地震數(shù)據(jù)采集與處理：第二部分 第四章 動校正及疊加

1、第二部分 第四章 動校正及疊加第一節(jié) 動校正第二節(jié) 水平疊加第三節(jié) 剩余時差及疊加特性 小結(jié) 作業(yè)動校正和疊加是地震數(shù)據(jù)處理的基本內(nèi)容。疊加的目的 壓制干擾，提高地震數(shù)據(jù)的信噪比。動校正的目的 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，增強利用疊加技術壓制干擾的能力，減小疊加過程引起的反射波同相軸畸變。 基本概念4.1動校正由于零炮檢距自激自收反射波與地下構(gòu)造有著更直接的對應關系，因此需要將非零炮檢距上的反射波旅行時校正到零炮檢距的自激自收旅行時。 基本概念4.1動校正水平層狀介質(zhì)，時距曲線滿足非零炮檢距與零炮檢距旅行時之差正常時差 由炮檢距引起的非零炮檢距與零炮檢距的

2、反射時間之差稱為正常時差。 在相同的地震道上，正常時差是反射時間的函數(shù)，不同的反射時間，正常時差的大小不同，因此正常時差又稱動態(tài)時差。 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稱為動校正。動校正“動”的概念主要體現(xiàn)在同一地震道上不同反射時間的動校正量不同。 動校正量是反射時間（反射界面深度)、炮檢距和地層速度的函數(shù)，動校正量隨炮檢距遞增，隨反射深度和速度遞減。 基本概念4.1動校正原始道集正確速度速度偏大速度偏小如果動校正采用的速度高于正確速度，計算得到的動校正量偏小，動校正后的同向軸下拉，稱為校正不足或欠校正；反之如果動校正采用的速度低于正確速度，計算得到的動校正量偏大，動校正后的

3、同向軸上拋，稱為校正過量或過校正。水平層狀介質(zhì)情況下，共深度點反射波時距曲線不再是標準的雙曲線。Tank和Koehler1969)將反射時間t與炮檢距x的關系近似展開為 4.1動校正水平層狀介質(zhì)的動校正當排列較短，炮檢距小于反射點深度的情況下，截斷的高次項得到共中心點(CMP)道集也不再嚴格等價于共深度點(CDP)道集或共反射點(CRP)道集，此時CMP道集中的反射波不再來自于地下同一反射點。 Levin（1971)由導出了地層具有傾角時的反射波時距曲線方程三維情況下 4.1動校正單一傾斜層的動校正任意傾斜層狀介質(zhì)的情況下，中心點M自激自收的反射點與炮檢距為x的反射點D不再是第N個界面上的同一

4、反射點，共中心點道集中的反射波來自于一段界面的反射而不再是同一點的反射。Hubral和Krey(1980)導出了下面的反射波時距方程 4.1動校正任意傾斜層狀介質(zhì)動校正地層傾角不大，接收排列較小時數(shù)字地震記錄是離散采樣的，設地震記錄的采樣率為 ，采樣個數(shù)為N，炮檢距為x的地震記錄為 ，動校正速度為 。要計算動校正后地震記錄上的第k個點 ，應該有 4.1動校正數(shù)字動校正方法時間T并未落在動校正前地震記錄的離散采樣點上，離散地震記錄并不包含該時刻的采樣值。它需要利用內(nèi)插或按照采樣定理恢復出來。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

5、形態(tài)，子波形態(tài)發(fā)生相對畸變。把數(shù)字動校正造成的波形拉伸稱為動校正拉伸。 動校正拉伸4.1動校正為了定量地表示動校正拉伸，引入了拉伸系數(shù)的概念為了更好地體現(xiàn)拉伸對子波頻率的影響，下面討論動校正前后子波主頻的相對變化，以及拉伸系數(shù)與動校正量和反射時間的關系。子波起始時刻與終止時刻的時距曲線分別為整理合并后當子波在零炮檢距的反射時間遠大于子波延續(xù)時間T時，得到子波拉伸與動校正量的關系 動校正拉伸4.1動校正以子波的主頻表示子波的延續(xù)時間有現(xiàn)在以我們習慣的變量代替子波在零炮檢距的起始反射時間，得到以子波波形的相對變化、子波主頻的變化和反射時間的相對變化表示的拉伸系數(shù)反射深度越淺，炮檢距越大，動校正拉伸

6、越嚴重，子波的主頻向低頻轉(zhuǎn)移也隨之嚴重。動校正拉伸引起波形畸變，破壞了動校正后共中心點道集上同相軸的相關性，降低了共中心點疊加的質(zhì)量，其對疊加結(jié)果的縱向分辨率尤為有害。目前，實際地震資料處理中普遍采用的克服動校正拉伸的方法是外切除。動校正拉伸4.1動校正 動校正拉伸4.1動校正拉伸率大于某個百分比的地震數(shù)據(jù)進行切除后的道集有共中心點地震道集 ，其中M為采樣個數(shù)，N為道集中的地震道數(shù)，地震道已經(jīng)進行了正常時差校正，要確定一個標準道 ，使得標準道與各記錄道的差別最小。利用最小平方原理，計算任意地震道與標準道的誤差平方和對于多道記錄，總的誤差平方和及其偏導數(shù)標準道就是N道疊加的平均基本原理4.2水平

7、疊加 常規(guī)疊加方法中參加疊加各道的加權(quán)系數(shù)是相等的，而且各道的加權(quán)系數(shù)不隨時間變化，加權(quán)系數(shù)都為1。實際上，參加疊加的各個地震道的質(zhì)量是有差別的，當共深度點道集中各個地震道的品質(zhì)差異較大時，等權(quán)疊加不會取得理想的疊加效果。 如果使質(zhì)量好的地震道參與疊加的成分多，質(zhì)量差的地震道參加疊加的成分少，質(zhì)量很差的地震道不參與疊加，這樣疊加效果將會得到改善，這就是自適應疊加的基木思想。 根據(jù)地震記錄道的在空間和時間上質(zhì)量的差異來控制它們參與疊加的成分，這可以通過對每個地震道上隨時間乘以不同的加權(quán)系數(shù)來達到。用最小平方法原理去確定加權(quán)系數(shù)。 要對地震道進行加權(quán)，必須有一個標準，即將任意道加權(quán)之后和這個標準道

8、接近。首先找到標準道，再計算加權(quán)系數(shù)。自適應水平疊加4.2水平疊加1)標準道的形成 標準道較好地反映疊加剖面特征的地震道，它可以是普通疊加道，可以是相鄰幾個共深度點道集的疊加，也可以是在疊加剖面上進行了信號增強處理后的自適應疊加道集對應的疊加道。2)求加權(quán)系數(shù) 自適應水平疊加4.2水平疊加3）地震道加權(quán)：用求出的加權(quán)系數(shù)對地震道進行加權(quán)，得到加權(quán)后的地震道4)對加權(quán)后的地震記錄進行疊加，得到自適應加權(quán)疊加的地震道自適應水平疊加4.2水平疊加不同于一次反射波的各種規(guī)則干擾波都有自己的正常時差，即使一次反射波的正常時差在水平界面和傾斜界面的情況下也不相同。當采用一次波的正常時差公式進行動校正之后，

9、除了一次反射波之外，其他類型的波仍存在一定量的時差，我們將這種經(jīng)過動校正后殘留的時差叫做剩余時差。以全程多次反射波為例，它的時距曲線方程及剩余時差為剩余時差系數(shù)滿足剩余時差與炮檢距的平方成正比，其軌跡近似為拋物線形態(tài)。各疊加道的剩余時差不同，疊加后多次反射被削弱。水平疊加是利用各種波剩余時差的不同來壓制干擾波的一種方法。它能較好地壓制多次反射波。 基本概念4.3剩余時差及疊加特性設反射點到達地面共中心點的一次反射信號為 ，對應的頻譜為 ，在共反射點道集內(nèi)，第i道相對于自激自收記錄的延遲時間為 ，用 表示，對應的頻譜 ，這里， 也是炮檢距 處一次反射的正常時差。對于有效波 對于多次波 多次波疊加

10、后的頻譜與自激自收信號的頻譜的區(qū)別在于前者增加了一個因子該因子稱為疊加特性函數(shù)。疊加特性函數(shù)與濾波器的頻率特性相似。水平疊加也屬于濾波范疇，也有振幅特性和相位特性。疊加特性4.3剩余時差及疊加特性如果地震反射的同相軸完全校平,疊加后輸出信號增強了n倍。如果由于速度誤差等原因，反射波經(jīng)過動校正后存在剩余時差,疊加能量沒有得到應有的增強。為了表示疊加后多次波相對于一次波的壓制程度，由疊加后多次波的振幅與一次波的振幅之比來衡量疊加效果。疊加特性4.3剩余時差及疊加特性為便于分析和計算，令 稱為疊加參量，它表示各個疊加道剩余時差所占諧波周期的比數(shù)，是決定疊加效應的主要因素。疊加振幅特性改寫為令其中疊加特性4.3剩余時差及疊加特性疊加振幅特性分區(qū) (1)通放帶 (2)壓制帶 (3)二次極值帶對于具有剩余時差的地震波，水平疊加具有明顯的低通濾波作用，并且隨著道間距和疊加次數(shù)的增加，通放帶向低頻移動。當反射同相軸完全校平時，疊加對信號的相位沒有改變。對于多次波或沒有完全校平的一次波，疊加不但削弱了其能量，疊加后地震子波的相位也發(fā)生了變化。疊加特性4.3剩余時差及疊加特性水平疊加的主要作用是壓制噪聲，它在提高地震記錄信噪比方面發(fā)揮了重耍作用。在高分辨率地震數(shù)據(jù)處理、復雜構(gòu)造地震數(shù)據(jù)處理和以尋找?guī)r性圈閉為日標的地震數(shù)據(jù)處理中，水平疊加存