1、2020/9/24,1,地震數(shù)據(jù)處理過程一般分三個(gè)階段: 預(yù)處理、參數(shù)提取和分析、資料處理。處理的最終結(jié)果是得到供解釋用的水平疊加時(shí)間剖面或疊加偏移時(shí)間剖面。 第一節(jié) 預(yù)處理 一、數(shù)據(jù)解編 野外磁帶記錄數(shù)據(jù)是按時(shí)序排列的，即依次記下每道的第一個(gè)采樣值，,第五章 地震數(shù)據(jù)處理,2020/9/24,2,各道記完后，再依次記下各道的第二個(gè)采樣值，依此類推。 在數(shù)據(jù)處理中，將按時(shí)序排列的形式轉(zhuǎn)換為按道序排列(即第一道的所有數(shù)據(jù)都排在第二道之前，使同一道數(shù)據(jù)都排放在一起)這種預(yù)處理稱為數(shù)據(jù)解編或重排。,數(shù)據(jù)處理,2020/9/24,3,二、編輯 在地震數(shù)據(jù)采集中，由于施工現(xiàn)場復(fù)雜，外界干擾大，難免出現(xiàn)一

2、些不正常道和共炮點(diǎn)記錄，這些記錄信噪比低，如果參與疊加處理會嚴(yán)重影響處理效果。,2020/9/24,4,在正式處理之前，需要對這些不正常的記錄進(jìn)行編輯處理，例如對信噪比很低的不正常道進(jìn)行充零處理，發(fā)現(xiàn)極性反轉(zhuǎn)的工作道對它們進(jìn)行改正等。 另外，還要顯示有代表性的記錄并觀察初至同相軸，以便進(jìn)行初至切除。,2020/9/24,5,切除是為了消除包括噪聲的記錄開始部分所存在的高振幅，這樣做對避免以后處理時(shí)出現(xiàn)的疊加噪聲有好處。切除的方法就是用零乘需要切除的記錄段。,2020/9/24,6,抽道集也叫共深度點(diǎn)選排，是把具有相同炮檢距點(diǎn)的記錄道排成一組，按共深度點(diǎn)號次序排在一起。抽道集處理后，磁帶上記錄的

3、次序是以共深度點(diǎn)號（CDP)為次序的記錄，以后所有的處理都將方便地以共深度點(diǎn)格式進(jìn)行。,三, 抽道集,2020/9/24,7,在野外數(shù)據(jù)采集過程中，為了使來自不同深度信號的能量能夠以一定的水平記錄在磁帶上，數(shù)字地震儀采用了增益控制，對淺層信號放大倍數(shù)低，深層信號放大倍數(shù)高。對經(jīng)過增益控制的地震記錄恢復(fù)到地面檢波器接收到的振幅值的處理稱為增益恢復(fù)。,四 、真振幅恢復(fù)處理,2020/9/24,8,數(shù)字儀對信號進(jìn)行增益控制時(shí)的增益指數(shù)己記錄在記錄格式的階碼上，因此增益恢復(fù)的公式為 A= A0 /2n 其中A0為記錄到的采樣值，A為地面檢波器接收到的增益控制前的振幅值，n為階碼 (即增益指數(shù))。,20

4、20/9/24,9,球面擴(kuò)散是當(dāng)波離開震源時(shí)由于波前擴(kuò)散造成的振幅衰減，能量發(fā)生擴(kuò)散，波的強(qiáng)度減小，而波場的總能量不變。如果介質(zhì)是各向同性的，則能量衰減與傳播距離的平方成反比。通常速度都是隨深度的增加而增加.非彈性衰減是彈性能量由于摩擦而耗散為熱的吸收的結(jié)果，波動(dòng)能量消失。,2020/9/24,10,參數(shù)提取與分析的目的是為尋找在常規(guī)處理或其他處理中常用的最佳處理參數(shù)，以及有用的地震信息，如頻譜分析、速度分析、相關(guān)分析等。這類數(shù)字處理還可為校正與偏移及各種濾波等處理提供速度和頻率信息，并可以自成系統(tǒng)處理出相應(yīng)的成果圖件，如頻譜、速度譜，通過相關(guān)分析進(jìn)行相關(guān)濾波等。,第二節(jié) 參數(shù)提取與分析,20

5、20/9/24,11,地震勘探所得到的記錄中包含有效波和干擾波，這些波之間在頻譜特征上存在很大差別。為了解有效波和干擾波的頻譜分布范圍，需要對隨時(shí)間變化的地震記錄訊號進(jìn)行傅里葉變換，得到隨頻率而變化的振幅和相位的函數(shù)，（地震記錄的頻譜振幅譜和相位譜）。對地震波形函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換求取頻譜的過程叫頻譜分析。,一、頻譜分析,2020/9/24,12,1面波頻譜的峰值低于有效波，聲波頻譜峰值偏高，與有效波的頻譜范圍有較寬的重疊; 2微震干擾波的頻帶較寬; 3有些規(guī)則干擾波與有效波頻譜差異不大，如淺層記錄中的外界相干干擾波和多次波 4.橫波與縱波相比頻譜峰值低，頻帶窄; 5 高速薄層反射波頻譜相對厚層

6、要偏高;,2020/9/24,13,6大炸藥量激發(fā)比小炸藥量激發(fā)頻譜要偏低，小炸藥量激發(fā)比錘擊頻譜要寬; 7.反射波的頻率隨著低降速帶厚度的增加而降低。當(dāng)?shù)退賻л^薄或表層速度較高時(shí)，獲得的反射波頻率較高。,2020/9/24,14,速度參數(shù)在淺層地震資料的數(shù)據(jù)處理和解釋中是非常重要的參數(shù)，例如校正、疊加和偏移都需要知道速度。,二、速度分析,2020/9/24,15,圖4.6-36 可控震源野外記錄的相關(guān)處理,2020/9/24,16,另外速度參數(shù)可提供關(guān)于構(gòu)造和巖、土性質(zhì)有價(jià)值的信息，例如構(gòu)造探查要了解地下反射界面的分布，實(shí)質(zhì)上是波阻抗參數(shù)的地下分布，巖性探查要得到地下巖性的分布，更與各種巖性

7、參數(shù) (例如速度、吸收系數(shù)、泊松比等)的提取有關(guān)。,2020/9/24,17,由于地下介質(zhì)的復(fù)雜性，故參數(shù)提取是一個(gè)十分復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，只能用一些簡化的方法和近似的假設(shè)條件來求取。 所用方法不同，可得到不同定義的速度參數(shù)。地震速度分析中普遍采用速度譜分析和速度掃描技術(shù)，得到平均速度、均方根速度、層速度等速度參數(shù)。,2020/9/24,18,設(shè)共反射點(diǎn)道集內(nèi)有N個(gè)記錄道，其炮檢距分別為x1，x2，xn ，各個(gè)記錄道對應(yīng)的正常時(shí)差分別為t1，t2，tn ，炮檢距為xi的第i個(gè)記錄道的正常時(shí)差為,（一）速度譜分析的原理和制作方法,2020/9/24,19,可見對于給定的炮檢距，正常時(shí)差ti是垂直反

8、射時(shí)間t0和疊加速度vs的函數(shù)，因而從反射波正常時(shí)差t的分析中 可以提供均方根速度的信息，這就 是速度分析的基礎(chǔ)。,2020/9/24,20,在速度分析中，常用的方法是速度譜和速度掃描。速度譜的概念是從頻譜的概念借用而來的，頻譜表示波的能量相對頻率的變化規(guī)律，人們就將地震波的能量相對速度的變化稱為速度譜。 根據(jù)動(dòng)校正原理，選取一系列試驗(yàn)速度分別代入 (4216)求取正常時(shí)差ti，,2020/9/24,21,波時(shí)距曲線進(jìn)行動(dòng)校正，看其校正以后雙曲線形狀的同相軸是否變成t=t0的水平同相軸，如果變成水平同相軸，則所采用的速度就是最佳疊加速度. 衡量同相軸是否被拉平，可以選擇不同的判別準(zhǔn)則，如果以共

9、反射點(diǎn)波組疊加波形的能量來判別，則當(dāng)選用速度合適時(shí)，同相軸被拉平。,速度譜分析,2020/9/24,22,形成同相位疊加，疊加波形的能量為最大。按這一原理設(shè)計(jì)的速度譜稱為疊加速度譜。 為求取地震波的疊加速度，可以根據(jù)地區(qū)的地質(zhì)情況和有關(guān)資料，大致估計(jì)在某一t0時(shí)的速度變化范圍為v1 ,v2 ,vm ,將每一速度代入 (4.2.16)式計(jì)算每道的正常時(shí)差ti, 做動(dòng)校正，然后把動(dòng)校正后的各道記錄振幅按下式疊加，得相應(yīng)的平均振幅,2020/9/24,23,圖 4.2-4 用多次覆蓋資料計(jì)算速度譜原理圖,2020/9/24,24,圖4.2-5 計(jì)算疊加速度譜的網(wǎng)絡(luò),2020/9/24,25,圖4.2

10、-6 三維顯示形式的速度譜,2020/9/24,26,速度掃描是用一組試驗(yàn)速度分別對單張 (CDP)道集記錄或單次覆蓋共炮點(diǎn)記錄作速度掃描動(dòng)校正，即一次用一個(gè)試驗(yàn)速度對整張記錄上的所有波組進(jìn)行動(dòng)校正 (恒速動(dòng)校正)，得到一張校正后的記錄。 當(dāng)所用的某一試驗(yàn)速度正好與某一t0時(shí)間所對應(yīng)的真實(shí)速度一致時(shí)，此t0時(shí)刻的同相軸,（二）速度掃描,2020/9/24,27,會變得平直，其他同相軸或者上彎 (速度過高，校正不足)，或者下彎 (速度過低，校正過量)。尋找各試驗(yàn)速度校正記錄上的平直同相軸，可以得到不同t0時(shí)間處反射波的速度。由速度掃描獲得的速度是疊加效果較好的速度. 它適用于地質(zhì)條件復(fù)雜得不到好

11、速度譜的地區(qū)，但處理費(fèi)時(shí)長，成本高。,2020/9/24,28,由于通過速度掃描或速度譜求出的速度反映了疊加效果的好壞，一般稱之為疊加速度 vs 實(shí)質(zhì)上它表示用雙曲線擬合有效波時(shí)距曲線時(shí)，擬合效果最好的速度，故也稱之為雙曲線擬合速度。,2020/9/24,29,(三)各種速度之間的關(guān)系 在水平層狀介質(zhì)中，波沿某一條射線傳播時(shí)，它傳播的總路徑與總時(shí)間之比就是射線速度vr ,2020/9/24,30,式中hi 為第i層厚度，p為射線參數(shù)。這是沿一條射線取平均算出的速度。射線不同，vr 也不同。由于射線速度不僅考慮了波在界面的“偏折效應(yīng)”，同時(shí)也考慮了橫向不均勻的影響， 1. 射線速度比其他速度更精

12、確； 2. 當(dāng)射線參數(shù)p為零 (或炮檢為零)時(shí)的射線速度即平均速度，,2020/9/24,31,因此射線速度大于等于平均速度; 3. 炮檢距為無窮大時(shí)的射線速度等于水平層狀介質(zhì)中最高速度層的速度。 4. 由于均方根速度是等效均勻?qū)拥淖罴焉渚€速度，它也考慮了射線在界面的 “偏折效應(yīng)”， 它總是大于平均速度。,2020/9/24,32,5. 水平層狀介質(zhì)情況下，炮檢距不太大時(shí)的疊加速度就是均方根速度; 6. 對于單層均勻介質(zhì)，疊加速度就是介質(zhì)的真速度；在傾斜界面情況下，疊加速度是等效速度（均方根速度除以界面傾角之余炫）,2020/9/24,33,1迪克斯（Dix）公式 水平層狀介質(zhì)情況下，疊加速度

13、就是均方根速度，因此迪克斯（Dix）公式就是由均方根速度求層速度的公式。,（四）層速度的計(jì)算,2020/9/24,34,對于傾斜地層，疊加速度就是等效速度，Dix公式寫為,2020/9/24,35,第五節(jié) 校正和疊加處理,一、野外靜校正 包括井深校正、地形校正、低速帶校正。見圖,2020/9/24,36,靜校正示意圖,2020/9/24,37,進(jìn)行野外靜校正處理時(shí)，首先對共深度點(diǎn)道進(jìn)行選排，找出每一道的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的位置，求出相應(yīng)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的t靜校正值，可以從井口記錄道上直接讀出，稱為井口值。因波從O向下傳播少用了時(shí)間T，校正時(shí)要把此值加到波的旅行時(shí)間中.,靜校正處理,2020/9/24,3

14、8,1井深校正 井深校正是將激發(fā)源0的位置由井底校正到地面0j (見圖)，其方法有二:,2020/9/24,39,1)在井口埋置一井檢波器，記錄直達(dá)波由0傳至地面0j 的時(shí)間j ，即井深校正值，又稱為井口時(shí)間。 2)用已知的表層參數(shù)及井深數(shù)據(jù)，按下式計(jì)算井深校正量,2020/9/24,40,式中V0是低速帶波速，V為基巖波速，h0+hj為炮井中低速帶厚度，h是基巖中炸藥埋置深度。 因?yàn)榫钚Ｕ偸窍驎r(shí)間增大的方向校正，故此式前面取負(fù)號。,2020/9/24,41,2地形校正 地形校正是將測線上位于不同地形處的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)校正到基準(zhǔn)面上。如圖6.4-5所示，炮點(diǎn)地形校正量為,地形校正,2020/

15、9/24,42,而檢波點(diǎn)地形校正量是,此道 (第j炮第l道)總的地形校正量為,2020/9/24,43,地形校正量有正有負(fù)，通過h0 、hs 的正負(fù)體現(xiàn)出來。通常規(guī)定當(dāng)測點(diǎn)高于基準(zhǔn)面時(shí)為正，低于基準(zhǔn)面時(shí)為負(fù),2020/9/24,44,3低速帶校正 低速帶校正校正是將基準(zhǔn)面下的低速層速度用基巖速度代替。 求取低速帶校正量的公式在炮點(diǎn)處為 :,低速帶校正,2020/9/24,45,在檢波點(diǎn)處為,故此道總的低速帶校正量為,2020/9/24,46,因?yàn)榛鶐r速度大于低速帶速度，低速帶校正量總是正的,第j炮第l道的總的校正量為,2020/9/24,47,(3)靜校正的實(shí)現(xiàn) 由于靜校正值有正有負(fù)，校正時(shí)則

16、使記錄道樣值可能向前(向小時(shí)間方向)或向后(向大時(shí)間方向)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中搬家。,2020/9/24,48,如果記錄校正值為+4個(gè)采樣間隔，則該道記錄全部樣值要向前般動(dòng)四個(gè)單元，搬動(dòng)時(shí)要從小時(shí)間的樣值開始并依次搬，記錄道最前面的四個(gè)樣值校正后被沖掉，,靜校正,2020/9/24,49,地震道的記錄樣式,2020/9/24,50,結(jié)果第一個(gè)樣值就是原記錄道上的第五個(gè)樣值，然后把尾部的四個(gè)單元沖零。 當(dāng)靜校正值是-4個(gè)采樣間隔時(shí)，則該記錄道的全部樣值要依次向后面搬動(dòng)四個(gè)單元，,2020/9/24,51,開始搬時(shí)將倒數(shù)第五個(gè)樣值搬到最后，并倒序依次向后搬，結(jié)果原記錄上的最后四個(gè)樣值沖掉，把最前面的四個(gè)

17、單元充零。對于不滿一個(gè)采樣間隔的校正量則由插值濾波實(shí)現(xiàn)校正。 由于對于同一道地震記錄，靜校正值相同，這便是靜校正中“靜”的含義。,2020/9/24,52,1動(dòng)校正處理就是把炮檢距不同的各道上來自同一界面、同一點(diǎn)的反射波到達(dá)時(shí)間，校正為共中心點(diǎn)處的回聲時(shí)間；動(dòng)校正就是正常時(shí)差校正，對于共炮點(diǎn)道集和共深度點(diǎn)道集均可進(jìn)行；,二、動(dòng)校正,2020/9/24,53,2目的：消除炮檢距變化的影響, 實(shí)現(xiàn)同相位疊加； 3記錄道的動(dòng)校正量計(jì)算,2020/9/24,54,式中tij 表示第i個(gè)界面第j道的動(dòng)校正量，t0i 為共中心點(diǎn)處第i個(gè)界面一次波的自激自收時(shí)間，tij 是炮檢距為xj 的第j道上第i個(gè)界面

18、的一次反射波到達(dá)時(shí)間，v(t0i )是t0i 時(shí)刻的波速，j=1,2,N, N是共反射點(diǎn)道集的總道數(shù),動(dòng)校正,2020/9/24,55,4.對于任一道記錄來說，深淺層反射波的動(dòng)校正量不同，淺層波組的動(dòng)校正量大于深層波組的動(dòng)校正量。這就是動(dòng)校正中“動(dòng)”的含義。 5.動(dòng)校正方法是將一道中所有樣值分為若干組進(jìn)行“搬家”，組內(nèi)動(dòng)校正量具有相同的整數(shù)倍采樣間隔，不同組校正量不同。,2020/9/24,56,6. 合適的動(dòng)校正量取決于動(dòng)校正速度函數(shù)，當(dāng)動(dòng)校正量合適時(shí)，能夠把共反射點(diǎn)道集內(nèi)反射波旅行時(shí)間校正為雙程垂直旅行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)同相位疊加。圖4.5-1表示了動(dòng)、靜校正對一個(gè)CDP道集的影響。 7動(dòng)校正引起波形拉伸，淺層波組拉伸現(xiàn)象比較嚴(yán)重。,2020/9/24,57,圖4.5-1 靜校正、動(dòng)校正對一個(gè)CDP道集的影響,2020/9/24,58,圖4.5-2 動(dòng)校正過程中的波形拉伸,校正前波形由t1-t2,校正后被拉伸到t01-t02,2020/9/24,59,圖4.5-2中A(t)表示動(dòng)校正前的記錄，A(t)表示動(dòng)校正后的記錄。對比t1 和t2 時(shí)刻到達(dá)的兩個(gè)反射波，應(yīng)分別向前挪動(dòng)t1 和t2 ，校正到t01 和t02 的位置。,動(dòng)校正,2020/9/24,60,顯然，校正后的波形被拉長，因此動(dòng)校正總是將反射波形拉伸，使反射波的視頻率