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地震数据处理-知识点


第一章

概述

1.1 地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波 数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释。 地震数据处理主要包括地震反褶积、叠加和偏移成像三大技术。 地震反褶积是通过压缩地震子波提高地震时间分辨率; 叠加的目的是 压制随机噪声提高地震信噪比; 偏移成像包括射线偏移和波动方程偏 移两大类, 主要目的是实现反射界

面的空间归位和恢复反射界面空间 的波场特征、振幅变化和反射系数,提高地震空间分辨率和地震保真 度。 1.2 地震数据处理包括预处理、常规处理和特殊处理三个阶段。 常规处理包括反褶积、叠加和偏移三大技术。 预处理是把野外数据格式转换成适合计算机处理的格式并对数据做 相应编辑和校正。 它包括数据解编、 格式转换、 编辑、 几何扩散校正、 建立野外观测系统和野外静校正等。 数据解编: 把按时分道的数据记录方式变换成按道分时的数据记录方 式。 道编辑:噪音道、带有瞬变噪音的道或单频信号道都要删除;极性反 转的道要改正。 几何扩散校正:通过给数据加一增益恢复函数,以校正波前(球面) 扩散对振幅的影响。 野外静校正:对路上资料,把所有炮点和接收点位置均校正到一个公 共基准面上,以消除高程、低降速带和井深对旅行时的影响。

反褶积的基础是最佳维纳滤波。 特殊处理主要包括 T-P 变换、小波变换、三维叠前深度偏移、子波处 理、属性分析和反演等。 T-P 变换:将偏移距-时间域变换到射线参数-截距时间域,可用来压 制面波和多次波。 小波变换:小波变换与多尺度分析可用于去噪、数据压缩、提高分辨 率处理、信号增强和解波动方程等。 第二章 数字滤波 2.1 滤波器可以分为模拟滤波器和数字滤波器 采样定理 时域实参数的滤波器,其频率振幅谱是偶对称的,而相位谱是奇对称 的。 一个滤波器如果是稳定的,这是指当输入信号为有限信号时,其输出 也是有限信号。 最小相位,在时间域中也称最小能量延迟,在频率域则常称为最小相 位滞后。 纯振幅滤波器也称零相位滤波器。又称为理想滤波器。 2.2 理想滤波器常设计成四种类型:低通滤波器、带通滤波器、带陷 滤波器和高通滤波器。 傅氏变换有离散傅氏变换 DFT 和快速傅氏变换 FFT。 时间域滤波有两种:褶积滤波和递归滤波。 褶积结果的长度:设输入 x(t)是 M 个点,滤波因子 h(t)为 N 个点,则

滤波结果为 L=M+N-1 个点。 数字滤波的特性:特殊性一是离散性。特性二有限性。这两种特性导 致伪门和吉布斯现象。 离散采样会产生伪门, 为了避免伪门的影响, 应选择合适的采样间隔, 一般采样间隔越小,伪门出现出的频率越高。 如果是连续函数,就不会出现吉布斯现象。 2.3 抽样定理 第三章 反褶积 3.1 反褶积的主要作用是压缩地震子波、提高地震资料的分辨率,从 而提高资料解释的精度,另外,反褶积还可以消除短周期鸣震和其它 多次波得干扰,突出有效波,提高地震资料的信噪比。 3.2 托布里兹矩阵的特点是各元素为实型值,对角线元素相等,其它 元素对称于对角线。 3.3 期望输出是脉冲的反褶积成为脉冲反褶积 反射系数为白噪的假设条件下, 地震记录的自相关就是地震子波的自 相关。 3.4 预测步长为 1 的预测反褶积称为“一步线性预测误差反滤波” , 也就是最小平方脉冲反滤波。 为了消除多次波,如海上鸣震,取预测步长 l=t。在实际地震剖面中, t 有时不易观测。这时,通常要做地震记录的自相关,把自相关函数 的第一或第二个过零点的时间做为 t 值。 3.5 对子波的相位进行处理, 然后再做反褶积, 成为子波整形反褶积。

子波的相位通常有三种,即最小相位、混合相位和最大相位。 (1)陆上可控震源子波因是通过自相关处理得到的,所以是零相位 的; (2)零相位子波,比其它相位子波的分辨率高。 相位对反褶积精度的影响: (1)子波振幅谱相同时,最小相位子波对 期望输出为零延迟脉冲的反褶积,误差最小; (2)在子波为混合相位 和最大相位时,期望输出的相位应与子波的相位匹配,有一个最佳延 迟,只有这样才能得到合适的反褶积结果。 3.7 反褶积之前,必须先进行去噪声处理,去除面波以及各种规则干 扰;同时要做好各种振幅恢复补偿处理。 3.8 由于地层的吸收作用, 地震波经过地层传播后, 能量被衰减损耗, 频率变低。 因此, 为恢复地震波原来的能量, 处理时必须做吸收补偿, 即 Q 补偿。 Q 因子反应的就是能量损耗的比率。 谱白化是一种展宽频谱的方法。不过它不改变子波的相位谱,是一种 “纯振幅”的滤波过程。谱白化处理可以在频率域中完成,也可以在 时间域里进行。 第四章 速度分析、动静校正和叠加 4.1 速度谱的原理是测量速度与零炮检距双程时间信号的想干性,基 本做法是沿着双曲线轨迹在一个小时窗 (通常在信号主周期的一半到 一倍之间)内计算 CMP 道集信号的相干关系。在速度谱上根据有用 同相轴出现的时间,挑选出产生相干性最高的速度函数,把它解释为 叠加速度。

在野外,对估计出来的风化层和高层变化所做的初步校正,称为野外 静校正。 4.3 用均方根速度进行动校正,动校正结果出现了频率畸变,尤其是 对浅层的大炮检距,这就是所谓的 NMO 拉伸。 限制速度估算的精度和分辨率的因素: (1)排列长度(2)叠加次数 (3)S/N 比; (4)拉伸切除; (5)时窗宽度; (6)速度采样密度; (7) 相干属性量的选择; (8)对双曲线正常时差的偏离度(9)数据的频 谱宽度。 4.4 剩余静校正方法的假设条件: (1)同一炮点在低速带中入射的时 间与入射角无关,即可认为在低速带中都是垂直入射的。 (2)由于地形起伏及低速带变化所引起的炮点(或接收点)的剩余 静校正量是随机的,其均值为零。 剩余静校正参数的选择: (1)相关时窗一般以波组长度为宜。 (2)最 大剩余静校正量的选择相当于半个相位。 相关时窗的选择应: (1)尽量多包含有效信号,以提高相关值。 (2) 尽量大一些,并且取在切除带以外。 第五章 偏移成像 5.1 下行波即入射波,上行波即反射波 爆炸反射面: 在地面上观测到的反射波可以认为是在反射界面上同时 激发地震波在地面上观测的结果。 也就是自激自收地震剖面又与在反 射界面上同时爆炸产生地震波,并以半速向外传播,在地面上观测到 的上行波是等价的。


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