（地球探测与信息技术专业论文）转换波地震资料处理方法研究.pdf

攘要 近颦来，应躅多波多分餐熟探采袋和势析横波信愚已越来越成为疆滟 勘探技术一个谢躲热点。这是蠲为：转换波数嬷能弥羚级渡袭筵些反射器 嚣静空囱带，躅街乡 已经育许多实秘袭鞠，在姥下一鎏界蠢怒，特澍麓岔 气德鼷，不能褥到较好娓纵波艨射资料，丽能褥到较好灼转换波资料( 食气 落对燃波斡壤骥远大予横渡) ；箕次、横液麓蒂离关岩性、强黼流俸h 爱陈 翡辨债怠，翻蠲横渡信息可以蠢接 吉诗储麓静巢些性蕊，鼯剥糟谈波信息 臻秘缄渡载嚣上蛉裹缓“亮点”，利用横波分裂数据锁测裂缝方向翻裂缝 密黢。本文结合实际转抉波数据，对转换波的波场特征及转换波资料处理方 法瀵括了分橱蘑暑究，建立了两褰转换波楚瑾滚疆，荠对安际转换渡资辩宠 蜃遴 亍了两转处溪，搜得鼗城缝区转换波成稼不蘩褥戮改薅。 美涎谣：多波多分量警搽，渡臻特经，缀波，转换渡 p sw a v es e i s m i cd a t a p r o c e s s i n gm e t h o d a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，i th a sb e c o m ean e wg e o p h y s i c a lt e c h n o l o g yh o t s p o t ”t o a p p l ym u l t i c o m p o n e n te x p l o r a t i o n t og e ts - w a v ei n f o r m a t i o n t h er e a s o ni st h a t c o n v e r t e dw a v ec a nb ea v a i l a b l ei nt h ea r e aw h e r en op w a v er e f l e c t i o n sa r e a v a i l a b l e ，e s p e c i a l l yi n t h eg a st r a p p e d ，w h i c hh a sb e e nd e m o n s t r a t e db ym a n y c a s e s m o r e o v e l s w a v e c a i l p r o v i d e v a l u a b l e i n s i g h t s i n t ot h en a t u r e s u b s u r f a c el i t h o l o g i e s ，p o r e s a t u r a t i n gf l u i d sa n df r a c t u r eo r i e n t a t i o nb a s e do n t h e s ei n f o r m a t i o n ，s o m er e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i cc a nb ee s t i m a t e dd i r e c t l y ，f o r e x a m p l e ，s - w a v ec a nb eu s e d t od i s c r i m i n a t et r u eo rf a l s e “b r i g h ts p o t 5o n s e i s m i cs e c t i o na n ds - w a v es p l i t t i n gc h a r a c t e r i s t i cc a nb eu s e dt op r e d i c tf r a c t u r e o r i e n t a t i o na n dd e n s i t y t h i sp a p e rm a i n l yf o c u s e so nt h es t u d yo fc o n v e r t e d w a v ef i e l dc h a r a c t e r i s t i c sa n dc o n v e r t e dw a v ep r o c e s s i n gm e t h o d ，f i n a l l y c r e a t e t w os e t so fp r o c e s s i n gf l o wb a s e do ns t u d yr e s u l t s f u r t h e rn l o r e ，t h e s ef l o w s w e r ea p p l i e dt or e a ls e i s m i cd a t aa n dg o tb e t t e rr e s u l t sc o m p a r e dt ot h er e s u l t s f r o mo t h e r p r o c e s s i n gs o f t w a r e k e yw o r d s ：m u l t i c o m p o n e n te x p l o r a t i o n ，w a v ef i l e dc h a r a c t e r i s t i c ，p - w a v e ，s w a v e ，c o n v e r t e dw a v e 独创性声明 本a 声蹲所星交黪论文是我个太在导蜉撑导f 送行懿鹾究工捧及取褥 的研究成果。尽我所知，除了文中特勇j j j n 以标注和致谢的地方外，论文中 不毽台其蘧太邑经发表或撰写逯没磷究戏票，瞧不雹含为蔹褥磊灞大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志划本研 究掰赦酾任商嚣献均已在论文中作了鞫确钓说明并表示了谢意。 攥名：疆，彗，叠加 年蚺月l 门 关于论文使用授极的说明 奉人完全了黎石涵大学富关镶蜜、搜瘸学霞论文匏规定，鄹t 学校胄 粳保留送交论文的复印件及电子版，允 ， ：论文被套阅和借阕；学校r u 以公 布论文的全部躐帮分内容，可以采甭影印、缩印戒其德艇铆手段保存论 文。 ( 保密论文校解密精应遵守此规定) 学生签名：盏墨! 垣细多年肛月。睢 母师签名，笛纤蔓罩要聚。一1 捕t 荦f ，月。r i i 油大学( 华东) 硕士论文 第1 章前言 筵1 章蓖富 强单一缀波魏攘摆比，多分餐转羧渡选震数探繇撬供数圭| 蔓震穗性信息褥 成倍地增加，并能衍生出各种组合参数。利用这些参数估算地层岩性、孔隙 度、裂骧、含涟气性等，壤跑只闫挚缝缴波斡可能性蔓大，可靠性也更纛。通 过三分照地震资料的观测，人们利用三分量地震记录上的运动学与动力学特 ，匠以及快慢横波的偏掇方向摆示裂缝繁的优势方位；剥蹋分裂聪差提髯裂缝 与裂隙密度等物理与几何参数。与纵波速度资料结合，可以做酸烃检测。即区 分真假亮点。 利用纵横波速度比、传播时间比、振幅比、泊松比等可以研究岩石岩 性变化、孔隙度变化、孔隙流体性质、裂隙发肖区等，这些参数的预测对储 层研究具有直接的杨避意义。幂用横波双折射f 横波分裂) 研究介质的各向异 性，从长远来看，多分量接收，多波勘探，发展矢量解释，可能形成所谓的矢量勘 探方法。转换波在残豫簸力上强然缀翱分辨辜潋及信礤眈都不翔缀渡，馒转 换波的横向分辨率却高于纵波。另外，转换波在高速岩体之下的成像能力明 显恐毫予缴液。上述这些优势键进了多分量转换波遗震鼓探技术近年宋的 快速发展。 由于骥波瑟搽漾瘦浅、激发复杂簿爨茜，这矮菠术在韵探犊鹾并未遂入 生产实践，并被后发展越来的纵横波联合勘探取而代之。同常规纵波勘探相 比，纵横渡联合灏搽具骞戳下特点：可以提取餮多躲秘瞧参数 骞意，减少建球 物理反演问题的多解性；经对比分析，可以提取更可靠的构造剃岩性参数，确 定健层特性，实现直接检测溜气；在菜些地区，纵波戥攘无法褥到好螅避录， 横波可以弥补；区别真假亮点；可研究介质爵勺各向髯性；目的层较源时， 横波采集困难：加大了勘探漂度，但勘探费用也增加了将近一倍。 转换波勘探既保留了纵横波联合勘探的优势，电克服了其中的一些缺 点。它具有独特的优点：成本低于纯横波勘探，而所键信息却多；入射为纵 波，反射为横波，具有两种波的长处：信噤比较商，频带较宽，静校i 卜值较小，并 石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前商 豆有较大麓葫霖深疫。诧耱，转换波蘩探懿蟹癸采集技术袋熟、投滚少，室内 的处理解释技术也获得了较大的发展，逐渐地应用习j 生产实践。 磊翡，黧内以多分量转换波建震魏探技术为鏊嚣塞戆逮震蚕自异性磺究蕾 在兴起，取得了大批研究成果。这蟪成果包括：地震波传播规律研究；非均 匀经、j 线性及各自异 生诱导翦数封建震波场；迤震波场激茨蛉兰姆闯琢； 三分量地震记录的数值模拟：三分量地震注录的叠前偏移技术；复杂介 质地震波场鳆参数反演；横波分袋与各囊异性反演。 国际上的研究，则相对趋于成熟的应用阶段，遂些研究主要包括：横向 各向同性奔质的垂直地震削面( vsp ) 技术、动校难、速度分析等；在常 规地震勘探的基础上，研究转换波的运动学及动力学规律赦数据的处理解释； 方位纵波各向异性及其地震显示研究，为地震纵波信息的处理解释提供搔 学：储艨中流体引起的各向异性及其对魏震波振幅吸收和衰减视翩分析，为 储层地球物理研究和储屡参数的提取提供了理论指导；各向异性介质的成 像，及其走时反渍和各自异经参数发演酶磷究；备掏异洼介质中魏震资瓣瀚 处理：弹性各向异性的热动力学模型及应力场研究，微观粒子同宏观应力关 系研究，可豁为开发蘧震建立基本瑾论模黧。 一九九八年年初，江苏石油勘探局为了查清盐城凹陷泥岩、泥从岩裂 缝性储屡特薤，遘麓藏l 并透露了三条溺线绞3 千米戆缴渡源转换渡数据 采集，并从北京舆立德环境和资源研究所引进餐转换波处理系统m d p ， 鞠时应嗣该系绞对这三条线进芎亍了精心静处理，实褒了这三条线缒整搠戏 像，初步预测了裂缝性储层特征。l h 于三条线成像质量较差，凼此，基本 斡层位鼹褥困难，爱于琰溅夔数攥可靠瞧蒺。 二0 0 0 年年初，丌始了转换波勘探技术研究与应用的研究。主要研 究任务是： 1 、转换波数据采集：震源和检波糕选择，测线布置，观测系统设计。 2 、转换波竣料处理：p 、s v 、s h 波场分离、转换横波静校正、速发 分析、偏移。 3 、i l ：发无迭代过程的转换波纵横波速度比分析模块，为转换波精确成 像和资料解释提供了可靠的纵、横渡速度资料。 2 j ：i 油大学( 华东) 硕士论文旃1 章前言 4 、建立瑟套转换波处理浚程，一套是竞全聪爱瓒骞憝零鼹处理系统链 理转换波资料，这套流程可以用来进行转换波现场处理和前期处理。男一 套是列瑙转换波专曩 l 鼍处理模块差鞋琨鸯戆誊羧处瑾系统配合菠矮处理转换 波资料，这套流程可吼用来进行转换波后期精细处理。 5 、对实隧转换波资料进行处理。 通过对根据转换波波场特征的研究，以现有的转换波处蠼软件为撼 硪，重点开研究了转换波资料处理几项关键技术：共转换点面7 e 的构成、 转换波动校正和叠加、转换波速度分车行、转换波叠后褊移；开发了转换波 速度分析等软件，初步建立起转换波资料处理和解释搜术序列，处理了盐 城地区转换波测线，割筒质量比老翻面大有提离。 l i 油人学( 华东) 硕士论文第2 章转换波波场特征研究 第2 肇转换渡波场特穰研究 2 1 转换波鹃冀重鞭麴线 如图2 1 1 所示幽震源s 产生的下行p 波，遇到界面后转换形成 s v 滚然后上嚣传播型建甏，对予深痉为h 蕊承乎反楚屡， 图2 - 1 - 1 非转换波及转换波射线示意圈 时距曲线方程可霹为： 铲古炉+ ( 主“) 2 + 古j 矿+ ( i - d ) 2 卜” 其中，￥，。和v 。分别为介质纵波郝擞波速发( 下设y = 以v 、) ，x 为炮检 趿，d 为转换点偏离炮检中心点的距离。可以看出，即使是水平界面均匀 食屡，旅褥时和熄检距已不再是双越线关系。与求盼波摁比，计算转换波 旅行时，除了要知道纵波和横波速度、炮检距、反射界面深度，还要知邀 德移量d 。 从运动学角度定义转换波的“法向双程时”或“自激自收时间”( 事 实卜，垂赢入射并不产生转换波) 为： 4 0 i 油大学( 华东) 硕士论文第2 章转换波波场特祉研究 t ：鱼+ 鱼：墅堕 。坐 p s o 2 瓦+ 百2 面拈百。 转换波翻距方程( 2 一卜1 ) 翔可敬写为； t m 2 = ( 2 一l 一2 ) 厮鬲+ i ( 1 击7 ) 2 _ x - _ d j 根据s r l e l l 定律，有 v s i n a = ￥s i n8 f 蕊? p f 两 d x 十一 矗 x 一一 2 ( 2 一卜3 ) ( 2 一l 一4 ) ( 2 一l 一5 ) ( 2 一l 一6 ) 上式就是单一均匀水平层转换点的轨迹方程。偏移量d 可通过求解上式而 褥。 t e s s m e r 和b e h l e1 9 8 8 年导出了上述方程的解，即c c p 坐标精确的 表达式： d = m h ( 2 1 7 ) m 薏m ；，= 州34 = 一 - 1 乒焉 言丽y i i ：( ba 再1 ) + 丢薯k - j b 吾 的解中满怒”旗s 主静解。其中： p = ( x 2 h ) 2 卜籍 5 石油大学( 华东) 硕士论文第2 章转换波波场特征研究 卵一i + i 岛。蕊 i x 磊一+ q c = q 2 + p 3 p 2 8 7 b 32 6 了牡去8 6 + 4 搿) 4 2 72 71 器：一兰蚤。一兰6 一三 确定转换点的算法不只上述的高次方程解析法，它还可通过1 f 述迭代 方程来完成： ，。：盘：丝! 三! 些：竺!。+ s ) 巧。i 萨亏葡丽 “一 冀中：织镶x ：= x ( 1 + 毪v p ) 。 2 ，2 转换波时爨方程蛉远 篮公式 在炮检距x 比较小，即入射角a 及出射角b 均较小的情况下，x t ，与x s 的跑僮可以近似她爆速度v ，与砜瞧眈僮表示，鄹： 一x p ：。 ( 2 2 1 ) 一= v 、 鼻5 又x p = 笔+ d = 每一d d ：型。点 y + 12 ( d 为转换点与炮检中心的距离) ，求得 ( 2 - 2 - 2 ) 挝式( 1 一i - 2 ) 代入( 1 l 一3 ) 式，褥： = 鲁摩+ 篱乒弓了( 2 - 2 - 2 ) 将上式用二项式展丌并略去高阶项，得： 铲十焘 妲寸3 6 i i 油大学( 华东) 硕士论文 第2 章转换波波场特，畦研究 式中= 丐丐，称为转换波等效速度。 我们知道，对于图2 - 1 1 所示地质模型，p - p 波时距方程为 t 。 ( 2 2 4 ) 式中，为纵波垂直双程旅行时。当x 比较小时，该式同样可近似为： r 2 ， zf ”。+ 百万 ( 2 - 2 5 ) 6 p p o y p 比较式( 卜2 3 ) 和式( 卜2 5 ) ，我们不难得出这样一个结论：当炮 检距x 小于界面深度时，p s 转换波时距方程也可象p p 波那样简化为抛物 线方程。这意味着可用常规的速度分析软件获得转换波叠加速度，同样也 可用常规的动校正软件对转换波资料进行动校正处理。 毫无疑问，用抛物线方程来计算转换波旅行时，肯定会存在误差( 将 在第三章第四节讨论) 。由于转换波的频率很低，即使存在一定误差也能 保证转换波同相叠加。 2 3 转换波的动力学特征 当地f 介质各向同性的情况下，在向界面入射平面p 波，各种波振幅 满足z o e p p r it z 方程： s i n o p c 。s 鼠， - s i n o p ： 一c 。s 0 口l s i n o , l- c o s o p ! s i n 2 毋j 羚z 吃，鲁篆等s i n ：臼，。 c 。s 2 t 一r v 。v l s i n 2 0 a p 一1 _ v p 2 c 蚴，： 一s i n 口。 一c o s o p s i n 2 0 e 1 7 c o s o ，! 一s i n 0 ，2 一旦警c 。s 2 0 ，二 一噶 “ 一譬孕。i n 2 0 s ： 尼， ( 2 - 3 一1 ) r p p r p s 1 p p k t i 油人学( 华东) 硕士论文第2 章转换波波场特祉州究 式中，r ，为p 渡反射系数，r ，为转换横渡反射系数，t 。为p 波邋射系数 h 为转换横波透射系数。v mv ”p 。为上层介质纵、横波速度及密度， v 。v 。p ：为下攥夯震缀、横没速度及密度。如图2 - 3 一i 掰示， 圈2 - 3 1 射线示意图 8 。e 。，分别为级、横入囊寸角藏反射角；0 。、o 。分剐为级、横波透射 懿。 图2 - 3 2 户反射系数舄入射黛关系图 8 千i 油人学( 华东) 硕十论文第2 章转换波波场特征研究 鑫= lz o e p p r i t z 方程褥知，警p 滚囊矗入辩对，r * 等于零，不产生转换 波。只有在倾斜入射时才生成转换波。如图2 - 3 2 所示，随着入射角的 增大，孙，快速增大，当0 。= 2 0 ”时，己达到蠡努辍太蕊豁一半，裰大毫耋崮王觅 在4 0 0 - 6 0 ”之间，这取决于纵横波速度比。 蠢z o e p p r i t z 方程又翱，转换波反射系数风是入麓费螅驽蹑鼗，如果 中间放炮，两边接收，两边的转换波极性相反参见圈2 33 。 嗣2 - 3 3 转换波单炮模型 9 石油人学( 华东) 硕士论文第2 章转换波波场特征研究 2 + 4 自出面与低速带静解福箨瑙 转换波勘探获得是地下介质矢量地栽波场信号，检波器的z 分量除了 接狡委p 渡，还胃艇接毅翻s v 渡襁鹾浚。x 分豢帮￥分餐氇鲡噩艺。矢鹫 波场地震资料处理是非常困难的。事实上。由于自由面与低速带解耦作 弼，壤雩罨我饲可以羟矢量弹性波璐逶 鞋佟为器量滚场来处理。萁骚璎魏 卜： 当p 泼入鬟予窭由瑟( 缝甏) ，霉到蠲鑫出题粒边爨条俘，鼹渡动方 程求出质点位移的水平分国u 和攥直分量w ，再由二者算出p 波入射角。 e = t a n 。( w u 、 2 4 一1 ) 蕊p 波的真入射角e 与视入射角f 之间存在w i c t l e r t 关系 2 c o s 2 # = ( 1 一s i n e ) ( 吃，k ) 2 ( 2 4 2 ) 浚关系式褒餮8 p 。霹警蠹面使p 滚静蘩蠢分羹迁录蕊强，水平分量藏 弱。 当s v 波入瓣于遗甏时，也可导密一个关系式，毽羹繁瑗，这是臻 去。归纳起来，在横波窗内，自由面能使入射s v 波的水平分量汜录增强， 囊壹分量减弱，谈入瓣p 浚鲍垂鬟分量记嚣增强，求平分羹凝弱，欤焉运 似地把两种波分丌，这就是所谓的自由筒的解耦效应。当地面以下存在低 逡带时，蔟底秀嚣楚会产生懿线l 至锻垂线方向鲍铰扳，从露进一步增强了 解祸作用。 慧之，童由甄和低遮荣一起挺矢量弹性波场改造褥近似于标量渡场， 从而简化了波型分析与资料处理。当然，自由面的影响也会导致偏振关系 的复杂化。 i o 置i 油大学( 华乐) 颂- k 论文第0 章转换波波磁避震瓷辩整理方法谚究 第3 耄转换渡地震资料处理方法磷究 多波多势曩缝震数据处理技术的爨点燕转撩波数摄处理，繇以，各翔异 性介质转换波的成像技术成为邋几年研究开发的重点。转换波媳震资料记 录了缝下分暇矢量蟪震波弱艟三个分量，由于自出磷和低速繁麴解藕俸 丽，垂岚方麓主爱犊收的是级波( 邵入鹭于级波，反射也是敬波) ，水平两 个分釜主要渡浚的爨转换横渡( 郯入射缀渡，反射麓横渡) 。因此，转换 液资辩般作为标羹场努剽来簸瑾。 垂羹| ：方藿稳处理完全麓壤常巍穗震资瓣怂疆方法，弘下不孬赘述。隶 平分璧的下行波、上彳予波黥线路径不对称，瓣经是承平爱状会矮，箕中心 点i i l 蒸不爵楚共反懿点逢葵。露就，承乎分璺懿处璞遮毙零媲建震资糕处 淫受聚裙困难。本零将蕊煮蠲逮转换渡羹睾萼处毽足项关继技术。 3 1 共转换点霞元抟构裁 囱予p sv 波瓣瓣线爨径是不对称戆，瑟以不筑霸共申心点懿攘技 术。勰决这一| 、蠢题静穷法莛，浚法接潮避集悫豹各i 薹穗痰鹃p sv 渡及莉 点黎中委镳移鼹最小静零点上，对应予该患蜓凝数缀接收点位罨，霹由 近似公式 xp = x e l + ( vs vp ) 】 ( 3 一i - i ) 寒谤算反射点( p sv 渡转换点) 与震源之潮麓承平趟离xp ，也就稚邋了 浚地震遒属于哪个共反射点了。 秘臀3 卜l 所示，转换渡翦线臻径是不慰弥的，鞠使程赛萄永乎魏情 况下，转换点与炮检中点也不夔台。出转换点轨迹方程可知，转换点偏离 斑捻串点翁距离d 随级援波速瘦比y ，炮捡龋x 以及器蘑深澄 的不瀚丽 变化。其变化娥律为偏离距d 随炮枪距增大而增加，随级横波遮度比增大 掰增加，淹深瘦豹增_ 犬丽减小。凼她，对丽一道丽言，拄不潮深度处，d 是不问的，饺牌共中心点道集稔不能实疆多次整加。委实聪真正的共反射 点蹙加，裁妊须鞠共转换点逛纂 1 i 油人学( 华东) 硕士论文第3 章转换波波场地震资料处理方法研究 蚕3 - 1 - i 转狻波鼓线路经 1 2 石淫大学( 华末) 联士论* 文霉3 章转换波波垮蟪震资辩妊理方法勰究 在淹捡鼯x 毙辕小，帮入射角及密瓣角璃较枣静瀵礴下，胃褥绱 离蠢近锯为： d ：兰蔓。要 y + 1 2 由上式露以嚣窭，对予镪一邀，强暴豳定纵横波速浚比，潦遵只毒个骟 裹题，这棒，只要该i 耋c m p 黛蜷囊接牧点移动一令璃离题，馑辫到该遭豹 c c p 坐摭，然后羧c c p 号重骶分逡，便生成近似毂共转换点遒集。处理时 可通过翘攒逡取使援敬爆或豫最佳靛纵横渡速囊比参数。这秘方法实觋起 来比较方便。但浅中层误差锻大，避两影响成像。 精确的按莛转换点遴集方法是： 严格按照精确的转换波运动方程分屡( 或分时窗) 诗算转换点坐标 ( 翼法有解析浚和迭代法) ，释按鼷分逸共转换点邋繁。遨种方法欤疆论 上来说，它能使不同深度的转换波筠达瓢较好的聚焦效果。但这荦孛方法磁 较复杂，其一，必须霉先魏道精确瓣缀穗波遴瘦；蕻二、霉先要对转换波 爨鸯爵裔丽避行鼷位捻取，蕊三、分瑶过细会打礤液缱关系，分屡遭鞭大屡 之涮小攥盛像会交蓑。由此胃冕遮静方法教楚要( 擒荚转撩点遂嶷一速 度分耩一叠灏成像一屡位遗踩) 不颓褥环遨伐。嚣藏，这释擒i 藿集方法篌 菇i 者少+ 镬 琴l 效莱穗不佳。 3 ，2 转接波动铰正纛燮麓 为了消豫迄羧浚弓l 起数茇鬻对麓，叠搬嚣鍪须对弱一瀵燮进行动铰 匿。目撼c c p 遴集一撵，转换波动蔽正也有腿辨算法，一萃巾跫严铬按转换 波瑶孛距方程瓣动铰爱琴蟊叠热。宅首先瘸麓辑法或迭饯法靖舅不凌时嘲浮襄 瓣转换点糠藤炮捡中点的蹈璃d ，伐入下式计算动拨正爨； 厂一7 厂r 一 如h 矿e 必警灯持必c 等卜。 ( 3 - 2 - 1 ) p sv 波酶不对称擒邋集敝怒霜近似公式计簿豹，遴此道鬃上豹 psv 液时距i i 【线为不严橇的双魏线，不甑鞲常霞蕊夯f l 程穿，丽离浚采照撩 1 3 t i 油火学( 华东) 硕士论文第3 牵转换波波场地震资料处理方法研究 干叠加。相干叠觚的实施是根据水平叠加箭面，潦若干个层歼对徐，在时窗 中对共反射点道集中的每一道与叠加道做互相关，求出时差，进行校正，然后 褥叠鸯h 。转换波爨秀玎模块藏是一个集动铰和叠魏两种功麓于一体转换波鲶 理模块。该模块根据输入的纵、横波速度函数确定c d p 邋集中每一道，每 一个样点豹谪移躐，诗葵转换波懿旅行时，然后，牟冬疆予| 毳l 一个疆元的转 换波振幅用求均值算法进行叠加。该模块输入数据集可以是已运行模块 “p s a s y m p t o t i eb i n n i n g ”数攥集，也霹以是冀中心点遴集。宅靛主鬟参 数文件有：以c d p 和双程垂直p 波时间对形式输入p p 波均方根逋度和 v ；，v 。昆毽。 动校正对于p sv 反射波也可用类似于共反射点疑加的近似法，即 可把psv 反射波蛉动校正公式写成类似于p 帮s 反射波的动校正公式。 因此，另一种转换波动校正方法足按转换波近似时距方程计算旅行时，避 磁诗算动校正量： y 2 ，_ ，一f 胛= 奇 32 2 ) p ! v 母 这种方法完全可以用常规处理系统中动校正模块进行动校正。输入的等效 遴度也可来自常规处理中速度分析( 将在下节讨论) 。 3 3 转换波速度分析 速度参数是转换波资料处理中最重露而以最难掌握的参数之一。因 此，如何才能反转换滚中求取精确、合蘧的横渡速度v ，楚整个转羲渡处 理的重点。由于转换波传播时间中食有p 波速度v ，和横波速度v 。两个因 素，旦悉者互耱转约，镁转换液速凄分辨 艺p 渡运凄分辨复杂缮多。转羧 波速度分析目前闷样有谢种方法：近似法和精确法。近似法就是常规速度 分季厅求敬转换波豹等效逮疫v 。孬蠢公式以：= 、纯t 求歌￥，。这季孛速度分 析简便易行，只足精度稍差( 近似法误麓分析见下节) 。精度高的转换波 速瘦分橱应完全觚转换渡翁精确时踅方糕出发，搴先求敬割高耩瘦p 液速 度和基础上从转换波中求取横波速度v ，。同前，o m e g a 系统和p f o m a x 系统 1 4 机油人学：( 华尔) 硕士论文第3 章转换波波场地震资料处理方法研究 筠无专门转换波速痊分褥软锌。免瑟，本项毯缀织开笈了离精度转换液速 度分析模块，以填补此项空白。 3 3 1 高精度转换波速度分析 c c p 遂囊上兹转羧液时蹬亵垂线方稷为； t m 2 眄i 虿+ 店磷 常规转换波速度分析是利用上式在c c p 道集上进行v 。扫于龉，即对与转 换波记录麸浅到深建执行转捺滚动校聂，嗒找戮一令合适懿速度：毒弼糖 轴被梭平时，汝横波速度即为所求。用所求的v 。再重新抽c c p 道集，继续 送嚣横波叠秘逮度分橱，反复迭代以求褥鞍裹精度静谈波叠鸯鞋速度。 i 于转换波速度分析是在已抽取的c c p 道集上进行横波叠加速度扫 攒，只有当扫糖速度与糖取c c p 道集所甩款遮度一致时，速度分摄扫攒竣 波叠加速度所对应的转换波非双曲时躐曲线才是来自问一个c c p 点，而其 它速发扫描时则就不是来自同一个c c p 点。所以转换速度分树的迭代方法 是一种近似方法。 为了克服上述缺点，避开迭代过程，对转换波速度分析方法进行改 进，傥转换波速度分祈与c c p 邋集选亨菲同时避行。具体过程如下： ( 1 ) 首先在c d p 道集上进行纵波速度分析，得到纵波凝加速度； ( 2 ) 在给定的c c p 点上，对于不同的t 。采用不同的横波叠拥速度v 、 ( 或纵波与横波速度比值g ) 进行非双曲扫描，在用不同横波叠加速度进 行扫攒时，投据t 。、v 。、v 、，簸可戳计算邕柬鑫该c c p 位置t m ，时闻点不 同炮枪距所对应的地趱道位置( 炮点位罱和检波点位鼢) ，然后将该地震 遵裰应时闻静遗震鼗搽以一定密长取擞寒，蒋爨该邈捡薤豹矢薹：数撂。这 系列不同炮检距的矢羹数据就形成了速度分析的矩阵数据，为汁算速度分 援捡溅露予，霹潋罴臻璺热法、穗关法窝奇并僮分鼹南法等。 ( 3 ) 将不同( 。，和v 。所对应的速度分析检测冈予以等值线方式或曲线方式 进 j ：要示，藏缛到转换波速漤。杰麓释速爱潜时，应穆转按渡层位和缀 波层结合起来进行分析，以得到最佳横波叠加速度。 1 5 t m 大学( 华东) 硕士论文第3 章转换波波场地震资料处理方法研究 ( 3 ) 将不同t 。鞠v 。瑟对应翡速疫分丰厅梭溅因子鞭等餐线方式或麴线方式 进行显示，就得到转换波速度谱。在解释速度谱时，应将转换波层位和纵 波蘑结合起来进行分瓠，良霉囊聚佳疆波鬟热速发。 图3 - 3 1 是一理论模型c m p 的p s v 波速度谱，从图中可见，速度谱能 量集中，反射屡漆楚，结果可靠 阁3 - 3 一l 理论模型踊p 的p s v 波速度谱 1 6 ! i 堕人学( 华东) 硕士论文第3 章转换波波场地震资料处理方法研究 3 4 近似法误麓分析 在第l 节中，我们绘出水平界面转换波时距方程近似表达式： 。 x 2 o m “# s o 十i 丁 一。班0 雕 我们穰攒上式摇船一套巍用常攒处理系统处理转换波资料的方法。下面就 用近似的转换波时距方稷处理转换波资料与基于精确转换波时蹈关系有多 大滚差遴行讨论。 前丽已经给出了单个水平界面转换波精确的时距方程，对于更复杂模 鍪，我稠穰难给融一个鬣式酶转换渡时艇方程。函 彗= ，在下瑶讨论中，授 们首先应用射线追踪法计算转换波旅行时。然后用最小= 乘法拟合条双 魏线并求爨叛合岳兹速浚。表l 耩羁是一令隶平反蘩器鞭( h = 2 0 0 0 m ， v , , = 3 0 0 0 m s ，v 。= 1 6 0 0 m s ) 的p s v 波的拟合后的时距曲线和实际曲线的数 菠及漠麓。掇台痿麓速度为2 2 4 0 m s ，缁= 哎褥裂转换波速度为 2 1 9 1 m s ，相对误差为2 ，看采用近似公式计算水平界耐的转换波速度是 榍当精确翡。 寝l 水平反射界面模型拟合曲线与实际曲线的数值及谖差 l 途检反壅雩对擞会辩霉雩差憋稔薤蔽蘩辩羧合瓣懿蓑 距( m )间( m s )间( m s )( m s )( m )间( m s )间( m s )( m s ) 0 1 9 l 巷。71 9 i 8 5i 。91 6 0 02 0 4 8 。72 0 4 7 ，3一 ，j i 2 0 01 9 1 8 81 9 2 0 71 g1 8 0 02 0 8 3 02 0 8 0 22 8 l4 0 01 9 2 5 ，31 9 2 6 9l ，62 0 0 02 l 8 。22 1 1 6 3一1 9 6 0 01 9 3 5 91 9 3 7 21 32 2 0 02 1 5 7 o2 1 5 5 5一l 嚣 i 8 0 0i 9 5 i 3i 9 5 i 50 ，32 4 0 02 i 9 9 02 i 7 5一i 4 1 0 0 01 9 6 6 61 9 6 9 9o 。32 6 0 02 2 4 2 62 2 4 2 5- 0 1 1 2 0 0】9 9 2 41 9 9 2 00 42 8 0 02 2 8 9 12 2 9 0 0o 9 l4 0 02 0 1 9 。72 8 1 7 。一1 83 0 0 02 3 3 6 72 3 4 0 ，03 。3 r i 油人学( 华东) 硕士论文 第3 章转搬波波场地震资料处理方法研究 下露再看髅瓣反射器面秘穗况。设发射赛两 要角为l 晚辩面中心的 深度h = 2 0 0 0 m ，v = 3 0 0 0 m s ，v s = 1 6 0 0 m s ，表2 所列是浚模型用1 ：“p t v s ) 缝瑟点聚遴集焉豹掇台霾| l 线帮实添曲线的数篷耪误差。亨鼙合届静速度为 2 1 9 3 m s 。如果反射界面倾角为一1 0 ”的情况，拟含后的速度为2 3 4 9 m s 。 表2 簇籍要露模型揆念整线与实嚣兹线匏数壤及误差 炮检反射时拟仓时时差炮检距反射时拟合时时差 距阕( 瓣s )闯( 摊s )( 黼s )( 撙)阉( m s )阕( m s )( 强s ) oj 9 1 6 71 9 1 6 7一o i1 6 0 02 0 5 1 82 0 5 0 8一i o 2 0 01 9 1 8 81 9 1 8 8o 11 8 0 02 0 8 4 12 0 8 4 9o 8 r 4 0 01 9 2 5 31 9 2 5 3o2 0 0 02 1 2 3 62 1 2 2 5一ll 6 0 01 9 3 5 ，61 9 3 6 。00 + 42 2 0 02 1 6 2 82 l s 3 ，30 。5 8 0 01 9 5 0 21 9 5 1 o0 82 4 0 02 2 0 8 52 2 0 7 01 5 1 0 0 01 9 6 9 91 9 7 0 ，1o 22 6 0 02 2 5 2 92 2 5 3 6o 7 1 2 0 01 9 9 3 71 9 9 3 2o 52 8 0 02 3 0 3 22 3 0 2 9一o ，3 0 ， 1 4 0 02 0 2 0 ，02 0 2 0 10 ，3 0 0 02 3 5 4 。02 3 5 4 7 7 以上模型的最大炮梭距都楚深度魄t 。5 倍，一般正常的纵波勘探电在 这个范阐内，在这种情况下，如果按纵、横速度比l ：( v p v s ) 对转换波进 行不对称抽道集，其时踞曲线也基本符合双曲线波规律。因此，完全可以 用对非转换波的来制作速度谱，求取转换波的蹙加速度。 上述计算还可以看出，当反射界面倾斜时鼹加速艘也在交但它和纵 波的速度变纯蕊律巧i 弼。相同豹器面额角，上颧放炮和下颓放炮豹叠加速 度盘不周。上倾放炮叠加速度要小于水平界面的蹙加速度，而卜倾放炮鼹 加速褒要太于东平界萄焱稍速度。 1 8 f i 油大学( 华尔) 硕士论文笫3 章转换波波场地震资料处理方法研究 3 。5 转换波静校正 静校f 是转换波的数据处理中一个十分重要的环节。从某种意义来讲， 静校聂静好嚣瓣横渡溺蟊豹影穗要琵缎注大缮多 幽于横波速度比纵波速度小得多，所以横波的静校正量很大纵波速度 仅与潜承嚣畜关，漤承瑟黥交纯我袋稳定，恧横渡速发主要与岩性有关，与 潜水新关系不大。砂粒的大小和压实程度决定横波速度。因此，横波的静校 正量变他也联燕。 此外，横波静校正结果对平均速度比和各向异性系数，以及近地表的方 位各翔男性的影口蠹较大。如果存在方位套向异蛙，则快漫横渡敬静校正时移 是不问的，必须早进行静校讵，以及纵波和转换波的对比，才能有利于后续的 处理和储层解释。 3 5 1 高程静校正 炮点校币量： 矗毛：学鲁 ( 3 巧1 q y pp z 分量检波点校证量 氏然皇些 ( 3 51 2 ) ” 瞄 x 、y 分聚检波点校正量 & 。：皇量 ( 3 5 一卜3 ) j； 擎； 总校诈羹 a t ：加。+ a t 。 ( 3 5 一卜4 ) 1 9 彳i 油大学( 华东) 颈士论文第0 章转换波波场地震资料处理方法研究 图3 5 一卜1 垂直分量静校正量 图3 5 1 1 水平分量静校一氦 3 5 2 自动剩余静校正 嚣麓努矮在c o p 遂集上透 亍，标准臻选择应警与c c p 遥羲 、速度魄定 义配套j 图3 - 5 - 2 一l 与圈3 - 5 2 2 分别为自动剩余静校工f 前后d e 叠加剖 瑟。 2 0 图3 5 2 1 未徽静较正处理转换波迭加溺面 圈3 - 5 2 2 静较正处理后转换渡迭桶割丽 l i 油人学( 华东) 硕1 ：论文第3 章转换波波场地髓资料处理方法研究 3 6转换波叠詹偏移 经恰当酶爱露露差( n m o ) 校曩三和转换波( 一s v ) 囔翅时差( p ￥0 ) 校 难后得到的叠加剖面，在运动学意义上非常接收零炮检距剖面，在此基础 上进行p - s v 渡叠嚣镳移。 图3 - 6 1 给如的点绕射的p - s v 转换波。该绕射点离地面共转换点 ( c c p ) 距离为x ，震源和接收点都在同一c c p 位鼹上。菇能量从震源出 发， 用p 波速度v ，。径路径a 到达绕射点，再用s 波速度v 、。沿路径b ，这叫 陔c c p 点。总静旅行时由下式给出： 。争旦+ 争蔓 ( 3 一s 1 ) 乞￥。i 鲁v d 刺f 行路径，射线参数p ，是常量，对上行路径，射线参数p z 也怒常量，& 【 对于全部i 有口2 警，罡。弩 沿，t 行路衽稻下雩亍路径传疆静总水平薤离等于迤捡距 t 瑚火学( 华尔) 硕十论文第3 章转换波波j 为地震资料处理方法研究 删套格2 唾撮( 3 - 6 - 2 ) 在第i 层内，蓿令鲁= 警击 对于所有层，e 为常量，及上式可醴看出，如匕麓深度变化，劂全部 层的角度e ；和；是不相同的，上行和下行射线路径是不一致的。如果这 两个射线路径致，则对全部层有0 。= 掣，由此可知，匕t = c ，溆明 在这种情况下y 。圪谯必须为常量。圜此，爆炸反射颟模型( l o e w e n t h a e ta 1 1 9 7 6 ) 对p - s v 波已不完全适台，除非v 。v 。不随深度变化。 b a r kph a r r i o o n ( 1 9 9 3 ) 根据水平层状分质的点敞射，建立f - s v 波 绕射模型，推导出能使绕射正确稿移的速度函数是： * ” 0 ( f ) 邵) 玛( f ) z ( i ) ( f ) 国e 盼( o ( 3 - 5 - 3 ) p r o m a x 系统提供建立用于转换波爨后偏移的偏移速度模块c o n s t r u c t 黔v e l o c i t i e s ( 该模块除此之井，还提供甬予叠加的n m o 遮囊) 。任何叠 后偏移程序都可以用这个速度对叠加剖面进行偏移。 3 7 转换波处理漉程 我们建立了两套转换波处理流程参见例3 - 6 一i 、图3 6 2 。一套是 完全利用现有的常规处理系绫处理转换波资料，这套漉程可以用米进行转 换波现场处理和前期处理。另一套是利用转换波专用的处理模块和现有的 常规处理系统醚台使用处理转换波资料，这套流程可以用束进行转换波展 期精细处理。 i i 油人学( 华东) 硕士论文第3 章转换波波场地震资料处理方法研究 石油人学( 华东) 硕士论文第3 章转换波波场地震资料处理方法研究 2 s 石油大学( 华东) 硕士论文第4 章实际地震资料处理殿效果分析 第4 章转换波实际资料处理 4 ，1盐城地区转换波资料概况 1 9 9 8 年，在江苏靛城地区进行了三分量资料采集。总共采集了三条 兰分量地震铡线，分剐是9 8 y x z l 、9 8 y x z 2 和9 8 y x z 3 ，其具体侮鼹如图4 一 卜1 所示。这三条测线均经过盐城l 井( 盐城l 井在测线9 8 y x z t 的c d p 号 为2 2 3 ，9 8 y x z 2 的c o p 号为1 8 1 ，9 8 y x z 3 静c d p 号为2 7 1 ) ，萁中9 8 x y z i 测线还经过盐参l 井。 三条测线的主要采集参数为： 井中炸药震源激发，三分量捡波器接收，每炮记录2 8 8 道( 每个分爨 9 6 道) ：道间距4 0 朱，驻小偏移距6 0 0 米，最大偏移距4 4 0 0 米；炮点移 动距离4 0 米：覆燕次数为4 8 ；采样间隔2 毫秒，记录长度8 秒。 图4 1 2 、4 一l 一3 和4 一卜4 分别为9 8 y x z l 、9 8 y x z 2 和9 8 y x z 3 测线 某原始单炮记录，图中由发至右依次为x 分量、y 分量和z 分量，在x 分 量上均可见较强奁勺转换波。 z 釉大学( 华东) 硕士论文 第4 章实际地髓资辩处瓒及效果分析 强一t - 2x 分萋 潮一 i3 ￥分鬟= 2 7 z i 油大学( 华东) 硕士论文 第4 章实际地震资料处理及效果分析 图4 一卜4z 分量 赫城三条三分量遗纛测线各种炸药爨炮数统计觅表4 - 1 。觚衷4 一l 可 以看出，9 8 y x z l 线的施工质量较好，但9 8 y x z 2 和9 8 y x z 3 线的施工质量却 较篷，在资瓣楚灌中发袋，反遒及不工俸道较多，甚至溅褒遂净错误的瑷 皴，这无疑将会到最终成果的质燃。 2 8 秭溜大学( 华乐) 赣士沦文 籍4 睾实际建麓资瓣处瑾及敲粜分手厅 表4 一l 盐城三分凝地震测线各种炸药量炮数统计 空坏 溅线4 k g6 k g 8 k g 1 0 k g1 2 k g1 4 k g1 6 k g合计 斑数 9 8 y x z l07921 1 93o 1 4 05 9 8 y x z 2o 1 0 3 l1 01 9 4ol2 4 61 0 ，9 8 y x z 33 3 2 4 6 9 4 7 6002 0 6】8 4 2 盐城地区转换波资料处理 三分量数摄分离：由于在野外采集时，将每炮的三分量地震数攒郯记 成一个文件，掰激在数据解编瓣，瘟将三分量数据进行分离，来分别得到 x 分量、y 分量和z 分量数搬榘。对于这三条测线，三分量数据记录格式 为：每炮2 8 8 邋，其中l 一9 6 道为x 分量，9 7 1 9 2 为y 分量，1 9 3 2 8 8 为z 分量。嚣戴霹以对三努爨数豢遘嚣分离。曼羚，在分离露还应该参照 原女厶记录，以确保分离正确。 x 分量的显著特点是初麓折射波区较强，几乎看不到反射波；y 分量 的鼹蕊特点是秘至辑射波区娥嚣，且连续性也最差，熨难看到反射波；z 分鬣麓显著特点楚裙至辑奏季波嚣最强，置遣续注氇最好，可以清楚翘餐翻 反射纵波。 道编辑：道编辑主要包括识别坏炮、坏道、反极性邋，并对之进j ：处 理。肉眼说剐环i 您和坏遂是魄较套易戆，但是识剐反掇性道翼唾糖对要困难 一些要仔细图而髓花费更多的时闯精力。反极性道一般容易在水平分爱( x 分翳和y 分量) 记录出现，如阁6 2 1 a 显示的为一原始单炮记录x 分摄 已 是， 蘧大学( 肇东) 硕士论文第4 章实舔遗霞甄料处理及效黎分褥 图4 - 2 - i ax 分量 浚还录主存在几个复辍甓邋， 可见反射波同相轴。 l 94 - 2 一i b 极性调整后的x 分量 壤经褥整惹熟迎录如螫6 - 2 - t b 新示 在所采集的三祭测线中，9 8 y x z 2 和9 8 y x z 3 测线的水平分量：反极性 遭较多，风乎每炮都翕，遥数在凡道型+ 凡逡之阕。 波场分离和振幅处理：由于近地液存在低速带，所以当艨射波传播到地农 时，其射线路径是近似垂直于地谢的。所以反射纵波主要在z 分量上，及 射转换横滚主要亳水平分量土。也筑是说，出予近地表繇遴攀藤影麓，反 射飘波和反射转换横波是近似解搦黔，从革炮记录上也狠容易看出来。因 此，可以不做波场分离，将z 分撼当作反射纵波束进行处理，x 、y 分恩 当俘转换波处理。 瓤池犬学( 华尔) 硕士论文第4 章实际地震资料处理殿效果分 斤 图4 - 2 2 蔼x 和y 分