地震数据处理.doc

地震数据整体流程不同软件的地震数据处理方式不同，但是所有软件的处理流程基本是固定不变的，最多也是在处理过程中处理顺序的不同。整体流程如下：1 数据输入（又称为数据IO）数据输入是将野外磁带数据转换成处理系统格式，加载到磁盘上，主要指解编或格式转换。解编：将多路编排方式记录的数据（时序）变为道序记录方式，并对数据进行增益恢复等处理的过程。如果野外采集数据是道序数据，则只需进行格式转换，即转成处理系统可接受的格式。注：早期的时序数据格式为记录时先记录第一道第一个采样点、第二道第一个采样点、第一道第二个采样点、第二道第二个采样点、直至结束。现在的道序记录格式为记录时直接记录第一道所有数据、第二道所有数据、直至结束，只是在每一道数据前加上道头数据。将时序数据变为道序数据只需要对矩阵进行转置即可。2 置道头2.1 观测系统定义目的为模拟野外，定义一个相对坐标系，将野外的激发点、接收点的实际位置放到这个相对的坐标系中。即将SPS文件转换为GE-Lib文件，包括1）物理点间距2）总共有多少个物理点3）炮点位置4）每炮第一道位置5）排列图形。2.2 置道头观测系统定义完成后，处理软件中置道头模块，可以根据定义的观测系统，计算出各个需要的道头字的值并放入地震数据的道头中。当道头置入了内容后，我们任取一道都可以从道头中了解到这一道属于哪一炮、哪一道？CMP号是多少？炮间距是多少？炮点静校正量、检波点静校正量是多少？等等。后续处理的各个模块都是从道头中获取信息，进行相应的处理，如抽CMP道集，只要将数据道头中CMP号相同的道排在一起就可以了。因此道头如果有错误，后续工作也是错误的。GOEAST软件有128个道头，1个道头占4个字节，关键的为2（炮号）、4（CMP号）、17（道号）、18（物理点号）、19（线号）、20（炮检距）等。2.3 观测系统检查利用置完道头的数据，绘制炮、检波点位置图、线性动校正图。3 静校正（野外静校正）静校正为利用测得的表层参数或利用地震数据计算静校正量，对地震道进行时间校正，以消除地形、风化层等表层因素变化时对地震波旅行时的影响。静校正是实现共中心点叠加的一项最主要的基础工作。直接影响叠加效果，决定叠加剖面的信噪比和垂向分辨率，同时影响叠加速度分析的质量。静校正方法：1） 高程静校正2） 微测井静校正-利用微测井得到的表层厚度、速度信息，计算静校正量3） 初至折射波法4） 微测井（模型法）低频+初至折射波法高频4 叠前噪音压制干扰波严重影响叠加剖面效果。在叠前对各种干扰进行去除，为后续资料处理打好基础。常见干扰有：面波、折射波、直达波、多次波、50Hz工业电干扰及高能随机干扰等多种情况。不同干扰波有不同特点和产生原因，根据干扰波和一次反射波性质（如频率、相位、视速度等）上的不同，把干扰和有效波分离，从而达到干扰波的去除，提高地震资料叠加效果。常用的方法有：F-K变换、t-P变换、SVD变换等5 振幅补偿（真振幅恢复）由于震源激发产生的能量，在向下传播时能量总量逐渐损耗，同时能量覆盖球面面积越来越大，单位面积上能量分布越来越小。采用的方法有：球面扩散补偿、地表一致性补偿6 叠前反褶积受大地滤波作用的影响，地震波在地下介质传播过程中，随着传播路径的增加，分辨率逐渐下降。反褶积目的：消除大地滤波作用的影响，恢复反射系数，提高地震记录地下岩层刻画能力。主要作用：压缩地震反射脉冲的长度，提高反射地震记录的分辨率，并进一步估算反射界面的反射系数。另外还可消除多次波反褶积使我们能更细致地观察地下物性的纵向变化。主要方法有：预测反褶积、脉冲反褶积、地表一致性反褶积7 CMP道集分选（抽道集）CMP道集又称共中心点道集，当地震数据置完道头以后，每个地震道的CMP号、线号、炮间距等各种信息就已经存在了，因此，分选就是利用道头信息，按照要求将地震道排列到一起。即将共炮点道集CSP转换为共中心点道集CMP。CMP分选一般按CMP号从小到大，使用两级分选或三级分选：CMP、炮检具（站号）CMP、线号、炮间距（站号）CMP道集经过动校正后，就可以将道集内各道求和，形成叠加道。每个CMP都进行求和，就形成了叠加剖面。8 速度分析由正常时差计算叠加速度。现在一般指速度谱计算或速度扫描。在资料处理时，地震波速度是控制成像质量的关键参数和计算地层许多属性的依据；在解释时，根据地震波速度决定构造特征和地层岩性。两种基本速度谱方法：叠加速度谱、相关速度谱9 动校正、切除和叠加动校正的目的：消除正常时差的影响，使同一点反射信息的反射同相轴拉平，为共中心点叠加提供基础数据。动校拉伸畸变产生的原因：动校正前，远道信息较近道少，浅层的远道只有几个采样点，甚至没有。但动校正后，远、近道的采样点数是相同的，多出来的样点只能靠波形拉伸产生。实际处理中解决拉伸畸变的直接办法就是切除。叠加：CMP道集经过动校正后，就可以将道集内各道求和，形成叠加道。每个CMP都进行求和，就形成了叠加剖面。10 剩余静校正由于技术上原因或某些人为因素，例如低速带速度及厚度难以测准，使得野外实测资料往往不够准确，故进行了野外静校正后仍残存剩余静校正量。求取剩余静校正量并加以校正叫剩余静校正，因为采用自动统计方法求取剩余静校正量，故也叫做自动剩余静校正。剩余静校正量同样会影响记录的对比解释、叠加质量及参数的提取，故也必须设法把它从反射波的到达时间中消除。方法：从剩余静校正的求取过程可以看到，求取剩余静校正量首先用叠加道作为模型道。但是，由于剩余静校正的存在，速度分析的精度受到影响，导致动校正精度降低，并且，模型道的形成也受剩余静校正量的影响，因此，第一次求取的剩余静校正量不一定十分准确。11 倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移做DMO的目的：1）反射界面倾斜时，道集中同层反射信号并不是精确地来自同一个点，而是反射点发生了沿反射界面向上方向的离散。2）当不同倾角的倾斜界面同时存在，在地震记录中，反射界面相互交叉。根据速度分析知识可知，叠加速度与倾角有关。此时两个反射同相轴的交点处的叠加速度是不同的，而实际提取速度时，同一点同一个反射时间只能使用一个速度。因此，只能舍弃其中的一个速度。速度被舍弃的反射同相轴，叠加后能量被削弱，另一个反射同相轴能量被加强。12 叠后提高分辨率1）叠后提高分辨率的理由和目的一方面，由于叠加的低通滤波效应，使叠前已经展宽的频带又变窄，有进一步展宽频带的需要。另一方面，叠加后的地震记录的信噪比大幅度提高，为进一步提高分辨率地在奠定了基础。叠后提高分辨率的目的就是进一步提高地震记录对薄层的识别能力。2）叠后提高分辨率常用方法（1）类似谱白化的时变零相位反褶积系列，这种方法分频带在时间域内把振幅均衡，希望等价于把振幅谱的振幅均衡，相位谱没有处理。可以分段分时。（2）反Q滤波系列，Q是地震波传播介质的品质因数，其物理意义是，波传播一个波长后，原存储能量E与所损耗能量比E之比。反Q是利用各反射层的Q值，恢复被地层吸收的能量，达到抬升高频信号，提高分辨率的目的。13 叠后噪声压制叠后噪音压制的原因和目的：1）虽然叠后进行了各种噪音压制，但对于一些能量相对较弱的噪音难以识别和彻底压制，因此，叠加地震记录中仍然会有一些噪音存在，需要进一步压制，从而进一步提高地震记录的信噪比，也可以为进一步提高地震记录的分辨率奠定基础。2）经过叠后提高分辨率处理的剖面，会使一些高频噪音的能量抬升，降低地震资料的信噪比。因此，需要对高频噪音进一步压制3）某些低信噪比资料，叠加后的地震记录难以追踪解释，需要提高信噪比，增强连续性，以满足解释的需要。注意：压噪处理可以根据地震记录的情况，放在流程的任何部位，没有固定的次序。常用的叠后噪声压制方法：1）随机噪声衰减：提取可预测的线性同相轴，分离出噪音，达到提高信噪比的目的。注意：线性假设并不符合实际情况，也容易失真。2）F-K域滤波：主要用于压制线性相干干扰。在F-K域中，线性相干干扰分布比较集中，范围较小，可以将其切除，达到压制线性相干干扰的目的。类似的还有F-X域滤波等等。注意：容易引起“蚯蚓”线性，建议不使用扇形滤波因子。3）多项式拟合：基于地震道数据有横向相干性的原理，假设地震记录同相轴时间横向变化可用一高次多项式表示。沿同相轴时间变化的各道振幅变化也可以用一待定的多项式表示。首先通过多项式拟合，求出地震信号的同相轴时间、标准波形和振幅加权系数，然后将它们组合成拟合地震道。4）径向滤波：在定义的倾角范围和道数内，通过时移求出最大相关值所对应的倾角，然后沿这个倾角对相邻道加权求和，从而增强该倾角范围内的相干同相轴。虚弱随机噪音和倾角范围以外的同相轴，提高地震记录的信噪比。14 叠后时间偏移叠后时间偏移的原因和目的：在地面记录的未经偏移的反射图像，不是正确反映地下界面的图像，原因在于它受到几种畸变作用的影响，最显著的影响是来自地质界面截断的绕射波和倾斜界面上反射点与地面位置间能量的横向移动。1） 叠加剖面中反映的反射界面位置不是地下实际界面的位置，因此，偏移处理的第一任务，就是要使倾斜层归位。2） 在界面的断点，或断层断点处，在叠加剖面中形成绕射波，因此，偏移的第二个任务，就是使绕射波收敛，使断点、断面清楚。3） 当界面弯曲时，叠加剖面中的图像更为复杂，同相轴相互交错，回转波较多，偏移还要使弯曲界面产生的“蝴蝶结”状的回转波解开。最终得到断点、断面清晰，反映地下反射界面的真实位置和构造形态的剖面。注意设计处理流程时应注意一下两点：1） 在一个流程中，必然有起主要作用的主导模块以及一些服务性模块，他们之间的合理搭配，是保证处理流程取得满意效果的重要因素。所谓合理搭配，首先是在模块库内选择所需