地球物理勘探11-第六節(jié)-多次覆蓋技術(shù)課件

1、地球物理系 王永剛地震資料采集方法與技術(shù)地球物理勘探課 程 內(nèi) 容 第1章 緒論 第2章 地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)理論 第3章 地震資料采集方法與技術(shù) 第4章 地震波速度 第5章 地震資料解釋的理論基礎(chǔ) 第6章 地震資料構(gòu)造解釋第一節(jié) 野外工作概述 第二節(jié) 野外觀測系統(tǒng) 第三節(jié) 地震波的激發(fā)和接收 第四節(jié) 低(降)速帶測定和靜校正 第五節(jié) 地震組合法 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 第3章 地震資料采集方法與技術(shù)第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 一、共反射點(diǎn)時(shí)距曲線方程二、多次反射波的特點(diǎn)三、多次疊加特性分析四、影響疊加效果的因素分析第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 多次覆蓋(multiple coverage)技術(shù)最早是由梅恩（M

2、ayne，1962）提出的，其基本思想是按照一定的觀測系統(tǒng)對(duì)地下某點(diǎn)的地質(zhì)信息進(jìn)行多次觀測，保障原始記錄質(zhì)量。 在野外采用多次覆蓋的觀測方法，在室內(nèi)將野外觀測的多次覆蓋原始記錄，經(jīng)過抽取共中心點(diǎn)（CMP）或共深度點(diǎn)（CDP）或共反射點(diǎn)（CRP）道集記錄、速度分析、動(dòng)靜校正、水平疊加等一系列處理的工作過程，最終得到能基本反映地下地質(zhì)形態(tài)的水平疊加剖面或相應(yīng)的數(shù)據(jù)體，這一整套工作稱為共反射點(diǎn)疊加法，或簡稱為水平疊加(horizontal stacking)技術(shù)。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 一次覆蓋與多次覆蓋疊加剖面的處理效果比較 從概念上講,多次覆蓋技術(shù)與水平疊加技術(shù)有所差異,多次覆蓋技術(shù)主要側(cè)重于野

3、外資料采集的觀測方法,得到的是后續(xù)資料處理和反演的基礎(chǔ)資料,即按一定觀測系統(tǒng)激發(fā)并接收記錄下來的原始共炮點(diǎn)(CSP)記錄;而水平疊加技術(shù)則涉及到室內(nèi)資料處理的一系列工作過程。一、共反射點(diǎn)時(shí)距曲線方程1、多次覆蓋 多次覆蓋的做法:要了解界面上R點(diǎn)的情況,分別在O1點(diǎn)激發(fā)、D1點(diǎn)接收,O2激發(fā)、D2接收等等,并須滿足炮點(diǎn)到M點(diǎn)和M點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離相等。如果界面水平,則R點(diǎn)在地面的投影M點(diǎn)(共中心點(diǎn))正好位于炮檢中點(diǎn)。這就保證了每次觀測到的反射波都是來自R點(diǎn)反射,即共反射點(diǎn),而來自R點(diǎn)的各道就組成了一個(gè)共反射點(diǎn)道集。 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 水平界面的共反射點(diǎn)道集和時(shí)距曲線 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法

4、第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 六次覆蓋的觀測系統(tǒng)圖多次覆蓋：同一反射點(diǎn)重復(fù)觀測次數(shù)；基本假設(shè)條件：地下界面為水平,介質(zhì)均勻;基本思路：按照一定的觀測系統(tǒng)對(duì)地下某點(diǎn)的地質(zhì)信息進(jìn)行多次觀測；具體做法：分別在炮點(diǎn)O1,O2,O3等激發(fā)，在D1,D2,D3等接收,保證炮檢距相對(duì)于中心點(diǎn)M是對(duì)稱的；主要目的：提高觀測資料的信噪比。2、水平界面的CRP反射波時(shí)距曲線方程采用多次覆蓋方法時(shí)，在 等激發(fā)，在 等接收，雖然它們接收到的都是來自界面R點(diǎn)的反射，但是各點(diǎn)接收到反射波的傳播路程長度不同，因此傳播時(shí)間 是不一樣的。如果以各接收點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的激發(fā)點(diǎn)的距離（稱為炮檢距）x為橫坐標(biāo)；以波到達(dá)各共反射點(diǎn)（CRP）道的傳播

5、時(shí)間t為縱坐標(biāo)，就可以利用 和 作出來自反射點(diǎn)R的時(shí)距曲線。顯然水平界面的共反射點(diǎn)時(shí)距曲線方程是：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 式中x為各道的炮檢距；h0為共中心點(diǎn)M處界面的法線深度；v是界面上部均勻介質(zhì)的波速。3、傾斜界面的CMP反射波時(shí)距曲線方程 當(dāng)界面傾斜時(shí)，對(duì)稱于M點(diǎn)激發(fā)和接收所對(duì)應(yīng)的反射點(diǎn)不再是同一個(gè)點(diǎn)，也不再是共反射點(diǎn)道。但野外工作和室內(nèi)處理都仍按水平界面的情況進(jìn)行。這樣做實(shí)際上并不是真正的共反射點(diǎn)疊加，而是共中心點(diǎn)（CMP）疊加（指的是 的中心點(diǎn)M），稱之為共反射段疊加，（指的是 段），引入了共中心點(diǎn)的概念可以同時(shí)適合于水平界面和傾斜界面的情況。 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 第六節(jié) 共反射

6、點(diǎn)疊加法 傾斜界面的共中心點(diǎn)道集推導(dǎo)傾斜界面的共中心點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程示意圖D”下面推導(dǎo)傾斜界面下共中心點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程。如下圖， 是OD相對(duì)于 的鏡象， 分別是O，M，D三處的界面法線深度。 在O點(diǎn)激發(fā)時(shí)，D點(diǎn)接收到的反射波傳播時(shí)間滿足用O點(diǎn)處的界面法線深度h1表示的反射波時(shí)距曲線方程： 或找出h1與h0的關(guān)系： 得： 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 D” 上面方程中已不包含各個(gè)激發(fā)點(diǎn)的界面法線深度，它適合于所有的共中心點(diǎn)道，此即為傾斜界面共中心點(diǎn)反射波時(shí)距曲線方程。時(shí)距曲線方程中的 記作 ，且 ，表示共中心點(diǎn)M處的自激自收時(shí)間。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 4、CSP與CMP反射波時(shí)距曲線特點(diǎn) （

7、1）反射波時(shí)距曲線都是一條雙曲線； （2）極小點(diǎn)位置不同；共炮點(diǎn)： 共中心點(diǎn)：（3）物理意義上的差別：共中心點(diǎn)反射波時(shí)距曲線只反映界面上一個(gè)點(diǎn)R（界面水平時(shí)）或R點(diǎn)附近的一個(gè)小區(qū)間（界面傾斜時(shí)）的情況 ，而共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線反映的是一段反射界面的情況。在共炮點(diǎn)反射波時(shí)距曲線上這個(gè)t0反映激發(fā)點(diǎn)處反射波的垂直反射時(shí)間，在共反射點(diǎn)時(shí)距曲線上，這個(gè)t0時(shí)間代表共中心點(diǎn)M處的垂直反射時(shí)間。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 二、多次反射波的特點(diǎn)1、多次波的產(chǎn)生及類型產(chǎn)生多次波要有良好的反射界面，即反射界面的反射系數(shù)較大，這類界面有基巖面、不整合面、火成巖、地面、海水面、海底面和其他強(qiáng)反射界面。2、多次反射波的類

8、型（1）全程多次反射波在某一深層界面發(fā)生反射的波在地面又發(fā)生反射，向下在同一界面發(fā)生反射，來回多次，又稱簡單多次波。（2）短程多次反射波地震波從某一深部界面反射回來后，再在地面向下反射，然后又在某一個(gè)較淺的界面發(fā)生反射，又稱局部多次波。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 (a)全程多次反射波；(b)短程多次反射波；(c)微屈多次反射波；(d)虛反射（3）微屈多次反射波在幾個(gè)界面上發(fā)生多次反射,多次反射的路徑是不對(duì)稱的,或在一個(gè)薄層內(nèi)受到多次反射,它與短程多次波并沒有嚴(yán)格的差別。（4）虛反射進(jìn)行井中激發(fā)時(shí)，地震波能量一部分向上傳播，遇到地面再向下反射，這個(gè)波稱為虛反射,它與直接由激發(fā)

9、點(diǎn)向下傳播的地震波相差一個(gè)時(shí)間延遲，等于波從井底到地面的雙程旅行時(shí)。希臘Patras海灣典型的多次波剖面。圖中SB是海底反射，SBM1和SBM2是海底的二次、三次反射，RH是不規(guī)則侵蝕面的反射，RHM1是RH的二次反射。在SB與RH之間可以看到典型的三角洲沉積現(xiàn)象。(a)包含多次波的原始道集記錄；(b)去除多次波后反拉冬變換的記錄；(c)多次波記錄；(d)原始記錄減去多次波記錄的結(jié)果。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 2、全程多次波的時(shí)距曲線方程及其特點(diǎn)下面來推導(dǎo)全程多次波的時(shí)距曲線方程，推導(dǎo)思路為：做出一個(gè)等效界面，使這個(gè)等效界面的一次反射波相當(dāng)于原來界面的全程多次反射波；用等效界面的法線深度h、傾角

10、寫出它的一次反射波的時(shí)距曲線方程；求出等效界面的參數(shù)h、與原來的界面參數(shù)h、的關(guān)系，再代回到等效界面一次反射波時(shí)距曲線方程，就可得到原界面的全程多次反射波的時(shí)距曲線方程。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 推導(dǎo)全程多次反射波時(shí)距關(guān)系示意圖 hh第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 由圖可知：O點(diǎn)相對(duì)界面R的虛震源為O*，在B點(diǎn)發(fā)生反射，虛震源O*相對(duì)于地面的鏡像點(diǎn)為O1*，然后傳播至C點(diǎn)，在C點(diǎn)又發(fā)生反射，O1*相對(duì)于反射界面R的鏡像點(diǎn)O2*，最后在S點(diǎn)接收。由此可得：全程二次反射波的傳播路徑OABCS與OABCS完全相等。因此，在界面R上發(fā)生的全程二次反射波的傳播時(shí)間與在等效界面R上所產(chǎn)生的一次反射波旅行時(shí)是一樣的。

11、由于B與B相對(duì)于反射界面R是對(duì)稱的，所以等效界面R與地面相對(duì)于反射界面R也是對(duì)稱的。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 把R界面的全程二次波看成是等效界面R的一次反射波，由此可得其時(shí)距曲線方程為：將式 代入上式，得到：式中t是全程二次反射波的傳播時(shí)間，x是觀測點(diǎn)與激發(fā)點(diǎn)的距離。上式就是全程二次反射波時(shí)距曲線方程，它也是一條雙曲線。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 分析上式可得全程二次反射波與一次反射波之間的兩個(gè)重要關(guān)系：（1）在激發(fā)點(diǎn)O處（x0）觀測到的全程二次反射波的t0時(shí)間是： 當(dāng)界面傾角較小時(shí)， ，此時(shí)近似有 ，這是一個(gè)常用的識(shí)別近于水平界面的多次波的重要標(biāo)志t0標(biāo)志。（2）等效界面的傾角表明全程二次反射波的

12、等效界面的傾角等于一次反射界面傾角的二倍，這稱為全程多次波的傾角標(biāo)志。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 由上討論可得到全程m次反射波的時(shí)距曲線方程是：需要指出的是：由幾何學(xué)可知，界面傾斜時(shí)多次波的次數(shù)m不可能很多，因?yàn)榈刃Ы缑娴膬A角m不能大于90。從動(dòng)力學(xué)來看，由于多次波反射過程中能量逐漸減弱，多次反射的次數(shù)也不可能很多。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 3、多次波的剩余時(shí)差 把某個(gè)波按水平界面一次反射波作動(dòng)校正后的反射時(shí)間與共中心點(diǎn)處的t0m之差稱為剩余時(shí)差。 下面討論多次波剩余時(shí)差與有關(guān)參數(shù)的關(guān)系。包含多次波的CMP道集記錄動(dòng)校正前后對(duì)比第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 水平界面一次波的旅行時(shí)為：為了使多次波剩余時(shí)差公

13、式簡明扼要，對(duì)上式進(jìn)行二項(xiàng)式展開，并略去高次項(xiàng)，得：同理，多次波旅行時(shí)為：如果 ，則由 可得：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 式中 分別為多次波和一次波的正常時(shí)差， 分別為多次波和一次波的速度。 在速度隨深度增加的情況下， ，所以大多為正，動(dòng)校正后表現(xiàn)為校正不足，影響了疊加效果。通常一次剖面上剩余時(shí)差隨x的加大而增大。把 表達(dá)式中與炮檢距x無關(guān)的項(xiàng)用q代替，即令：q稱為多次波剩余時(shí)差系數(shù)，于是 表達(dá)式變?yōu)椋旱诹?jié) 共反射點(diǎn)疊加法 上式告知：多次波的剩余時(shí)差是按拋物線規(guī)律變化的，并與下列兩個(gè)參數(shù)有關(guān)：一是與炮檢距x的平方成正比；二是與界面的埋藏深度或t0時(shí)間有關(guān)，因?yàn)閝隨t0而變，而V、Vd在一定的地區(qū)

14、也隨t0而變，q總的來說是t0的函數(shù)?？梢?，各種波的剩余時(shí)差曲線都各具特點(diǎn)和規(guī)律，研究各種波的剩余時(shí)差曲線的特點(diǎn)既有利于了解突出一次反射波、壓制多次干擾波的基本原理，也有助于鑒別波的類型。三、多次疊加特性分析 討論共反射點(diǎn)多次疊加特性的思路：把多次疊加視為一個(gè)線性時(shí)不變系統(tǒng)，從分析信號(hào)在疊加前后頻譜的變化入手，進(jìn)而導(dǎo)出有關(guān)的公式。1、基本公式 設(shè)一個(gè)共中心點(diǎn)道集共n道，各道的炮檢距分別為： ，并設(shè)在各道接收到的一次波和多次波只是存在到達(dá)時(shí)間的差異，經(jīng)動(dòng)校正后的波形和能量都相同。如果地下某一共反射點(diǎn)到達(dá)地面共中心點(diǎn)M處的正常一次反射波為f(t0)，其頻譜為 ，該共中心點(diǎn)道集內(nèi)各道反射波為 是炮檢

15、距（應(yīng)該是共中心點(diǎn)M到各道的水平距離）為 道的正常時(shí)差，按照 的規(guī)律對(duì)道集內(nèi)各道的反射波進(jìn)行動(dòng)校正并疊加。對(duì)于正常的一次反射波來說，經(jīng)過動(dòng)校正后 剛好被消除，疊加后輸出結(jié)果為：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 其頻譜為：然而，對(duì)于多次反射波之類的干擾波按 規(guī)律作動(dòng)校正后仍有剩余時(shí)差 ，由于多次波速度低于同t0時(shí)刻的一次反射波的速度，所以 一般為正值，疊加后輸出結(jié)果為：其頻譜為：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 上式中 表征了多次疊加特性。我們定義它為多次疊加特性函數(shù)，即疊加后的輸出信號(hào)可以表示為：上式是標(biāo)準(zhǔn)的頻率域線性時(shí)不變?yōu)V波方程，從這個(gè)意義講，可以認(rèn)為多次疊加是線性濾波系統(tǒng)，它具有振幅特性和相位特性。K(j)

16、的模就是多次疊加的系統(tǒng)特性，即：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 從上式明顯可見，對(duì)于一次反射波來講， =0，| K(j)|=n，疊加后輸出信號(hào)振幅增強(qiáng)了n倍。對(duì)于多次波之類的干擾波， 0，| K(j)|n，疊加后相對(duì)削弱。 為了表示多次疊加后多次波相對(duì)于正常一次反射波的壓制程度，我們用疊加后多次波的振幅與疊加后一次波的振幅之比來表征疊加效果，則有：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 在此需要明確以下兩點(diǎn)： 以上討論的疊加特性公式,雖然從脈沖波f(t)出發(fā),但經(jīng)過傅立葉變換后，其結(jié)論只適用于不同頻率的簡諧波,因?yàn)橹挥泄潭骋活l率,才能得出疊加特性P()同觀測系統(tǒng)、波的剩余時(shí)差之間的明確關(guān)系。 為了既考慮到簡諧波的頻

17、率特性,又要把疊加特性公式作適當(dāng)簡化，以便于疊加特性的討論和分析，通常把P()視為參數(shù)n和變量 的函數(shù)比較合適。為此，對(duì)下式作一些簡化和變換。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 定義 為疊加參量，k是道集內(nèi)各疊加道的順序， 表示各疊加道剩余時(shí)差所占諧波周期的比數(shù)，于是疊加振幅特性公式可寫為：由于上式適用于各種波，但由于各種波的剩余時(shí)差 的變化規(guī)律不同，因而疊加參量 的變化規(guī)律也不同。為了使多次疊加的振幅特性與觀測系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)相聯(lián)系，由式 和式 ，可將k表示為：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 式中：xk是各疊加道的炮檢距，x是排列中的道間距， 稱為單位疊加參量，也就是炮檢距為一個(gè)道間距時(shí)的疊加參量；定義 于是P(

18、)表達(dá)式可寫為： 利用此式可以計(jì)算多次疊加振幅特性曲線，并對(duì)此進(jìn)行理論分析。2、多次波的疊加特性 通常，疊加特性曲線的計(jì)算分為以下3個(gè)步驟：第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 確定疊加參量與觀測系統(tǒng)中具體參數(shù)的關(guān)系在野外實(shí)行多次覆蓋觀測時(shí)，具體的多次覆蓋參數(shù)有：偏移距x1、覆蓋次數(shù)n、道間距x、炮點(diǎn)移動(dòng)距離d等。對(duì)于某個(gè)CMP道集內(nèi)任一道k（k為道集中按炮檢距由小到大排列后的道順序號(hào)）的炮檢距xk可表示為：式中： 為偏移距x1所相當(dāng)?shù)牡篱g距數(shù)目，簡稱偏移距道數(shù)； 為炮點(diǎn)或炮點(diǎn)線移動(dòng)距離d所相當(dāng)?shù)牡篱g距數(shù)目，簡稱炮點(diǎn)距道數(shù)，它與疊加道數(shù)n及儀器記錄道數(shù)N有關(guān)。所以，需確定的參數(shù)為疊加次數(shù)n、偏移距道數(shù)、炮點(diǎn)

19、距道數(shù)。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 確定橫坐標(biāo)（單位疊加參量）值值可根據(jù)波的主頻范圍、道間距的最大可能范圍以及剩余時(shí)差系數(shù)q等的具體情況來給定。以n、為參數(shù)，為變量，繪制多次疊加振幅特性曲線。下圖是n =4，=12，=3的疊加振幅特性曲線。我們以該圖為例分析疊加振幅特性曲線的特點(diǎn)。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 n=4，=12，=3的疊加振幅特性曲線從下圖可見,當(dāng)=0時(shí),P()=1,即剩余時(shí)差為零的一次波有最大的疊加幅值。當(dāng)逐漸增大時(shí),P() 值很快減小,當(dāng)=1時(shí),P()=0.707，通常認(rèn)為P()0.707表明疊加后波的振幅得到加強(qiáng)。把01的范圍稱為通放帶，1作為通放帶邊界。隨進(jìn)一步增大，特性曲線上P(

20、)為低值區(qū)，在cc范圍內(nèi)，P()的平均值 , 落在此范圍內(nèi)的多次波受到最大的壓制，即疊加后被削弱，稱此低值區(qū)為壓制帶，c和c稱為壓制帶邊界，應(yīng)該盡量設(shè)法使多次反射波落入此范圍內(nèi)。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 疊加特性曲線上出現(xiàn)二次極大值P（2）,為了防止多次波進(jìn)入此范圍,因此不宜采用過大的道間距。 通過疊加振幅特性曲線分析可見，疊加參數(shù)不同，特性曲線會(huì)有變化。如果以道間距為參量制作不同道間距的疊加特性曲線，如下圖所示，則可以看到，隨著道間距的增大，通放帶變窄，這樣有利于壓制與一次波速度相近的多次波等干擾波。但道間距也不宜過大，如果x過大，則不僅影響波的同相軸對(duì)比，而且也會(huì)使一次波產(chǎn)生剩余時(shí)差而受到壓

21、制。同時(shí)，道間距亦不能太小，太小的道間距不能壓制多次波。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 不同道間距的疊加特性曲線第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 偏移距的改變對(duì)疊加振幅特性曲線也有很大影響，如下圖所示,偏移距越大,通放帶變窄,有利于壓制與有效波速度相近的規(guī)則干擾波。但偏移距也不宜太大,如果太大則會(huì)使某些規(guī)則干擾波進(jìn)入二次極值區(qū),影響壓制干擾波的效果,同時(shí)也會(huì)損失淺層有效波。偏移距改變時(shí)的疊加特性曲線 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 疊加振幅特性曲線中壓制帶平均值的大小與疊加次數(shù)n有關(guān)，疊加次數(shù)n越大，壓制帶平均值越小，壓制效果越好。所以增大疊加次數(shù)n對(duì)于提高信噪比是有利的。但n也不能過大，因?yàn)榀B加次數(shù)越高，生產(chǎn)效率越低

22、，耗資越大。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 3、脈沖波的多次疊加特性 上面討論的公式只適用于簡諧波，實(shí)際的地震波是脈沖波，討論脈沖波多次疊加特性的基本思路是：利用波的合成與分解原理，把組成脈沖波的若干個(gè)簡諧分量的疊加特性曲線再進(jìn)行疊加即可得到脈沖波的多次疊加特性曲線。理論討論和實(shí)際試算結(jié)果表明：脈沖波的多次疊加特性曲線不存在二次通放帶，在過渡帶之后就是壓制帶，而且壓制帶與過渡帶的疊加特性幅值較簡諧波的小。n=3，=12，=4時(shí)簡諧波與脈沖波的疊加特性曲線比較 上圖是n=3，=12，=4的簡諧波與脈沖波的疊加特性曲線比較，圖中曲線是周期T30ms的簡諧波的疊加特性曲線，曲線是主周期T30ms的里克子波（

23、脈沖波）的疊加特性曲線。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 4、多次疊加的相位特性 一個(gè)系統(tǒng)的相位特性是指某一頻率為 、相位為 的簡諧信號(hào)通過系統(tǒng)后，其相位所發(fā)生的變化。地震勘探中所涉及的各種系統(tǒng)，通常有以下要求：對(duì)有效波要求振幅特性的數(shù)值盡量大，相位特性最好為零或某個(gè)確定值，因?yàn)閺馁Y料解釋的角度來說，已知有效波的相位變化后，就可以做適當(dāng)?shù)南辔恍Ｕ?。?duì)干擾波要求振幅特性的數(shù)值盡量小，最好等于零，而對(duì)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)。下面補(bǔ)充說明組合的相位特性，旨在幫助讀者理解相位特性與組合后記錄面貌之間的關(guān)系，也說明一個(gè)系統(tǒng)的振幅特性和相位特性的不同意義。設(shè)有效波的視速度

24、 ，干擾波的視速度 。沒有組合時(shí)，有效波和干擾波的記錄面貌如左下圖所示。如果使用3個(gè)檢波器進(jìn)行線性組合，每組內(nèi)的檢波器以每道的位置為中心對(duì)稱排列，此時(shí)有效波的振幅增大三倍，干擾波振幅相對(duì)減小，但同相軸斜率不變，因?yàn)榻M合后的相位相當(dāng)于組內(nèi)中心點(diǎn)的相位，見右下圖。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 如果組內(nèi)距相同，每組仍以記錄道的位置為中心對(duì)稱排列，但組合個(gè)數(shù)n不同，此時(shí)各道記錄到的有效波和干擾波的振幅會(huì)不同，其相位特性見左下圖。如果各道的檢波器組合個(gè)數(shù)相同，但各組的中心點(diǎn)與道的位置不一致。此時(shí)有效波因 而不受影響，同相軸仍為對(duì)齊的直線；而對(duì)干擾波來說，各道波形與組合前的傾斜直線相比較，則同相軸發(fā)生了扭曲，第

25、1道超前，第2道不變，第3、4道落后了，見右下圖。這些認(rèn)識(shí)對(duì)下面討論的多次疊加的相位特性是有幫助的。由式 和式 得： 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 根據(jù)相位譜的定義，由式 可以得到多次疊加的相位特性公式為：由上式可見，對(duì)于一次反射波，疊加后的信號(hào)相位移為零，即疊加后信號(hào)的相位與共中心點(diǎn)M處信號(hào)的相位一致，與觀測系統(tǒng)無關(guān)。因此對(duì)水平層而言，在疊加剖面上同一t0的一次反射波在各個(gè)疊加點(diǎn)上的相位都是相同的，同相疊加使一次反射波得到加強(qiáng)。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 對(duì)于多次反射波來說，情況就比較復(fù)雜，為了詳細(xì)分析相位特性 與n、和的關(guān)系，可以選用不同的參數(shù)，利用 的表達(dá)式計(jì)算出疊加的相位特性曲線，這是定量的討論

26、方式，下面以定性討論的方式給出多次疊加的相位特性的相關(guān)認(rèn)識(shí)。多次波經(jīng)過疊加后能量會(huì)被削弱，但或多或少的存在殘余能量，殘余能量的同相軸根據(jù)疊加相位特性呈現(xiàn)特殊規(guī)律，即相位隨偏移距分段變化而同相軸分段錯(cuò)開，各段之間錯(cuò)開的相位差隨疊加次數(shù)增加而減小。疊加次數(shù)越高，就越增強(qiáng)多次波同相軸的連續(xù)性。因此，高疊加次數(shù)時(shí)，應(yīng)注意多次波剩余能量同相軸的副作用。一般各小段之間的相位差隨觀測系統(tǒng)及波的特點(diǎn)而變,疊加次數(shù)n越少,相位差越大；疊加次數(shù)n越多,相位差越小。當(dāng)覆蓋次數(shù)n增多時(shí),多次波振幅雖然大大減小了,但同相性似乎也增強(qiáng)了。24道接收時(shí)多次疊加的相位特性示意圖第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 第一種與第四種道集的疊加

27、特性曲線比較第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 5、多次疊加的頻率特性 正如討論組合的頻率特性一樣，進(jìn)行多次疊加的目的也并不是要進(jìn)行頻率選擇，但它確實(shí)存在頻率濾波作用。我們分析多次疊加的頻率特性的意圖，也是要了解其規(guī)律，以免這種副作用造成的不良后果。 由下式可知，當(dāng)一次波動(dòng)校正正確時(shí)，剩余時(shí)差tk0，多次疊加對(duì)一次波是沒有頻率濾波作用的，此時(shí) 是一個(gè)與頻率無關(guān)的常數(shù)。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 把多次疊加特性曲線圖的橫坐標(biāo)變換為頻率參量，當(dāng)然作這種變換時(shí)還要假定一些參數(shù)的具體數(shù)值。已知單位疊加參量 ，可以導(dǎo)出單位疊加參量與頻率的換算關(guān)系為：如果假定x40米， ，則有 秒，代入上式得到頻率的換算關(guān)系為： 赫茲。

28、第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 6、多次疊加的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)一般結(jié)論是，經(jīng)過多次疊加以后，有效波相對(duì)于隨機(jī)干擾的信噪比要提高 倍。多次疊加的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)要優(yōu)于組合的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)。組合是同一次激發(fā)，由n個(gè)檢波器接收到的信號(hào)的疊加，檢波器接收到的隨機(jī)干擾是由同一震源在同一時(shí)間產(chǎn)生的。而多次疊加中一個(gè)共反射點(diǎn)道集的各道是在各次激發(fā)時(shí)分別接收到的，因而記錄下的隨機(jī)干擾是由震源在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)激發(fā)，并在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)接收的，CMP道集中各道之間的距離也比組合的組內(nèi)距大，故多次疊加中各道的隨機(jī)干擾更符合“互不相關(guān)”的條件。 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 組合與多次疊加的主要差別：時(shí)差規(guī)律不同組合把地震波看成是按平面波傳播的，

29、組合的時(shí)差規(guī)律是線性關(guān)系，而多次疊加則要求對(duì)CMP道集內(nèi)的各道進(jìn)行動(dòng)校正，動(dòng)校正后的時(shí)差規(guī)律一般不是線性的，如多次波的剩余時(shí)差為一拋物線，即剩余時(shí)差與炮檢距的平方成正比。反映的反射點(diǎn)不同組合屬于共炮點(diǎn)疊加，多次疊加是共反射點(diǎn)或共中心點(diǎn)疊加。地下界面水平時(shí)，組合檢波是實(shí)現(xiàn)組內(nèi)不同反射點(diǎn)上的反射波疊加，而多次疊加是實(shí)現(xiàn)不同炮、不同道，但屬于同一反射點(diǎn)上的反射波疊加。第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 第六節(jié) 共反射點(diǎn)疊加法 壓制干擾波的效果不同組合壓制干擾波主要是根據(jù)反射波和干擾波的視速度不同，它能壓制視速度較低的面波干擾等，但不能壓制與反射波視速度相近的多次波；多次疊加壓制干擾波，靠動(dòng)校正后剩余時(shí)差不同，對(duì)多次波有很好的壓制作用。對(duì)隨機(jī)干擾，多次疊加比組合的壓制效果要好。四、影響疊加效果的因素分析影響多次疊加效果的因素除了是否合理選取多次覆蓋參數(shù)如道間距、偏移距和覆蓋次數(shù)外，主要的影響因素是速度和地層傾斜，具體作如下討論。1、速度的影響因素疊加效果好壞，關(guān)鍵是動(dòng)校正量是否準(zhǔn)確。如果有