061154 张建明 地震资料采集与处理

序号 成绩 中国地质大学（武汉）本科生实验报告地震资料采集与处理上机实验报告姓 名： 张建明 班 级： 061154 学 号： 20151000912 指导老师： 卞爱飞 小组成员： 张建明，朴青峰 完成日期： 2018年5月11日目录1. 一维带通滤波12.动校正与叠加103.偏移算子点脉冲响应134.叠后数据偏移165.总结201.一维带通滤波实验1.1. 实验目的 利用一维频率域滤波方法分析实际地震资料中有效信号与干扰波的时空分布特征，掌握低通、带通、高通滤波器的设计方法和相关SU模块的调用方法，设计频率域滤波器进行有效信号与噪音的分离，对滤波前后地震剖面进行处理效果对比显示，分析一维滤波方法的优缺点。1.2. 基本原理本实验核心处理模块为sufilter常用的模块调用方法为：sufilter fileout.su f=x1,x2,x3,x4 amps=y1,y2,y3,y4 & 吧其中 sufilter 为调用模块名称，filein.su 为输入的 SU 格式时间域多道地震信号文件名，fileout.su 为处理输出的 SU 格式时间域多道地震信号文件名，f 为频率控制点，amps 为对应频率控制点的振幅值，&表示后台运行，表示方括号内的参数有默认值，可选填。对于标准的频率域带通滤波器，4个控制频点及相应频点振幅谱即可确定一个带通滤波器的形态。1.3. 实验步骤（1） 在当前控制台输入cd $CWPROOT/demos/nmo命令进入SU动校正与叠加演示目录，输入命令sh pre.sh学号学号为个人实际学号。（2）合成演示数据。（3）原始数据显示。（4）原始数据增益补偿。（5）原始数频谱分析。（6）对比不同频带信号特征。（7）设计带通滤波器1.4. 实验结果与分析1.4.1. 原始数据原始数据的图像如图1-1所示，振幅只有在中间的上半部分比较明显，其他地方振幅基本为0，通过显示模块suximage后得到的图像如图1-2图1-5所示，从图1-2可以看出在中间部分存在比较明显的扫帚状的面波噪声， perc的选择并不是越大越好，在perc=90时，数据显示最清晰，继续增大，数据显示效果降低。 图1-1：原始数据 图1-2：原始数据（perc=85） 图1-3：原始数据 （perc=90） 图1-4：原始数据（perc=95） 图1-3：原始数据 （perc=901.4.2原始数据增益补偿原始数据的图像如图1-1所示，通过增益显示后得到的图像如图1-6图1-9所示，从图中可以看出在中间部分存在比较明显的扫帚状的面波噪声，地震波能量明显减弱，不同的 Tpow值对不同深度的增益补偿效果不同，Tpow值越小，浅部的能量突出效果明显，Tpow值越大，深部的能量突出效果越明显。 图1-6 增益补偿（tpow=1） 图1-7 增益补偿（tpow=2）图1-8 增益补偿（tpow=3） 图1-9 增益补偿（tpow=4）1.4.3原始数据频谱分析原始数据频谱分析如图1-10所示，从图中可以看出能量主要集中在频率为5-40Hz的低频范围，在60-80Hz的频率分布有零星的能量，可能是在对应位置下面存在波阻抗较大的界面，并且随着perc值得增大，浅部能量也被压制。图1-10频谱分析（perc分别为95,97,99,99.9）1.4.4低通滤波对其进行低通滤波（sufilter模块，f=0,15,40,50，amps=1,1,0,0）得到的图像如图1-11所示，与原始图像相差不大，中间的面波噪声依然没有过滤掉，且浅层反射的振幅减弱，分析其原因，主要是因为浅层反射波频率高，被过滤掉了。 图1-11：低通滤波 图1-12：高通滤波1.4.5高通滤波设计不同的高通滤波器对其进行高通滤波，得到的图像如图1-12所示，通过比较，高通滤波对面波的压制作用较大。 1.1.6带通滤波设计带通滤波器，得到的图像如图1-13所示，其中滤波器参数为f=15，20，50,70，amps=0,1,1,0时，带通滤波结果可以基本过滤掉面波，得到的带通滤波的结果中在中间某些部分振幅减弱，图像变得不连续。 图1-13：带通滤波 1.1.7带通滤波设计设计带通滤波器，其中滤波器参数如下图（图1-14），滤波结果如图1-15，其中参数为f=19，20，30,35，amps=0,1,1,0时，带通滤波结果可以基本过滤掉面波，得到的带通滤波的结果中在中间某些部分振幅减弱，图像变得不连续。图1-14 带通滤波器参数图1-15 带通滤波结果2. 动校正与叠加2.1. 实验目的利用合成地震数据制作速度谱进行交互速度分析，掌握SU动校正与叠加模块的原理与使用方法，分析动校正前后CDP道集变化特征与叠加效果。2.2. 基本原理动校正核心sunmofileout.su par=parf&其中sunmo为调用模块名称，filein.su为输入的SU格式CMP道集文件名，fileout.su为处理输出的SU格式CMP道集文件名，parf为速度交互分析拾取得到动校正速度参数文件，&表示后台运行。叠加核心Sustackfileout.su &其中sustack为调用模块名称，filein.su为输入SU格式动校正后CMP道集文件名，fileout.su为处理输出的SU格式CMP道集叠加文件名，&表示后台运行。2.3. 实验步骤（1） 在当前控制台输入cd $CWPROOT/demos/nmo命令进入SU动校正与叠加演示目录，输入命令sh pre.sh学号学号为个人实际学号（2） 层状模型数据合成。在当前控制台输入命令sh 学号_job1.sh学号生成演示模型数据并显示。（3） 叠前炮集数据合成。在当前控制台输入命令sh 学号_job2.sh学号得到合成的12炮叠前炮集数据并显示。（4） 交互速度分析。在当前控制台输入命令sh 学号_job3.sh学号按照提示进行速度谱交互拾取与保存，其中拾取时按照时间由小到大将鼠标放在能量团位置后按S键保存拾取结束按q退出在控制台确认保留本次拾取结果。（5） 动校正与叠加。在当前控制台输入命令sh 学号_job4.sh学号进行CDP道集分选，动校正叠加并显示。（6） 分析总结速度分析与动校正中的现象及其成因。2.4. 实验结果图2-1：层状模型数据 图2-2：12炮叠前炮集数据2.4.1交互速度分析按照提示进行速度谱交互拾取与保存，其中拾取时按照时间由小到大将鼠标放在能量团位置后按S键保存拾取结束按q退出在控制台确认保留本次拾取结果。图2-3交互速度分析2.4.2动校正与叠加如图，经过交互速度分析后，CDP分选道集如图2-4，同相轴的大致形态为双曲线，这时候我们需要对地震道集进行动校正，获取到如图2-5同相轴近乎水平的地震道集，最后，由动校正后的数据进行叠加。由于交互速度分析不够精确，同相轴在远炮检距的地方出现扭曲，如图2-6。图2-4 CDP道集 图2-5动校正 图2-6叠加3. 偏移算子点脉冲响应3.1. 实验目的掌握常用波动方程叠后偏移方法基本原理及相应 SU 模块使用方法，分析理想条件下不同偏移算法的点脉冲响应特征， 通过简单模型偏移效果对比分析不同偏移方法的优缺点。3.2. 基本原理本实验核心处理模块为 sumigfd、 sustolt、 sugazmig、 sumigpspi（1）隐式有限差分法波动方程偏移模块 sumigfdsumigfd 的常用输入方法为：sumigfd fileout.su nz=x dz=y vfile=vel dip=a &其中 sumigfd 为调用模块名称，filein.su为输入的SU格式叠后地震信号，fileout.su为处理输出的 SU 格式叠后偏移结果，x为偏移结果深度域采样点数，y 为深度方向网格间距，vel 为偏移使用的二进制速度文件名称，a 为最大地层倾角度数，支持45、 65、 79、 80、 87、 89、90 这 7 种角度范围，&表示后台运行。表示方括号内的参数有默认值，可选填。（2）常速 F-K 域波动方程偏移模块 sustoltsustolt的常用输入方法为：sustolt fileout.su cdpmin=x cdpmax=y dxcdp=z noffmix=a tmig=b vmig=c &其中 sustolt 为调用模块名称，filein.su 为输入的 SU 格式叠后地震数据或叠前共偏移距地震数据，fileout.su 为处理输出的 SU 格式叠后偏移结果，x 为偏移输出起始cdp号，y为偏移输出结束cdp号，z为 cdp 间距，a为叠前共偏移距道混波道数，默认取 1，b 为偏移均方根速度数值取值时刻，c为对应时刻的偏移均方根速度，&表示后台运行。表示方括号内的参数有默认值，可选填。（3）垂向变速 F-K 域相移法偏移模块 sugazmigsugazmig 的常用输入方法为：sugazmig fileout.su vfile=vel &其中 sugazmig 为调用模块名称，filein.su 为输入的 SU 格式叠后地震数据，fileout.su 为处理输出的 SU 格式叠后偏移结果，vel 为偏移使用的二进制速度文件名称，&表示后台运行。表示方括号内的参数有默认值，可选填。（4）F-K 域相移加插值波动方程偏移模块 sumigpspisumigpspi 的常用输入方法为：sumigpspi fileout.su nz=x dz=y vfile=vel &其中 sumigpspi 为调用模块名称， filein.su 为输入的 SU 格式叠后地震数据， fileout.su 为处理输出的 SU 格式叠后偏移结果， x 为偏移结果深度域采样点数， y 为深度方向网格间距，vel为偏移使用的二进制速度文件名称，&表示后台运行。3.3. 实验步骤（1） 在当前控制台输入cd $CWPROOT/demos/implse命令进入SU动校正与叠加演示目录，输入命令sh pre.sh学号学号为个人实际学号（2） 演示数据合成与显示（3）匀速模型生成与显示;（4）点脉冲响应计算；（5）点脉冲响应显示；（6）分析介质不同算子响应特性并解释差异原因。3.4. 实验结果理论上点脉冲的响应的同相轴应该是一个半圆，如图3-1所示，生成的点脉冲叠后模拟数据如图3-2所示. 图3-1：理论点脉冲响应 图3-2：点脉冲叠后数据3.4.1. 隐式有限差分法波动方程偏移点脉冲响应分别利用45、65、80近似波动方程隐式有限差分法偏移（sumigfd）得到的点脉冲响应图像分别如图3-3、3-4、3-5所示，从图中可以看出，响应结果与理论相差较大，出现了很多虚假的响应特征，三幅图像中主要的响应特征都偏离了半圆形状，在下顶点处附近与理论的半圆类似，45和65响应特征类似，65的精度更高，在80响应的图像的底部和上部还出现了类似圆弧的虚假特征。 图3-3：45近似方程偏移点脉冲响应 图3-4：65近似方程偏移点脉冲响应 图3-5：80近似方程偏移点脉冲响应 图3-6：常速 F-K 域波动方程偏移点脉冲响应3.4.2. 常速 F-K 域波动方程偏移点脉冲响应利用常速 F-K 域波动方程偏移得到的点脉冲响应如图3-6所示，与隐式有限差分法波动方程偏移结果相比较，可以看出常速Stolt偏移法点脉冲响应精度更高，出现的虚假特征更少，但是与理论的半圆形状仍然有所差别。3.4.3. 垂向变速 F-K 域相移法点脉冲响应垂向变速 F-K 域相移法点脉冲响应的结果如图3-7所示，与常速 F-K 域波动方程偏移点脉冲响应相比，主要在中间部分多出了虚假的响应特征，分析其原因，应该是垂向变速 F-K 域相移法主要适用于垂向变速的模型，而实验模型是一个匀速模型。 图3-7：垂向变速F-K域相移法点脉冲响应 图3-8：F-K域相移加插值波动方程偏移点脉冲响应3.4.4. F-K 域相移加插值波动方程偏移点脉冲响应F-K 域相移加插值波动方程偏移点脉冲响应的图像如图3-8所示，出现的虚假响应特征主要是类似于一种震荡图像，这种虚假的响应特征应该也是由于该方法适用于任意变速模型，而实验模型是匀速模型所导致的。4. 叠后数据偏移4.1. 实验目的掌握常用波动方程叠后偏移方法基本原理及相应 SU 模块使用方法，通过简单模型偏移效果对比分析不同偏移方法的优缺点。4.2. 基本原理同实验34.3. 实验步骤（1） 在当前控制台输入cd $CWPROOT/demos/wem命令进入SU动校正与叠加演示目录，输入命令sh pre.sh学号学号为个人实际学号（2） 演示数据合成与显示（3）非均匀速度模型生成与显示；（4）叠后数据偏移计算；（5）叠后偏移结果对比显示。（6）分析便宜结果差异并解释差异原因。4.4. 实验结果与分析4.4.1. 叠后数据以及偏移速度模型生成的叠后数据如图4-1所示，时距曲线存在明显绕射双曲线，生成的偏移速度模型如图3-2所示 图4-1：叠后数据 图4-2：偏移速度模型4.4.2. 隐式有限差分法波动方程偏移利用45、65和80近似方程偏移的结果分别如图4-3、4-4和4-5所示，从中可以看出隐式有限差分法波动方程偏移效果较好，能够将绕射点收敛到其顶点处，但45和65偏移仍然存在不太明显的绕射双曲线，80偏移绕射点收敛较好。 图4-3：45近似方程偏移 图4-4：65近似方程偏移 图4-5：80近似方程偏移 图4-6：常速 F-K 域波动方程偏移（v=2000）4.4.3. 常速 F-K 域波动方程偏移利用常速 F-K 域波动方程偏移（sustolt）选择不同的偏移速度（v=2000,2200,2400,2600,2800），得到的图像分别如图4-6,4-7,4-8,4-9,4-10所示，可以看出绕射点收敛的情况与速度的选取有很大关系，当选取的速度过低时绕射点处还会有下拉的情况，当选取的速度过高时绕射点处会有上抛的情况，经过比较 ，上层叠加速度应为2200m/s左右，下层叠加速度应为22002400m/s之间。 图4-7：常速 F-K 域波动方程偏移（v=2200） 图4-8：常速 F-K 域波动方程偏移（v=2400） 图4-9：常速 F-K 域波动方程偏移（v=2600） 图4-10：常速 F-K 域波动方程偏移（v=2800）4.4.4. 垂向变速 F-K 域相移法偏移垂向变速 F-K 域相移法偏移（sugazmig模块，gazdag）的结果如图4-11所示，从图中可以看出，绕射点处仍然不收敛，主要原因是实验模型存在横向速度变化，而垂向变速 F-