)象。產(chǎn)生吉布斯現(xiàn)象的原因：在反變換計算過程中，用有限項近似無限項從而丟失原始信號中的高頻成分。13、避免吉布斯現(xiàn)

4、象的方法頻率域鑲邊法：在頻率特性曲線的不連續(xù)點附近(fjn)，鑲上一條連續(xù)的邊。時間(shjin)域窗函數(shù)法一維數(shù)字信號濾波兩種實現(xiàn)(shxin)方法：時間域：輸入信號與濾波信號直接褶積得輸出信號；頻率域：輸入信號與濾波信號分別進(jìn)行FFT，得到各自的譜，將兩者的振幅譜相乘，相位譜相加，得輸出信號的譜，再對此譜進(jìn)行IFFT，即得輸出信號。地震波視速度概念：當(dāng)觀測方向與地震波的傳播方向不一致時，所測得的速度即為視速度?？臻g假頻產(chǎn)生原因、基本特點和消除方法：產(chǎn)生原因：當(dāng)?shù)卣鹦盘柕念l波振幅譜中的波數(shù)大于空間采樣中的尼奎斯特波數(shù)時，將產(chǎn)生空間假頻?；咎攸c：在已知檢波點間隔、地震波傳播速度和波前面傾角的

5、情況下，可計算出地震共炮點記錄和零炮檢距自激自收記錄出現(xiàn)空間假頻的門檻頻率；疊后剖面的門檻頻率為疊前的一半，疊后偏移比疊前處理要求更小的道間距，道間距過大將產(chǎn)生空間假頻；地震信號的頻率一定時，傾角時差越大，越容易產(chǎn)生空間假頻；地震信號的傾角時差一定時，頻率越高，越容易產(chǎn)生空間假頻。消除方法：沿測線方向每個視波長采集兩個以上樣值，即沿測線方向的視波數(shù)小于或等于空間采樣中的尼奎斯特波數(shù)。地震記錄中不同性質(zhì)的波（面波、有效反射波、直達(dá)波等）的視速度特點和二維頻譜分布特征視速度特點：直達(dá)波的視速度即為直達(dá)波時距曲線（直線）的斜率的倒數(shù)。有效反射波的視速度較大，它在傳播方向上近于垂直出射地面。而面波沿地

6、面?zhèn)鞑ィ曀俣容^小，一般為100m/s1000m/s，且具有頻散現(xiàn)象（即不同頻率成分的視速度不同，在地震記錄上表現(xiàn)為“掃帚狀”）二維頻譜分布特征：地震記錄中二維濾波處理效果的影響因素同相軸時差能量(nngling)子波相位(xingwi)噪聲(zoshng)19、兩個3點子波各自振幅譜、相位譜的計算和相位特征的判別，以及褶積、自相關(guān)和互相關(guān)的計算預(yù)處理及真振幅恢復(fù)預(yù)處理的主要工作：（第一步有時又分為兩步，數(shù)據(jù)解編為一步，格式轉(zhuǎn)換為一步）數(shù)據(jù)解編和格式轉(zhuǎn)換解編的定義如下：按照野外采集的記錄格式將地震數(shù)據(jù)檢測出來，并將時序的野外數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為道序數(shù)據(jù)，然后按照炮和道的順序?qū)⒌卣鹩涗洿娣牌饋?。道編輯道?/p>

7、輯的定義如下：對由于激發(fā)、接收或噪聲因素產(chǎn)生的不正常的地震道進(jìn)行處理，即對壞道和壞炮的剔除處理。注：不能先進(jìn)行道編輯再進(jìn)行數(shù)據(jù)解編，預(yù)處理的工作順序不能改變。野外觀測系統(tǒng)定義影響反射振幅的因素：地震記錄的振幅不僅反映了地層界面的反射系數(shù)，而且還與地震波的激發(fā)、傳播和接收等因素有關(guān)。這些因素包括地震波的激發(fā)條件、接收條件、波前擴散、吸收、散射、透射損失、微曲多次波、入射角的變化、波的干涉和噪聲等。球面擴散補償、地層吸收補償和地表一致性補償?shù)膬?yōu)缺點：1）球面（波前）擴散能量補償：優(yōu)點：振幅補償物理意義明確，補償后可以保持地震振幅的相對關(guān)系。缺點：進(jìn)行球面擴散補償時，無法準(zhǔn)確得到速度函數(shù)；記錄中的噪

8、聲同時被放大。2）地層吸收能量補償：優(yōu)點：能夠有效地層吸收等因素引起的反射振幅衰減，提高深反射層地震分辨率。缺點：難以獲得準(zhǔn)確的地層品質(zhì)因子；補償后記錄中的噪聲同時被放大。注：地層品質(zhì)因子越小，對地震波的吸收作用越強，地震波振幅衰減越嚴(yán)重（干燥巖石衰減小，流體衰減大），地層吸收補償效果越好。地表一致性振幅補償：優(yōu)點：能夠有效消除因激發(fā)、接收和近地表因素引起的反射能量差異，補償后保持了地震振幅的相對關(guān)系。缺點：無法消除時變等振幅差異；補償后記錄中的噪聲同時被放大。反褶積地震記錄的形成：地震記錄等于子波與反射系數(shù)的褶積加上噪聲。在時間域上，由于地震子波存在一定延續(xù)時間，通過壓縮子波長度（即子波延續(xù)

9、時間）可以提高縱向分辨率；在頻率域上，由于子波具有一定的主頻和頻寬，通過提高主頻、拓寬頻帶可以提高縱向分辨率。褶積模型適應(yīng)條件：1）反射界面是由一系列常速水平介質(zhì)構(gòu)成；2）震源產(chǎn)生一個平面(pngmin)壓縮縱波垂直反射界面入射，在此情況下，地震波在反射界面處不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)換橫波；3）地震波在地層中傳播(chunb)時，其波形保持不變，即地震波傳播過程是波形是固定的。4、地震子波求取(qi q)方法：1）直接觀測法（不常用，只適用于海上地震勘探）2）利用測井資料求子波的方法：a、根據(jù)聲波測井和密度測井資料得到聲速曲線和密度曲線，因而求出聲阻抗曲線，把深度轉(zhuǎn)換成垂直雙程旅行時，得到隨反射時間變化的聲

10、阻抗曲線；b、利用反射系數(shù)公式計算出反射系數(shù)；c、利用FFT求出反射系數(shù)和井旁地震記錄的頻譜，從而得到地震子波的頻譜；d、對子波頻譜進(jìn)行IFFT，從而得到地震子波。注：該方法要求具有良好的聲波測井和密度測井資料，并且在井旁有質(zhì)量較高的地震記錄；但不必假設(shè)反射系數(shù)是白噪聲，也不必預(yù)先知道地震子波的相位特性。自相關(guān)法：假設(shè)條件：反射系數(shù)為白噪聲，即子波的自相關(guān)近似等于地震記錄的自相關(guān)，子波的振幅譜近似等于地震記錄的振幅譜。由以上假設(shè)可知，通過計算地震記錄的振幅譜可得到子波的振幅譜，若子波為零相位，則對子波的振幅譜作IFFT即可得到零相位子波；若子波為最小相位，則確定方法如下：4）對數(shù)分解法（具體過

11、程不必掌握）5）多項式求根法（具體過程不必掌握）5、反子波（反褶積的濾波因子）的求取方法：1）已知子波的情況下，由于子波頻譜與反子波頻譜的乘積為1，利用子波與反子波的Z變換之間的關(guān)系，首先(shuxin)根據(jù)地震子波時間序列得到其Z變換，然后求出反子波的Z變換，從而得到反子波時間序列。實際(shj)例子：2）最佳維納（最小平方(pngfng)）濾波法實際例子：推導(dǎo)(tudo)維納濾波方程：預(yù)測(yc)反褶積中“預(yù)測(yc)”的含義(hny)是什么？“預(yù)測”的含義：設(shè)計一個預(yù)測因子，對輸入地震記錄的過去值和現(xiàn)在值進(jìn)行預(yù)測，所得到的未來的預(yù)測值是海上鳴震等多次波干擾，將它從包括一次反射和干擾的地震

12、記錄中減去，所得到的預(yù)測誤差即為消除干擾后的一次反射信號。為什么預(yù)測反褶積能夠更好地保持地震記錄的信噪比？預(yù)測反褶積能夠預(yù)測海上鳴震等多次波出現(xiàn)的位置，能夠消除一次反射后面的海上鳴震等多次波干擾，從而相比較(bjio)脈沖反褶積而言能夠更好地保持地震記錄的信噪比。預(yù)測(yc)反褶積的分辨率與預(yù)測步長的關(guān)系是什么？為什么存在這種關(guān)系？預(yù)測步長越小，預(yù)測反褶積的分辨率越高。這是因為預(yù)測反褶積對反射脈沖或地震子波有著明顯的壓縮(y su)作用，它可以將原來長度為n的地震子波壓縮為長度為-1的窄脈沖，預(yù)測步長越小，地震子波壓縮地越明顯，分辨率也就越高。若預(yù)測步長=1，則地震子波將被壓縮為尖脈沖。為什么

13、說脈沖反褶積是預(yù)測反褶積的特例？脈沖反褶積是一種預(yù)測步長為1個樣點且期望輸出為一個尖脈沖的預(yù)測反褶積。11、脈沖反褶積和預(yù)測反褶積的基本假設(shè)是什么？為什么需要這些假設(shè)？四個假設(shè)：1）反射系數(shù)為白噪；2）噪聲為白噪；3）反射系數(shù)與噪聲不相關(guān)；4）子波為最小相位子波。前三個假設(shè)使得可以由地震記錄的自相關(guān)近似表示地震子波的自相關(guān)，最小相位子波假設(shè)使得反褶積算子分布在正軸上，并得到脈沖反褶積維納濾波方程的右端項。子波整型反褶積首先估算地震記錄的最小相位子波（首先得到最小相位脈沖反褶積算子，最小相位脈沖反褶積算子的反算子就是地震記錄的最小相位子波）；利用維納濾波將最小相位子波整型為其對應(yīng)的零相位子波（相

14、同振幅譜），這是因為在具有相同振幅譜的各種相位的子波中，零相位子波具有最高的分辨率。同態(tài)反褶積缺點：1）低通濾波參數(shù)確定有困難；2）相位譜展開有困難；3）噪聲影響。具體步驟如下圖所示：地表(dbio)一致性反褶積1）目的(md)和作用：消除激發(fā)、接收和近地表的差異對地震子波的影響，增強CDP道集中(jzhng)地震道之間子波波形的一致性，增強CDP疊加的效果，改善CDP疊加的質(zhì)量?；驹恚旱谝徊剑簩⒌卣鹩涗浄纸鉃?個分量的褶積第二步：第三步：每個地震道對應(yīng)一個方程(fngchng)，利用對每個頻率成分進(jìn)行炮點、檢波點、炮檢距和中心點分解(fnji)，并將所有頻率成分合在一起得到第四步：第五步

15、：動校正(jiozhng)及疊加正常時差概念：由于炮檢距引起的非零炮檢距與零炮檢距的反射時間之差2、動校正概念：將不同炮檢距的反射時間校正到零炮檢距反射時間的過程 3、動校正目的：消除炮檢距對反射波旅行時的影響，校平共深度點反射波時距曲線的軌跡，增強利用疊加技術(shù)壓制干擾的能力，減小疊加過程引起的反射波同相軸畸變4、動校正量的計算：5、動校正中“動”的概念：同一地震道上不同反射時間的動校正量不同6、動校正量與哪些因素有關(guān)，怎樣有關(guān)？7、動校正拉伸的概念：地震記錄上的子波由若干離散點組成，在動校正過程中，各個離散點動校正量不同，動校正之后的子波將不再保持原來的形態(tài)，子波形態(tài)發(fā)生相對畸變。 8、為什

16、么會發(fā)生動校正拉伸？由于在動校正過程中，各個離散點動校正量不同，因此動校正之后的子波形態(tài)會發(fā)生相對畸變。9、動校正拉伸克服（解決）方法：采用外切除方法，即對拉伸系數(shù)大于某個百分比的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行切除，共中心點疊加在切除之后的道集上進(jìn)行。10、拉伸系數(shù)的計算： 其中分子為正常時差（動校正量），分母為自激自收時間。簡述動校正處理中過校正和欠校正的原因：如果動校正采用的速度低于正確的動校正速度，計算得到的動校正量偏大，動校正后的同相軸上拋，出現(xiàn)過校正；如果動校正采用的速度高于正確的動校正速度，計算得到的動校正量偏小，動校正后的同相軸下拉，出現(xiàn)欠校正。動校正與疊加的關(guān)系(gun x)（對疊加的影響）：只

17、有當(dāng)采用正確的動校正速度時，才能校平共深度點反射波時距曲線的軌跡，從而才能提高疊加質(zhì)量。而無論過校正還是欠校正都會降低疊加質(zhì)量，從而降低信噪比。靜校正(jiozhng)靜校正概念：消除因激發(fā)條件和接收條件變化（主要是由于地表高程(gochng)變化和近地表低、降速帶厚度、速度變化造成的）對反射波所引起的時差，這個過程稱為靜校正。低、降速帶概念：在地表附近的一定深度范圍內(nèi)，地震波的傳播速度往往要比它下面的地層地震波速低得多，這個深度范圍內(nèi)的地層稱為低速帶。在某些地區(qū)低速帶與高速帶之間，還有一層速度偏低的過渡區(qū)，叫降速帶。靜校正目的：獲得在一個平面（參考基準(zhǔn)面）上進(jìn)行采集且沒有風(fēng)化層或低速介質(zhì)存在

18、時的反射波到達(dá)時間，消除地震記錄中與空間位置及近地表層厚度和速度變化有關(guān)的不同反射波時差影響，從而提高地震成像精度。參考基準(zhǔn)面概念：地震數(shù)據(jù)被校正到某一基準(zhǔn)面上，消除了地表起伏和風(fēng)化層橫向變化的影響，后續(xù)地震處理工作就好像地震數(shù)據(jù)是在此平面上采集的。這一基準(zhǔn)面即為參考基準(zhǔn)面。浮動（中間、CMP疊加）基準(zhǔn)面概念：是通過對一個或幾個CMP道集所涉及的靜校正量進(jìn)行平均，得到的一個假想基準(zhǔn)面，它是一個時間基準(zhǔn)面，類似于對基準(zhǔn)面曲線進(jìn)行空間濾波。靜校正概念中“靜”的含義是：地震道的靜校正時差與反射時間無關(guān)，無論是淺層反射，還是深層反射，整個地震道只有一個靜校正量.地震道的基準(zhǔn)面校正包括炮點基準(zhǔn)面校正和檢

19、波點基準(zhǔn)面校正兩部分，如果地震記錄采用的是井下激發(fā)，炮點靜校正還應(yīng)包括井深校正?；鶞?zhǔn)面校正的公式及參數(shù)含義：各參數(shù)含義在此不再贅述。9、初至折射靜校正：主要掌握水平風(fēng)化層折射靜校正和加減法折射靜校正在風(fēng)化層底面水平的情況下，利用直達(dá)波的斜率計算風(fēng)化層速度，利用折射波斜率計算基巖速度，并延長折射波到零炮檢距地震記錄，得到(d do)折射波的截距時間，由此計算風(fēng)化層厚度，進(jìn)而得到基準(zhǔn)面靜校正量。10、地表一致性剩余(shngy)靜校正地表一致性模型含義：某一地震(dzhn)道的靜校正量只與炮點和檢波點的地表位置有關(guān)，也就是說，共炮點道集有著相同的炮點靜校正量，共檢波點道集有著相同的檢波點靜校正量，

20、而與地震道的炮檢距、地震波的入（出）射角等因素?zé)o關(guān)。假設(shè)條件：地表一致性假設(shè)地震波垂直入（出）射地表有風(fēng)化層覆蓋（由于風(fēng)化層的速度比下伏地層速度低得多，按Snell定律，則使得不同角度的入射波在風(fēng)化層內(nèi)多以近似垂直的路徑(ljng)傳播）實現(xiàn)(shxin)步驟：a、首先拾取(shq)每個地震道的時差；b、對時差進(jìn)行分解，得到炮點和檢波點的剩余靜校正量；c、在每個地震道上應(yīng)用炮點和檢波點的剩余靜校正量。速度分析速度譜概念：地震波沿不同速度的疊加（或相關(guān)）能量相對掃描速度的變化。速度譜的制作方法：首先選定一系列雙程垂直反射時間，對于每個雙程反射時間再選定一系列的動校正速度，反射時間和動校正速度可以

21、是等間隔的，也可以是不等間隔的，雙程垂直反射掃描時間和動校正掃描速度應(yīng)該包括所有反射時間和可能的均方根速度，計算每個網(wǎng)格點上的平均振幅，將平均振幅以某種便于速度分析的形式顯示出來，就得到了用于速度分析的速度譜。速度譜的主要顯示方式：時窗排列圖速度譜：繪出每個垂直反射時間上振幅隨速度的變化曲線，并把這些曲線按照垂直反射時間從小到大的順序排列等值線速度譜：把速度譜網(wǎng)格上的振幅值以等值線的方式連接起來影響速度分析的因素： 炮檢距分布：當(dāng)速度分析的共中心點道集中缺乏大炮檢距地震道意味著缺乏速度分析所必須的時差信息，速度譜能量的聚焦性變差，速度譜分辨率降低；而當(dāng)速度分析道集中缺乏小炮檢距地震道時，大炮檢

22、距處動校正拉伸降低了速度分析信號的相關(guān)性，拉伸切除降低了速度分析的有效道數(shù)，同時小炮檢距的缺乏還會導(dǎo)致自激自收時間的漂移。因此，速度分析道集的炮檢距應(yīng)該遠(yuǎn)近兼顧、均勻分布。 疊加次數(shù)：過低的疊加次數(shù)無法保證速度譜的質(zhì)量，針對這一情況，一般采用利用相鄰幾個面元組成“宏”面元進(jìn)行速度分析。 信噪比：過低的信噪比會降低速度分析的質(zhì)量，因此應(yīng)盡量選擇信噪比較高的道集，必要時應(yīng)首先對速度分析的地震道進(jìn)行噪聲壓制處理。 切除：受動校正拉伸切除影響最大的是淺層地震反射，淺層反射對速度非常敏感，因此應(yīng)仔細(xì)選擇切除參數(shù)。 速度采樣密度：速度采樣過稀會降低速度分辨率，影響速度分析精度。 時窗寬度：時窗長度應(yīng)等于或

23、大于反射信號的延續(xù)長度，因為反射信號的延續(xù)長度是時變的，時窗也據(jù)此而定。 相干屬性的選擇 近地表異常：地表異常產(chǎn)生的靜校正問題對速度分析影響較大，短波長剩余靜校正嚴(yán)重影響疊加效果，長波長靜校正容易產(chǎn)生速度異常。 數(shù)據(jù)的頻譜寬度：頻帶越寬，響應(yīng)越尖銳，速度分辨率越好。偏移(pin y)偏移處理的目的和常用(chn yn)方法？目的：使傾斜反射歸位到它們(t men)真正的地下位置，并使繞射波收斂，使地震剖面更好地展示地下構(gòu)造的空間形態(tài)和接觸關(guān)系，從而提高地震勘探的橫向分辨率。常用方法：時間偏移、深度偏移、疊前偏移、疊后偏移、克?；舴蚍e分法偏移、波動方程偏移。什么是DMO？影響DMO的主要因素有哪

24、些？DMO是傾角時差校正，通過DMO能得到自激自收零炮檢距地震剖面。主要因素有：炮檢距、傾角、反射界面深度、地震波速度，炮檢距越大，傾角越大，反射界面越淺，地震波速度越低，校正量越大。什么是爆炸反射界面模型？它是最常用、最簡單的一種成像原理。該原理把地下反射界面想象成具有爆炸性的物質(zhì)或者爆炸源，爆炸源的形狀、位置與反射界面的形狀和位置一致，它所產(chǎn)生的波為脈沖波，其強度、極性與界面反射系數(shù)的大小和正負(fù)一致。并且假設(shè)在時刻，所有的爆炸反射界面同時起爆，發(fā)射上行波到達(dá)地面各觀測點。若利用波動方程將地面觀測的地震波場向下反向延拓，則時刻的波場值就正確地描述了地下反射界面的位置，實現(xiàn)地面記錄的偏移成像。簡述三種疊后波動方程偏移方法的優(yōu)