地震數(shù)據(jù)處理講課課件

地震數(shù)據(jù)處理2004年11月一、引言二、處理項(xiàng)目的實(shí)施過程三、常規(guī)處理流程四、地震數(shù)據(jù)處理質(zhì)量監(jiān)控五、最終處理成果講解內(nèi)容

地震勘探是石油、天然氣及煤田勘探的基本手段，它涉及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、地震學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科中的重要成果，可以說是地學(xué)中最現(xiàn)代化的學(xué)科之一。地震勘探工作包括三個(gè)主要步驟：野外地震數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及成果解釋。30年代由折射地震法改進(jìn)為反射法50年代出現(xiàn)多次覆蓋技術(shù)60年代出現(xiàn)數(shù)字地震儀及數(shù)字處理技術(shù)70年代初偏移歸位成像技術(shù)70年代中期三維地震勘探出現(xiàn)90年代高分辨率與三維地震結(jié)合地震勘探發(fā)展一、引言

處理技術(shù)涉及的基本概念1、CMP道集、CDP道集Si為炮點(diǎn)，Gi為接收點(diǎn)，Xi為炮檢距，M為共中心點(diǎn)，該圖所示射線是M點(diǎn)的單一CMP道集。如果深度點(diǎn)位于一個(gè)水平的平面上，且其上的介質(zhì)是水平層狀的，則CMP道墼等同于CDP道集。一、引言X2X1X3X4X5處理技術(shù)涉及的基本概念

2、分辨率分辨率關(guān)系到靠得有多近的兩個(gè)點(diǎn)或者說兩個(gè)薄層仍能分清。分辨率包括兩個(gè)方面，既垂向分辨率和橫向分辨率。垂向分辨率公式：

tR=△t=1／2.3f式中，tR為時(shí)間分辨率，f為地震子波的視頻率（主頻）。

zR=△z=v﹡tR／2=λ／4.6

式中，zR稱為厚度分辨率，λ為視波長(zhǎng)。按這個(gè)公式，如果視頻率為30Hz，速度為3000m/s,可分辨厚度為22m。瑞利（Rayleigh)準(zhǔn)則：一個(gè)反射波的分辨率的極限是1/4波長(zhǎng)。橫向分辨率不常用，而且在迭偏剖面上很難討論清楚。一、引言處理技術(shù)涉及的基本概念

3、“三高”處理

三高是指高保真度，高信噪比，高分辨率。這是我們?cè)跀?shù)據(jù)處理中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行的一條準(zhǔn)則。高保真度是指處理的成果剖面主要目的層構(gòu)造特征清晰、斷層斷點(diǎn)清楚，偏移歸位準(zhǔn)確，無嚴(yán)重畫弧現(xiàn)象等。高信噪比是指處理的成果剖面上有效信號(hào)突出，盡可能的消除規(guī)則干擾。同時(shí)，剖面上及相鄰剖面要保證能量均衡。高分辨率是指處理的成果剖面要保證層次分明，具有較高的頻率，同相軸不應(yīng)有復(fù)合波存在。一、引言4、動(dòng)校正、靜校正在地震記錄上，反射波的到達(dá)時(shí)間中包含了由炮檢距引起的正長(zhǎng)時(shí)差和表層不均勻性引起的時(shí)差，為了使反射波時(shí)間盡可能直觀、精確地反映地下構(gòu)造形態(tài)，必須將這些時(shí)差從觀測(cè)時(shí)間中去掉，這個(gè)過程，稱為反射時(shí)間的校正。由于兩種時(shí)差的性質(zhì)不同，故校正的方法也不同，對(duì)正長(zhǎng)時(shí)差的校正稱為“動(dòng)”校正，對(duì)由表層不均勻性引起時(shí)差的校正稱為“靜”校正。一、引言處理技術(shù)涉及的基本概念一、引言6、水平疊加

在地震資料處理中,水平疊加是常規(guī)處理方法中最基本的、必要的一環(huán)。根據(jù)共深度點(diǎn)水平疊加的疊加特性可知，在地下介質(zhì)為水平層狀均勻時(shí)，經(jīng)動(dòng)、靜校正后的共深度點(diǎn)道集內(nèi)各道記錄中，同層一次反射波的到達(dá)時(shí)間都相當(dāng)于共中心點(diǎn)的自激自收時(shí)間，且彼此之間不存在相位差。因此，水平疊加后振幅增加N倍，而一些規(guī)則干擾和隨機(jī)干擾能得到有效壓制,從而提高記錄的信噪比。處理技術(shù)涉及的基本概念二、處理項(xiàng)目的實(shí)施過程1、收集要處理資料地區(qū)的物探、地質(zhì)已有資料，掌握該區(qū)地震地質(zhì)情況，編寫處理設(shè)計(jì)。2、進(jìn)行試驗(yàn)處理，通常二維選擇十字或井字線、三維選擇有代表性的一到兩束線進(jìn)行處理，其目的是測(cè)試參數(shù)和處理流程。3、待試驗(yàn)處理報(bào)告驗(yàn)收通過后，按確定的處理流程及參數(shù)進(jìn)行批量處理。4、處理結(jié)果通過專家組驗(yàn)收。5、編寫處理總結(jié)報(bào)告，處理成果上交歸擋。三、常規(guī)處理流程地震數(shù)據(jù)輸入—解編由于野外數(shù)字地震儀記錄的地震數(shù)據(jù)是按時(shí)序排列的，也就是說在磁帶上記錄的地震數(shù)據(jù)是按采樣間隔以時(shí)間序列排列，既依此記錄每道的第一樣值，各道記完后，再依此記錄以下各道的第二個(gè)樣值，依此類推。目前在地震數(shù)據(jù)處理中多半是采用單道或多道處理，因此要求地震數(shù)據(jù)是按道序排列，這種將野外磁帶上按時(shí)序排列的數(shù)字樣值，轉(zhuǎn)換為適合計(jì)算機(jī)處理的按道序排列樣值轉(zhuǎn)換過程，稱為數(shù)據(jù)解編或數(shù)據(jù)重排。三、常規(guī)處理流程觀測(cè)系統(tǒng)定義觀測(cè)系統(tǒng)定義是指要告訴計(jì)算機(jī)你采用何種觀測(cè)方式，是二維觀測(cè)系統(tǒng)還是三維觀測(cè)系統(tǒng)，是小樁號(hào)放炮大樁號(hào)接收，還是大樁號(hào)放炮小樁號(hào)接收，亦或是中間放炮雙側(cè)接收。炮點(diǎn)位置，接收點(diǎn)位置。二維測(cè)線的起止位置以及三維工區(qū)的范圍。炮點(diǎn)及檢波點(diǎn)的高程及炮點(diǎn)井深等參數(shù)。ssrrsrr三、常規(guī)處理流程置道頭把定義好的觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)加載到每一道的地震數(shù)據(jù)的道頭數(shù)據(jù)中，這樣就確定了每炮及每道的數(shù)據(jù)位置。三、常規(guī)處理流程觀測(cè)系統(tǒng)定義正確性QC觀測(cè)系統(tǒng)定義正確性QC—一是檢查定義的觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)列表是否正確，二是采用線性動(dòng)校的處理程序檢查。疊加網(wǎng)格：subline:61-416xline:1395-1940偏移網(wǎng)格：subline:121-831xline:1395-1940疊加數(shù)據(jù)：194550道偏移數(shù)據(jù)：388686道三、常規(guī)處理流程原始單炮記錄分析首先要分析原始單炮記錄存在哪些干擾波，以及采用頻譜分析或頻率掃描方式進(jìn)行頻率特征分析。三、常規(guī)處理流程原始單炮道編輯原始單炮道編輯—也稱壞道剔除、去野值，也就是將不正常道、死道進(jìn)行記錄建表，在后續(xù)處理中去掉。三、常規(guī)處理流程異常振幅壓制有些單炮記錄個(gè)別道存在較大振幅值，可采用剔除的辦法解決，也可以采用異常振幅壓制來處理。三、常規(guī)處理流程濾波由于接收到的地震波含有一些規(guī)則干擾，例如面波、淺層折射波、聲波、交流干擾波等等，因此需要地震信號(hào)進(jìn)行濾波處理。三、常規(guī)處理流程折射波壓制三、常規(guī)處理流程反褶積在反射波法地震勘探中，由爆炸震源產(chǎn)生一個(gè)尖脈沖，在地層介質(zhì)中傳播，并經(jīng)界面反射后，如果不考慮震源附近介質(zhì)對(duì)脈沖波的改造作用，在地面接收到的地震信號(hào)也應(yīng)該是一系列尖脈沖。其中每個(gè)脈沖表明地下存在一個(gè)反射界面，整個(gè)脈沖系列，表明地下存在一組反射界面，這種理想的地震記錄S(t)可表示為：S(t)=b*ξ(t)其中，b是震源脈沖值，為一常數(shù)；ξ(t)是界面的反射系數(shù)序列。但是，由于震源附近介質(zhì)和地層介質(zhì)具有濾波作用，這種大地的濾波作用相當(dāng)于一個(gè)濾波器。因此，由震源發(fā)出的尖脈沖經(jīng)大地濾波作用后，變成一個(gè)具有一定時(shí)間延遲的地震子波b(t)。三、常規(guī)處理流程這時(shí)，無干擾的理想地震記錄是多層界面反射波疊加的結(jié)果，即是地震子波b(t)與反射系數(shù)序列的褶積：S(t)=∑b(τ)ξ(t-τ)實(shí)際地震記錄一般都是由理想記錄和干擾波n(t)合成的,其一般模型可寫為:

X(t)=S(t)+N(t)=∑b(τ)ξ(t-τ)+N(t)其結(jié)果就是一個(gè)復(fù)雜的記錄形式。三、常規(guī)處理流程為了提高反射地震記錄的分辨能力，我們希望在所得到的地震記錄上，每個(gè)界面的反射波表現(xiàn)為一個(gè)窄脈沖，每個(gè)脈沖的強(qiáng)弱與界面的反射系數(shù)的大小成正比，而脈沖的極性反映界面反射系數(shù)的符號(hào)。這樣，不但在常規(guī)地震勘探中可以劃分薄層，而且還可以在地層地震學(xué)中幫助了解巖性，也可以在亮點(diǎn)技術(shù)中幫助直接尋找油氣藏。因而，所謂反褶積或反濾波實(shí)際上就是一個(gè)濾波過程，只不過是這種濾波過程其作用恰好與大地的濾波過程作用相反。反褶積的關(guān)鍵在于如何求得最合適的反褶積子波。三、常規(guī)處理流程地表一致性反褶積疊加剖面地表一致性+預(yù)測(cè)反褶積疊加剖面三、常規(guī)處理流程靜校正處理在前面的講解中，已經(jīng)介紹了靜校正的概念，因?yàn)榈卣鹩涗浿泻杏筛叱套兓L(fēng)化層厚度及巖性變化等因素造成的時(shí)差，使得信號(hào)波型發(fā)生畸變，影響疊加效果，處理中必須進(jìn)行靜校正處理。作靜校正處理的方法很多，有高程靜校、利用低速帶資料建立靜校正模型、初至折射靜校等方法。

a.未加靜校正b.高程靜校正c.初至折射靜校正

單炮靜校正處理前后對(duì)比

三、常規(guī)處理流程地震速度拾取利用點(diǎn)速度譜的方式拾取疊加速度，建立二維速度剖面或三維速度體，從而進(jìn)行疊加處理。速度譜點(diǎn)的密度可根據(jù)處理要求進(jìn)行，遇到資料變差時(shí)，可適當(dāng)加密。三、常規(guī)處理流程N(yùn)MO疊加和DMO疊加關(guān)于疊加的概念及目的前面已經(jīng)講了，NMO疊加是指正常時(shí)差校正疊加，DMO疊加是指傾角時(shí)差校正疊加。前者基于水平層狀介質(zhì)假設(shè)，后者考慮到地層的傾斜因素，因此DMO疊加也稱為疊前部分偏移疊加。NMO疊加DMO疊加三、常規(guī)處理流程剩余靜校正處理

盡管我們已經(jīng)進(jìn)行了靜校正處理，但在資料處理中我們求取的靜校正量與實(shí)際情況仍存在誤差，其表現(xiàn)為反射波同相軸不光滑，帶有毛刺，說明疊加道集中仍然存在一定的時(shí)間誤差，因此還必須進(jìn)行剩余靜校正處理。因?yàn)槭Ｓ囔o校正量是由野外表層參數(shù)測(cè)量誤差造成的，所以不可能再用野外表層參數(shù)計(jì)算，只能設(shè)法從記錄中提取。由于一道記錄中每一個(gè)樣點(diǎn)的靜校正量都是相同的，因此，我們可以找一個(gè)靜校正量為零的記錄道x1(t),以這個(gè)記錄道中某個(gè)強(qiáng)反射層為標(biāo)準(zhǔn)，用互相關(guān)法求另一道x2(t)中同層反射波與它的相對(duì)時(shí)差，若這個(gè)時(shí)差只是由表層因素引起的，則它就是x2(t)的絕對(duì)井校正量，如果x1(t)和x2(t)是做過野外靜校正的記錄道，則這時(shí)差就是x2(t)的絕對(duì)剩余靜校正量，用它對(duì)x2(t)進(jìn)行靜校正，即完成了x2(t)的剩余靜校正。我們將作標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)反射層成為參考基準(zhǔn)面。若x1(t)本身存在剩余靜校正量，則這個(gè)時(shí)差即為x2(t)對(duì)于x1(t)的相對(duì)剩余靜校正量。因此，計(jì)算剩余靜校正量要完成相對(duì)剩余靜校正量和絕對(duì)剩余靜校正量的計(jì)算。通常要分別求取一個(gè)道集的炮點(diǎn)剩余靜校正量和檢波點(diǎn)的剩余靜校正量，求其二者的代數(shù)和，即為該道的剩余靜校正量。三、常規(guī)處理流程剩余靜校正處理前后對(duì)比三、常規(guī)處理流程剩余靜校正前后的速度譜前后三、常規(guī)處理流程疊后處理

疊后處理通常包括隨機(jī)噪音衰減、信號(hào)增強(qiáng)、Q補(bǔ)償、顯示參數(shù)測(cè)試等，隨機(jī)噪音衰減主要目的是壓制高頻背景噪音，提高信噪比；信號(hào)增強(qiáng)主要目的是增強(qiáng)同相軸的連續(xù)性；Q補(bǔ)償主要作用是進(jìn)一步提高頻率，從而達(dá)到提高分辨率的目的；顯示參數(shù)測(cè)試主要內(nèi)容包括顯示時(shí)窗大小，信號(hào)增益值大小，從而獲得視覺較好的剖面。偏移速度求取

偏移速度求取通常采用疊加速度按一定百分比通過偏移處理效果分析的方式獲得，并根據(jù)偏移效果進(jìn)行時(shí)空變調(diào)整，從而建立二維偏移速度剖面以及三維偏移速度場(chǎng)。三、常規(guī)處理流程偏移處理

偏移處理是使繞射收斂并將陡傾角同相軸移到大致的地下位置上，換句話說偏移是一個(gè)成象過程。因?yàn)樗腔诓▌?dòng)方程，所以偏移也是一個(gè)確定性的過程。偏移輸出常常是自明的；也就是說你能說出哪里偏移合適。當(dāng)輸出不能自明時(shí)，所出現(xiàn)的不確定性常常能追蹤到是由于輸入到偏移程序中的速度信息是不精確的。DMO疊加偏移1、壞炮壞道百分之百的剔除2、切除參數(shù)確定正確，空變合理3、最終估算靜校正量值幅度收歛到一個(gè)處理采樣間隔4、疊加速度參數(shù)同相軸拉平5、疊前壓噪保障疊前數(shù)據(jù)信噪比接近于16、各炮檢距道信號(hào)波形特征基本一致7、反褶積后數(shù)據(jù)自相關(guān)函數(shù)合理，特征基本一致8、疊加剖面上沒有明顯的規(guī)則干擾9、疊加剖面上主要目的層是否全，品質(zhì)達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)10、偏移剖面沒有明顯的過偏移、偏移不