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中国石油大学（华东硕士学位论文复杂断块地震资料处理技术研究与应用姓名:司廷华申请学位级别:硕士专业:地球探测与信息技术指导教师:印兴耀20051001413-**小性■村肢

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厚度、速度参数,井深数据等形成不同的校正量库进行应用。第一步将地震数据校正到浮动基准面，在浮动基准面上进行速度分析、动校正和叠加，第二步将地震数据校正到固定基准面上进行后续处理。应用实例见图2中国石油（a野外校正前（b野外校正后图2野外校正前后单炮W.fii-UEwAB-WnjE-i-amo-Mhit-snRPHMMAJUflflhFlllMMlJW.fii-UEwAB-WnjE-i-amo-Mhit-snRPHMMAJUflflhFlllMMlJJIsw*B«trrintj.ink晚更立』财■・也意胸■■.Fi而AM.E-3U»LllrM♦HAff整军,，晟点T耳;*•f中理I对F.l.TH创WH.tK日就M^・6®・bE—FUP^hL单9^4n<vvA-ff.司推xnhHfia/H屹前即rkFif*#・IT■AKTBHWuJCt-L^iJLS.4JRtl3t.-Btt.kBMAfeflFtf.lMAIjmr^LL，"髦站F>ITM世心土土由质ifl'liftififfCMRR■理■K£kNtHUKrNH111,急：汨■厦崖H.«MCUMlfMHiTFHiil.£Atl<nilfJtrtHReIirfll-ttt*.审i*iLaAFi廿日•世」勃亡5IEIL日，士秘AHW.A'IRVirA.MHLVKEriR.sfutfl-ijiUTESrn：1"P：“』近星券可点为协也Mhh»；£；•盅％烦，也可IE斗厦JI三竖&世耳鼻厦皿她吨SJ.F9CLAt311^Vf-LtltcaffIE.N：创花*垣幽概E<s）诘辑mh„fiAd.^iiTfTMA^rtdi9=ttLrttr日W粒工量.粉食呻迁作a.譬*ti#檀iF・omna6止冒片址t：由日;+bH■嫩Hil怦防菱k距■枝苫ir■1irnaw^iur.*4HJ-E^cllbfi■?S"M<KLiSHSK21MI?.BW.JfJJ«JhrifrBlf|Fp.午卑的杓皂打网J■恨吁1］匿诟・用1椅听岬甘-叫正噌小/号叩恒凯国叫院WEKH.新驰#SEEiEBQa中国石油大学（华东硕士论文第2章静校正技术波同相轴的连续性得到改普,剖面信噪比明显提高。（a折射波静校正（b折射波静校正图4折射波静校正前后剖面对比理论上，折射波静校正方法能够较好地解决地形变化及炮点、检波点的低降速带所代表的静校正量的变化。但在实际应用中,要想取得理想效果还必需具备以下两个条件：、（1初至折射波的速度变化不能太剧烈。（2记录初至必须清楚2.4自动剩余静校正自动剩余静校正处理是提高剖面信嗓比的重要手段之一。经过野外地表商程校正和折射波静校正消除长波长的影响后，还存在着中短波长的剩余时差。要进一步提高反射波同相性,实现同相叠加，还必须在做好速度分析的基础上进行自动剩余静校正的多次迭代。以便提高速度分析的精度和剖面的信噪比,改善剖面品质。在自动剩余静校正的迭代过程中，采用分频处理的手段，可进一步提高剩余静校正的可信度和精度。第一次应用低频优势频带求取静校正量是为了保汪所求校正量的可信度,而第一次后迭带时应用全频带求取静校正量是为了提高静校正量的精度。T*rHt,tHI*#l#Ui.^ITftWfs111*•EWi廿京鼻■:KBqri1Jhit-iri«m*ii心况■■抻Uli鼻雨由也.■fj£-lt*ntmi-?^-T«iA-h-ift帛INItftttMSlifit*-.SiPiffE-M««IR4H4!ttVei:UrU*i|MbML^”L・«L用A■见十例♦事H-l—R♦陕』■用卜皂丈■■-■■—WSI门■明UH14+♦■；亡#膏丘诂用■膏kl.印此:MIAKl-rtrlIfitr，r：i■■41±11**的*电J.MM.睬程■H-l«ff*J«HFIiT#.Alt.*iKBLKl^aniunnvAP.iiiHiP«f■-■吐暨EkJiiuihs：HiLUPAt*童■异■帕幡建・AMd.H,u咛.6瞄实甫史MIMii-«.X»IKir4«U.n^4-权住的■雄■；/s-.n#»sr-■二j*・帽■炊川Ifmil!■琥芒■,RE汁珥E在睥*£也AffttA.USITtlfltieAr.WRJi-■=»•NH#RitHJIH*■!!f■■印?i<*Wrt-SrflfKIH?.!■蚤・ti.*fil!噬•站I*.TIJE-IWWftMIMlII■ajilTfttu.河・・遇!『期煎日4律n■速最将尚叫W«RN--f-ffPCD：HPtLVFW-E险诚帝日丑■处IK/N吐中国石油大学（华东硕士论文第2章静校正技术（a剩余静校正前（b剩余静校正厉图5自动剩余静校正迭代前后剖面对比从图6可以看出，经过自动剩余静校正的多次迭代后，剖面从浅至深同相轴连续性变好，整体资料品质得到进一步改善。3.1干扰波的特征复杂断块的地震资料，由于受她表条件和地下构造的影响。原始资料的信噪比一般都比较低，往往存在多种类型的干扰波。通常我们将干扰分为两大类，第一类为规则干扰波,主要包括面波、声波、多次波、浅层及次生震源引起的干扰波等，这类干扰波其视速度、视频率和波形都具有自身的传播特点。第二类为无规则干扰波，它包括的范围相当广泛，风欧草动、各类机械振动两形成的混赡,建筑物、地面微震造成的随机干扰，以及伴随震源而产生有弹性波的散射和无规律波的叠加而成的次生干扰等等，它具有很大的随机性,在空间域内其视频率、波形及强度都没有规律，往往对复杂断块的地震资料的反射信号造成极大的危害,没有强有力的迭前去噪手段,严重的干扰噪音会影响迭加速度的准确求取和同相叠加IIoJ。Ca压制面波前fbl压制面波后图6压制面波前后单炮记录中国石油大学（华东硕士论文第3章提高信噪比技术3.2叠前去噪及其效果3.2.1面波的压制过去我们常用的内切除和高通滤波的方法虽然有效地消除了面波，但也损失了面波区以外的有效信息‘11。我们现在采用的区域滤波的方法可以即消除面波又不损害面波区以外的有效波，具体的做法是先确定面波的空间范围，再确定具体资料面波的频率范围，用较小的频率滤掉面波，如图6。3.2.2如何压制声波双向去噪去声波。声波的特点是在单炮记录上视速度非常低，一般只有340m/s,我们首先圈定其范围，然后对低于其视速度范围的振幅进行压制。3.2.3交流电用减去法压制交流电。利用50Hz工业交流电浅深层能量不变及频率特殊的特点，统计出有50Hz交流电的地震道，然后对这些道进行陷频处理,再将陷频处理后的地震道加回原炮（图7。rh1^37f小压制50tfz交流电前fbl压制50ttz交流电后图7压制50Hz交流电前（a后（b单炮记录中国石油人学（华东硕士论文第3章提高信噪比技术3.2.4初至波、折射波应用切除方法压制折射波。每条/束测线切除函数空变，基本问隔10炮定义一个切除函数。3.2.5大值、坏道在检查解编、检查置道头的单炮过程中进行交互道编辑，剔除坏道，不正常道，大值。中国q9fal压制大佰前rb、压制大佰后图8压制大值前后单炮记录3.2.6随机噪音衰减信噪比很低的资料，通常低频和高频背景干扰严重,我们应用保真随机噪音衰减SPARN的方法进行压制。该模块使用影射法将可预测的信号从不可预测的随机噪音中分离出来，从而达到保留信号压制随机噪音的目的。如图9所示。中国石油人学（华东硕士论文第3章提高信噪比技术中国石彼（a随机噪音衰减前（b随机噪音衰减后图9随机噪音衰减前3.3多次波衰减复杂断块的地震资料一般多次波都比较发育，这会严重影响了剖面的叠加效果。因此，如何有效的消除多次波是研究复杂断块地震资料处理的重点内容之一。3.3.1利用多次波和反射波速度的差异消去多次波我们首先根据反射波和多次波的速度差异，在速度分析上准确提取一次反射波的速度。一般来说，在速度谱上同一时间上一次反射波速度较高，多次波速度较低。图10是某地区多次波在速度谱和叠加段上能量团显示对比图，从图中可以看出，多次波速度比较低，速度分析时，应拾取能量稍弱的数值较高的速度,避开多次波的低速强反射能量团,这样能削弱叠加剖面上多次波反射的能量，从而达到压制多次波的目的。riMERIE.H用U右忒咤可It!宅扫奶■此NW芥廿钏n国nM用HHA3F«ft-£<«BE*!-,aM1^11fULtEtJtLK中国石油大学（华东硕士论文第3章提高信噪比技术中国石油大学（华东）（a去多次波前剖面中国石油大学（华东）（b去多次波后削面图11FK删L衰减多次波前后剖面对比3.3.3在动校道集上对多次波进行切除这种方法是显示每个速度点的动校道集，根据多次波在道集不同偏移距上的分布规律，进行有选择的切除，以达到在迭加剖面上消除多次波的目的。3.4多域去噪技术地震数据按照不同的需要和巧i同的处理阶段，可以根据不同的原则和方法，变换到不同的域中。按道集的性质可分为:炮集、CM_P道集、中国石油大学（华东硕士论文第3章提高信噪比技术共接受点道集、共偏移距道集等，按数学域的性质可分为:t-x域、F-K域、t-p域、f-x域【坦1。根据有效信号与噪音在不同域的特性差别，在叠前炮集t-x域剔除声波和野值干扰,在叠后CMP道集F—K域衰减随机噪音、压带4斜纹干扰，从而实现衰减噪音，增强信号的目的。3.4.1f-x域随机噪音衰减技术（a随机噪音衰减前（b随机噪音衰减后图12f-x域随机噪音衰减前后的剖面对比f-x域中随机噪音衰减在提高叠后剖面比方法利用线性预测理论和随机噪声不能预测的原理，对叠后剖面上的线性同相轴（包括有效信号和线性噪声进行预测，分离信号与噪声，压制剖面上的随机噪声,增强有效信号il”。从图12可以看出，随机噪音衰减后剖面的信噪比明显提高,层间反射得到加强,有效信号能量加强。34.2f-k域二维滤波技术二维滤波又称为视速度滤波。它是根据反射波和干扰波传播的视速度不同，来去除干扰波突出有效波的。于是视速度可以表示为：v+:二（3.4.1七+。中国石油大学（华东硕士论文第3章提高信噪比技术所以它又称为（f,k域滤波,简称FK滤波。他可以有效地去除叠加剖面上的斜纹干扰和偏移剖面上的画孤现象。如图13所示，利用F_K域滤波的方法压制不协调产状，提高剖面信噪比。中国石油大学（华东）t所以它又称为（f,虹（afk滤波前（bfk滤波后图13fk滤波前后剖面对比3.4.3t-x域多项式拟和技术该方法认为叠加剖面上地震信号横向上是连续的，即使地下一个很短的反射面，与它有关的信号也有很大的分布范围。也就是说信号的相位时间横向变化是光滑的,信号振幅也是如此。对于多道记录来说，不管信号的时间和振幅如何不规律的变化，都可以用一个n次的多项式来表示。该方法的第一步是在信号t-x窗内用多道互相关确定信号时间多项式,这个多项式决定了各道的信号相位时间;第二步最小二乘法确定此窗口的信号振幅多项式，同时确定信号的期望波形,并对每个窗口重复以上计算，就可获得信号剖面的参数集，即每个窗口有两个多项式的系中国石油大学（华东硕士论文第3章提高信噪比技术数和一个期望波形;最后一步是用获得的参数集合成信号剖面。由于信号剖面缺乏背景噪声，解释人员会感到很不习惯,我们可以根据需要把期望剖面与原始剖面进行一定比例的混波，使剖面显得自然一些L“。3.5分频去噪技术在叠后去噪和提高分辨率处理时,我们采用了优势频带组合法。首先.对叠加数据体进行频率扫描确定频率范围，按高、中、低三种频率成份将叠加数据体分为几部分，然后再对不同的频带的数据体分别进行组合去噪,最后对各种频率成份的数据进行加权叠如处理,从而达到分频去噪的目的【141。分频去噪的优势在于去噪时，可以消除高低频率的相互干扰，使同向轴的连续性更好，波组特征更明显。如图14为常规去噪剖面与分频去噪剖面对比，可以看出分频去噪剖面波组特征明显，信噪比高。(a常规处理剖面(b分频去噪剖面图14常规去噪剖面与分频去噪剖面对比一20一中国干i油大学(华东硕士论文第4章提高分辨率技术处理好复杂断块的地震资料，提高资料的信噪比固然很重要，但如何展宽频带，压缩子波长度，提高资料的纵向分辨率，即分离地层顶底反射时间之差的能力也不能忽视rm。4.1振幅频率补偿技术4.1.1地表一致性振幅补偿地震记录除由于球面扩散的能量损失外，同时还受到地表地震地质条件及采集因素的影响，造成各地震道能量不均衡。以往人们常常用简单的球面扩散补偿的方法来实现地震道的均衡，这种做法虽然能达到同一地震道不同时间和深度的能量均衡,但炮与炮之间、道与道之间的能量差异无法消除。为了解决这一难题，近几年我们探索出一套应用三维地表一致性振幅补偿与球面扩散补偿相结合的叠前组合补偿技术，这项技术在实现道与道之间的振幅和频率的一致性补偿方面，取得了较为理想的效果。如图15、图16所示。中国石油大S（a振幅补偿前（b振幅补偿后圈15振幅补偿前后单炮2中国石油火学（华东硕士论文第4章提高分辨率技术中国石油(a振幅补偿前(b振幅补偿后图16补偿前后剖面4.1.2高频能量补偿由子波振幅衰减公式：A。=爿。10_869神堰2。圆-爿o10—1j6』79(4.1.1可知振幅At与时间t和频率f有关,随时间t和频率f的增大，振幅At衰减越强。同一时间t内频率越高，其衰减越强。通过地表一致性振幅能量补偿后所得到的振幅能量是一个高、中、低频能量的总和的平衡，在这总和的平衡中频率越接近主频其能量占有的比例越大。在一般施工中所采集的原始资料，主频较低，高频能量相对较弱。通过反Q补偿，就可提商有效高频成份的能量，可以使浅中深的子波基本上接近，为反褶积创造一个良好的前提条件，满足反褶积的子波是最小相位的假定条件，为提高资料的分辨率打下基础1161。如图】7、图18所示中国石油大学(华东硕士论文第4章提高分辨率技术?国石油大写(a频率补偿前(b频率补偿后图17频率补偿前后单炮A.纨Ji冬一d笼,、1'’、鸶L唱』哪J,一I,\q・L*Lrk(a频率补偿前(b频率补偿后图18频率补偿前后频谱4。2反褶积技术4.21地表一致性反褶积近地表介质对子波有重要影响,这种影响可以看作是滤波或褶积过用・■■再起勾■夜芯J*隹必白」1虐朴■时SltJLSfiROitfttMHR-*-MeWiAHW*.JfflUfiWgea!!!FH&W■目时WnrFWHA/it扈■曹出听孔fet.Aft—ftKJi.iiifef^Mi'MlttL^.LT：¥自iNfeLBr.4HftfiR1*11■■上胃VI』■已na.iRAE«fiB^JEFaiflJL4K1fMMlfcEE.jttf-*：«.■*K匿妆与JFtf凶犀世Kli函己牛？*■-HUhaMUHlB■菱摩■.**«BirKIIRbCr.*九，■营4T•■咬事，■蜉毒&■『血摩窟与，*(£，理H-UI21I1超弭”1*1■星#叫汁一tkNl■■-r.?H册■ATI-・-M&IRf-iwe^wt-fklWK/-•*'tre,n-H&1UMEFRMH1IHKl!iB*i:,!.北蜀皆甘・*蜘UJL*li*-i・rlWvL干■占■*_曲*填七.fiHlrtiEZ与任宜蚀■WflilL御副4■日■Ini—■由■山L>«HM-M4«.PtitT财庄于・五・^独开fiaM■词事■』回或■止当■RlhL•津”农!・dh■二■分岗」■收■.,hihamiiiM.gmehiIb.字中国石油大学（华东硕士论文第4章提高分辨率技术后的频谱对比可明显看出,子波的频带拓宽了,从而有效的提高了分辨率。中国石油大学（华东（a地表一致性反褶积（b两步法子波反褶积(c串联反褶积图19反褶积剖面方法对比h一』1\,、、一。、~.;㈣k，可、P、。f小串联反褶积前频谱fbl串联反褶积后频谱图20串联反褶积前后的频谱25-中国石油大学(华东硕士论文第4章提高分辨率技术4.3反0滤波由于地层的吸收作用:一个冲击函数输入大地，得到的反射波不再是冲击函数，反射面越大,高频衰减越多。从地面得到的记录看,好像是通过了时变地同滤波作用。这种滤波可以成为Q滤波，它是分辨率降低，并且反射深度越大，分辨率越低。只有设计一个与0滤波特性相反的滤波器，即反Q滤波器，来抵消由于大地的吸收作用，并通过这一个反Q滤波器，对记录进行滤波，才能去掉吸收作用。尽管反Q滤波是近似的和不完全的，但这种方法毕竟能补偿吸收的大部分,对提高分辨率有显著作用,是提高分辨率处理的有效手段，如图21所示。如果不做反Q滤波,其他提高分辨率手段的应用效果会有所降低。（a反0滤波前剖面（b反Q滤波后剖面图21反Q滤波前后对比剖面4.4谱白化技术谱白化也是一种展宽频谱的基本方法，它不改变子波的相位谱，是一种纯振幅的滤波过程。因为它的算子是零相位的，所以又称为零相位反褶积。但并非说这个零相位反褶积可以使子波零相位化。我们通常在时间域中进行，先将频谱区间划分成3—4个滤波频段，每个滤波频段由中国石油大学（华东硕士论文第4章提高分辨率技术体形组成，相邻俩边是互补的。分完滤波频段之后，用分频档滤波得方法将记录分为四个频档的时问域形态。然后统计各频档的平均振幅，并将它们乘以不同的放大倍数,使每个频档的平均振幅都互相看齐。然后再把四个频档加起来，既得到谱白化的结果Il“。我们所使用的时变谱白化TVDEF，容易时变控制如图22所示，经该模块处理后的剖面,分辨率明显提高。中国石油大学(华东优衫如的地卸础(a时变谱白化前b时变谱白化后周、时变谱白化TVIEF前后对比剁葱27第5章精细速度分析技术5.1速度谱的制作做好速度谱必须做好以下五项工作：(1首先必须使用优势频带计算速度谱。(2想方设法提高原始道集的信噪比。(3计算速度谱时，增加NM(cdp数和0T(矩阵数。(4选好预测速度。对资料构造复杂的地区,速度谱点的选取纵横向分别进行了加密,横向上每柬线增加一条谱线，纵向上每公里增加一个谱点。而且在时间上将输出采样间隔由25ms改为lOms,放大显示比例，从而提高了速度谱的纵向分辨率与速度分析的精度。如图23所示

ra、采样间隔25ms(b采样间隔lOms图23放大显示比例前后的速度谱中，虾JI：，■滋:E■IW■理H*D2■.■背服艇■:控・兵占qf/nriR沽：ll：＞VlftSlMOiAfttl.M^Ql«!iiA*：＜Bj：iiiiR.■i＜flrttaWMfthUAki14：TNitanVHrrKtaJi.f.旬阳由苹三.Ui4ijm-iHimixiLEaHcaftux^:a^issT^nueMiR^rHAthoti,混liBLilvrt.tinfMfJ¥HJ*itMl!T?kqdiiL#ft胃更＞|L革IhtHfl［玷姓明，白岫（；■田耳U.SJflSg岫屈点或£«RH049,VBtll«»-4TIA■再IllUt女■由皆4由EVi,^QUIt^Vlrtl!nTF*»£Br7*i.iU』jF，WHK4l*醉■'in-rt.frfthtfsdjxits『司H0EHPI，i珀卜4KNI西:，丈T或■』虬31ttr-fflti-hriirlittiM.•川ECKkEu■^也也*M.■夺*4・・口，.tahKFIffl.XVKKPBA'Ig•，丸•*做,■普曲timb■里帕鞘冶日柞耳鲁hh偶也Hr闿*Kfefttt.

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