地震勘探原理第五章多次覆蓋法

當(dāng)前第1頁\共有64頁\編于星期二\20點2地震勘探原理緒論第二章幾何地震學(xué)第三章地震數(shù)據(jù)采集第四章地震勘探組合法第五章多次覆蓋方法第六章地震波速度第七章地震勘探資料解釋第八章幾種專門的地震方法當(dāng)前第2頁\共有64頁\編于星期二\20點3本章要點1、共中心點疊加（道集）、共反射點疊加（道集）概念。2、多次覆蓋壓制多次波的原理。3、多次覆蓋特性曲線及其性質(zhì)4、多次覆蓋壓制隨機(jī)干擾的原理。5、影響多次覆蓋效果的因素及特征

。第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第3頁\共有64頁\編于星期二\20點4第五章多次覆蓋方法

在前面我們介紹了共炮點觀測系統(tǒng)，它是對地下反射界面只進(jìn)行一次觀測(連續(xù)觀測)，這樣得到的剖面叫單次覆蓋的時間剖面。由于這種剖面信噪比低，往往不能滿足解決地質(zhì)問題的需要，很難準(zhǔn)確提供鉆井的位置。為了提高資料的精度，人們就設(shè)想既然對界面觀測一次信噪比不高，能量不強(qiáng)。那我們是否可以對界面多觀測幾次，把它們進(jìn)行某種處理后，再相加，這樣不就提高了反射波的能量？因此，60年代在地震勘探中出現(xiàn)了共反射點多次疊加法，又稱多次覆蓋，它是對反射界面上的各個反射點進(jìn)行多次觀測，然后進(jìn)行動校正，再把校正后的波動信號相加，這樣得到的剖面叫多次覆蓋的時間剖面。多次覆蓋方法的提出？當(dāng)前第4頁\共有64頁\編于星期二\20點5第五章多次覆蓋方法多次覆蓋（共反射點法/共深度點法）CommonReflectionPointTechniques/CommonDepthPointTechniques多次覆蓋技術(shù)的提出主要是為了消除多次波。野外采用多次覆蓋的觀測方法，在室內(nèi)處理中采用水平疊加技術(shù)，最終得到水平疊加剖面。當(dāng)前第5頁\共有64頁\編于星期二\20點6第五章多次覆蓋方法5.1

多次覆蓋的一些基本概念5.1.1共中心點疊加和共反射點疊加CommonMidpointStack/CommonReflectionPointStack多次覆蓋方法是在地面布置一系列具有共同中心點的震源與接收點，震源和接收點各在中心點一側(cè)。各接收點上的紀(jì)錄道稱為共中心點疊加道。當(dāng)反射界面水平時，是共反射點疊加；傾斜是，是共中心點疊加。若疊加道共有n道，叫做n次覆蓋，n稱為覆蓋次數(shù)。當(dāng)前第6頁\共有64頁\編于星期二\20點7第五章多次覆蓋方法共反射點道集中炮點和接收點傾斜界面時共中心點道集中炮點和接收點當(dāng)前第7頁\共有64頁\編于星期二\20點8第五章多次覆蓋方法5.1

多次覆蓋的一些基本概念5.1.2共中心點道集和共反射點道集CommonMidpointGather/CommonReflectionPointGather將共中心點道按炮檢距大小排列起來，就是共中心點道集。共中心點道集中炮檢距最短疊加道的炮檢距叫做偏移距。當(dāng)前第8頁\共有64頁\編于星期二\20點9第五章多次覆蓋方法單邊激發(fā)、4次覆蓋、24個接收道當(dāng)前第9頁\共有64頁\編于星期二\20點10第五章多次覆蓋方法5.1

多次覆蓋的一些基本概念5.1.3水平疊加剖面水平疊加剖面的用途

構(gòu)造解釋

地震偏移

求取各種地震參數(shù)當(dāng)前第10頁\共有64頁\編于星期二\20點11第五章多次覆蓋方法5.1

多次覆蓋的一些基本概念5.1.3水平疊加剖面水平疊加剖面的優(yōu)點

提高信噪比

壓制多次波

壓制隨機(jī)干擾當(dāng)前第11頁\共有64頁\編于星期二\20點12第五章多次覆蓋方法5.1

多次覆蓋的一些基本概念5.1.4共反射點時距曲線方程

野外：一次激發(fā)，多道接收當(dāng)前第12頁\共有64頁\編于星期二\20點13第五章多次覆蓋方法5.1

多次覆蓋的一些基本概念5.1.4共反射點時距曲線方程M:共中心點R：共發(fā)射點共反射點道集－－－D1,D2,D3,…道一點O1激發(fā)，多道接收-－－－可找到D1當(dāng)前第13頁\共有64頁\編于星期二\20點14第五章多次覆蓋方法5.1

多次覆蓋的一些基本概念5.1.4共反射點時距曲線方程當(dāng)前第14頁\共有64頁\編于星期二\20點15

共反射點時距曲線

共炮點時距曲線

只反映界面上一個點

t0是共中心點的垂直時間反映的是一段反射界面

t0是激發(fā)點的垂直時間當(dāng)前第15頁\共有64頁\編于星期二\20點16第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理疊加原理(StackPrinciple)：它是利用有效波(Signal)(一次反射波)和干擾波(Noise)(多次反射波)經(jīng)正常時差校正(NormalMoveoutCorrection)后，存在著剩余時差(ResidualMoveout)的差異，來突出(Strengthen)有效波(一次反射波)，壓制干擾波(SuppressNoise)(多次波)，提高資料信噪比的(RaiseDataRatioSignaltoNoise(S/N))當(dāng)前第16頁\共有64頁\編于星期二\20點17第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第17頁\共有64頁\編于星期二\20點18當(dāng)前第18頁\共有64頁\編于星期二\20點19第五章多次覆蓋方法海底面多次波當(dāng)前第19頁\共有64頁\編于星期二\20點20

全程多次波時距曲線方程及其主要特點

全程二次多次波當(dāng)前第20頁\共有64頁\編于星期二\20點21當(dāng)前第21頁\共有64頁\編于星期二\20點22

全程二次反射波時距曲線主要特點

1雙曲線2t0’=2h’/v=2h.sin2φ/(v.sinφ)=t0.2sinφcosφ/(sinφ)=2t0cosφ≈2t0

3φ’=2φ當(dāng)前第22頁\共有64頁\編于星期二\20點23

全程m次反射波時距曲線主要特點1t0m’≈mt0

2φm’=mφ當(dāng)前第23頁\共有64頁\編于星期二\20點24

多次波的剩余時差

水平疊加方法主要是利用有效波和規(guī)則干擾波之間的剩余時差來壓制干擾波。

凡是不符合上述形式的波，都按上式進(jìn)行動校正，都不一定校到to，而存在時差當(dāng)前第24頁\共有64頁\編于星期二\20點25第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差當(dāng)前第25頁\共有64頁\編于星期二\20點26第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差當(dāng)前第26頁\共有64頁\編于星期二\20點27第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差多次波剩余時差概念示意圖當(dāng)前第27頁\共有64頁\編于星期二\20點28第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第28頁\共有64頁\編于星期二\20點29第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第29頁\共有64頁\編于星期二\20點30第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第30頁\共有64頁\編于星期二\20點31第五章多次覆蓋方法共中心點不是共反射點當(dāng)前第31頁\共有64頁\編于星期二\20點32第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第32頁\共有64頁\編于星期二\20點33第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第33頁\共有64頁\編于星期二\20點34第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差共反射點時距曲線(CommonReflectPointTimeDistanceCurve)：(雙曲線hyperbola)由于各接收點炮檢距不同---即各道之間存在著正常時差(ExistinNormalMoveout)。當(dāng)前第34頁\共有64頁\編于星期二\20點35第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差由于各接收點旅行時不同，所以疊加前必須進(jìn)行動校正(校正到共中心點M處的反射時間)，這樣才可達(dá)到同相疊加，否則，疊加后能量將變?nèi)?非同相疊加)。當(dāng)前第35頁\共有64頁\編于星期二\20點36第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差動校正時將產(chǎn)生兩種情況(結(jié)果)：TwoResults(1)正常時差正好被校正掉，雙曲線變成直線(t=t0直線)，不存在相位差(剩余時差)，疊加為同相疊加，結(jié)果振幅增強(qiáng)(一次反射波)。(2)正常時差校正不完全，雙曲線變成曲線(不是直線)，各道間仍有相位差(存在剩余時差ExistinResidualMoveout)，疊加為不同相疊加，結(jié)果振幅變小(多次波，隨機(jī)干擾)。注意：共反射點疊加法就是利用了這個特點當(dāng)前第36頁\共有64頁\編于星期二\20點37第五章多次覆蓋方法5.2

多次覆蓋壓制多次波的原理2多次波的剩余時差特點(Character)1、剩余時差是二次曲線(拋物線)；2、剩余時差與X2成正比，即各疊加道剩余時差是不同的，疊加時為不同相疊加，總有一部分能量抵消，所以，疊加后能量總振幅小于單個能量振幅，從而壓制了多次波。當(dāng)前第37頁\共有64頁\編于星期二\20點38第五章多次覆蓋方法5.3

多次疊加的特性5.3.1多次疊加的特性：當(dāng)前第38頁\共有64頁\編于星期二\20點39第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第39頁\共有64頁\編于星期二\20點40第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第40頁\共有64頁\編于星期二\20點41第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第41頁\共有64頁\編于星期二\20點42第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第42頁\共有64頁\編于星期二\20點43第五章多次覆蓋方法1.通放帶：a1=0.707，a<a12.壓制帶：低值區(qū)，平均值為1/n，ac<a<ac′，即波落入壓制帶就能得到最好的壓制。在壓制帶內(nèi)的極值成為三次極值P3，P3越大，壓制效果越差。3.二次極值帶：在壓制帶之后有一個二次極值帶，當(dāng)干擾波落入二次極值帶，壓制效果就會不好。因此選擇參數(shù)時就使干擾波不落入二次極值帶。也就是說道間距不能過大，在必須使用大道間距時，應(yīng)增加覆蓋次數(shù)，以降低二次極值。當(dāng)前第43頁\共有64頁\編于星期二\20點44第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第44頁\共有64頁\編于星期二\20點45第五章多次覆蓋方法5.4

多次疊加的相位特性在地震勘探中討論各種系統(tǒng)的特性時，主要討論系統(tǒng)的振幅特性，因為它關(guān)系到對有效波加強(qiáng)程度和對干擾波壓制的程度。而相位特性的重要性小些。在地震勘探中，對有效波，振幅特性數(shù)值大，相位特性最好為0或某個已知的定值。對于干擾波，振幅特性數(shù)值?。ㄗ詈脼?），相位特性一般無特殊要求，但最好是無規(guī)律，使干擾波不以同相軸形式出現(xiàn)。當(dāng)前第45頁\共有64頁\編于星期二\20點46第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：當(dāng)前第46頁\共有64頁\編于星期二\20點47第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：當(dāng)前第47頁\共有64頁\編于星期二\20點48第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：當(dāng)前第48頁\共有64頁\編于星期二\20點49第五章多次覆蓋方法當(dāng)前第49頁\共有64頁\編于星期二\20點50第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：多次波經(jīng)過疊加被削弱，但不能被消除，即還會有殘余的波形存在，這種殘余波形仍會以同相軸的形式出現(xiàn)，但在同一疊加段內(nèi)分成了幾段互相錯開。多分開的段數(shù)和錯開的相位差與觀測系統(tǒng)及波形的特點有關(guān)。當(dāng)前第50頁\共有64頁\編于星期二\20點51第五章多次覆蓋方法一般地說，各小段錯開的相位差隨觀測系統(tǒng)及波的特點而變。疊加次數(shù)越少，相位差越大；反之，疊加次數(shù)越大，相位差越小。因此應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)覆蓋次數(shù)增加到12次甚至更大時，多次波振幅雖然大大減小了，但同相性卻增加了。當(dāng)前第51頁\共有64頁\編于星期二\20點52第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：1：一次波，相位為零，與中心點相位一致，對水平層，同相軸變成直線。2：多次波，需根據(jù)觀測系統(tǒng)用不同的參數(shù)來計算相位特性曲線，定性說明：多次波疊加后，受到壓制，但不能消除，有殘余波形存在，分成若干段，相互錯開。當(dāng)前第52頁\共有64頁\編于星期二\20點53第五章多次覆蓋方法5.5

多次疊加的頻率特和統(tǒng)計效應(yīng)5.5.1疊加的頻率特性：1：多次疊加對多次波起低通濾波作用；2：q一定時，x減小，f1、fm、fc增大，x增大，f1、fm、fc減??；當(dāng)前第53頁\共有64頁\編于星期二\20點54第五章多次覆蓋方法5.5.2多次覆蓋的統(tǒng)計效應(yīng)共反射點疊加法，另一個重要的作用就是壓制隨機(jī)干擾，且壓制隨機(jī)干擾的效果優(yōu)于組合法。壓制隨機(jī)干擾的原理與組合法相同，利用的是疊加的統(tǒng)計效應(yīng)。當(dāng)覆蓋次數(shù)n足夠大，對隨機(jī)干擾只增強(qiáng)倍，而有效波增強(qiáng)n倍，因此，多次覆蓋后信噪比提高為原來的倍。注意：n次覆蓋的統(tǒng)計效應(yīng)要比n個檢波器組合的好。因為多次覆蓋時共中心點道集中各疊加道的隨機(jī)干擾獨立性更強(qiáng)。當(dāng)前第54頁\共有64頁\編于星期二\20點55第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇1、△X的選擇X增大，通過帶變窄，壓制帶左移，有利于與一次波速度相近的多次波；X過小，起不到壓制多次波的效果。X過大，動校正不準(zhǔn)時，使一次波受到壓制；同時，出現(xiàn)空間假頻。當(dāng)前第55頁\共有64頁\編于星期二\20點56第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇2、X1的選擇X1增大的優(yōu)點:通過帶變窄,壓制區(qū)極值變小,壓制多次波效果好。缺點:排列加長,遠(yuǎn)道動校正后易產(chǎn)生崎變,同時得不到淺層信息。當(dāng)前第56頁\共有64頁\編于星期二\20點57第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇3、n的選擇優(yōu)點：壓制多次波效果好缺點：對動校正速度精度要求高當(dāng)前第57頁\共有64頁\編于星期二\20點58第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇4、選擇觀測系統(tǒng)的原則1）根據(jù)地下地質(zhì)情況、地質(zhì)任務(wù)和干擾波的特點來選擇觀測系統(tǒng)。若工區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育、多次波的干擾不太嚴(yán)重，則應(yīng)以中間放跑或較短排列的單邊或雙邊端點放跑的觀測系統(tǒng)來進(jìn)行工作。2）必須確保有效波處于通放帶，干擾波落入壓制帶，這是多次覆蓋是否有效的必要條件。3）經(jīng)濟(jì)原則。在保證地質(zhì)任務(wù)，保證資料質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能用低覆蓋次數(shù)、大道間距、大排列來有效地完成任務(wù)。當(dāng)前第58頁\共有64頁\編于星期二\20點59第五章多次覆蓋方法

5.7影響疊加效果的一些因素FactorsAnalysisAffectCommonReflectPointStackEffect

共反射點多次覆蓋效果的好壞取決于動靜校正后一次波是否能同相疊加，多次波等干擾波是否非同相疊加。5.7.1動校正速度選取不準(zhǔn)確的影響ErrorofNormalMoveoutCorrectiontoStackEffectAffect

由前分析可知，疊加效果好壞，關(guān)健是動校正量求得是否準(zhǔn)確(動校正速度是否準(zhǔn)確)。Δtn=x2/(2t0v2)1.速度準(zhǔn)確→求出的動校正量準(zhǔn)確→動校正后→剩余時差為0→疊加為同相疊加→疊加后，能量增強(qiáng)。當(dāng)前第59頁\共有64頁\編于星期二\20點60第五章多次覆蓋方法

5.7影響多次覆蓋效果的一些因素5.7.1動校正速度選取不準(zhǔn)確的影響2.速度偏大→求出的動校正量偏小→動校正后(校正不足)→剩余時差大于0→疊加為不同相疊加→疊加后→能量減弱。