地震资料处理流程与方法-王元波

地震资料处理流程与方法,2006年8月,王元波,王元波 地震资料处理一室主任工程师 电话：5508304 13836800556 邮箱：yuanbowangP wangyb1967163.COM,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,地震勘探分三个阶段：,引 言,连接野外采集和资料解释的关键环节。,1、什么是地震资料处理 所谓地震资料处理，就是利用数字计算机对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工、改造，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供直观的、可靠的依据和有关的地质信息。,2、为什么要进行地震资料处理 野外地震资料中包含着有关地下构造和岩性的信息，但这些信息是叠加在干扰背景上且被一些外界因素所扭曲，信息之间往往是互相交织的，不宜直接用于地质解释。因此，需要对野外采集的地震资料进行室内处理。,引 言,野外地震记录,处理后地震记录,地震资料处理常规流程图,3、地震资料处理过程常规处理流程,引 言,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,一、数据加载,1、数据输入 将野外磁带数据转换成处理系统格式，加载到磁盘上； 2、输入数据质量检查： 炮号、道号、波形、道长、采样间隔等等。,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,二、置道头,道头：每个地震道的开始部分都有一个固定字节长度的空余段，这个空余段用来记录描述本道各种属性的信息，称之为道头。如第8炮第2道，第126CMP等。,1、观测系统定义 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。,二、置道头,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？炮检距是多少？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。,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、观测系统检查,二、置道头,炮点、检波点位置图,线性动校正图,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,静校正,静校正是把由地表激发、接收获得的地震记录，校正到一个假想的平面上(基准面），目的是消除地表起伏变化对地震资料的影响，是陆地地震资料常规处理流程中必不可少的一环，是实现共中心点叠加的一项最主要的基础工作。它直接影响叠加效果，决定叠加剖面的信噪比和垂向分辨率，同时又影响叠加速度分析的质量。,三、静校正,静校正前,静校正后,三、静校正,1、静校正基本原理,速度横向不均匀时，不同点要用不同的速度；纵向不均匀时，应该分层，不同层的厚度和速度可以从小折射、微测井等资料的解释成果中获得。,三、静校正,2、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。,三、静校正,高程静校正剖面,三、静校正,折射波静校正剖面,三、静校正,模型法,两种静校正方法结合,初至折射波法,模型法与初至折射波法静校正结合,三、静校正,静校正好的剖面,静校正不仅影响成像效果，还影响剖面的分辨率,三、静校正,静校正不好的剖面,静校正不仅影响成像效果，还影响剖面的分辨率,三、静校正,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,四、叠前噪音压制,叠前：叠加之前 在地震资料采集过程中，由于受到外界条件及施工因素和仪器等多种因素的影响，因而在地震记录上存在各种各样的干扰。尤其在高分辨率地震资料采集过程中，为了获得高频信号，不得不采用小药量激发、小组合或无组合甚至是单个检波器接收，各类干扰会更加严重。这些干扰，对提高地震资料分辨率起到了制约的作用，必须采用各种手段，对其进行压制和衰减。,1、噪音压制原因和目的,各种噪音压制后,四、叠前噪音压制,2、噪音识别,四、叠前噪音压制,3、面波压制,四、叠前噪音压制,4、50Hz工业电干扰压制 （3）50Hz工业电干扰压制 使用单频干扰压制模块： 判断干扰是否为单频干扰，并把含有单频干扰的地震记录挑选出来； 针对选出来的地震记录，进行单频压制； 数据体合并。,压制前,压制后,四、叠前噪音压制,5、高能随机干扰压制,四、叠前噪音压制,6、相干干扰压制二维滤波 FK；FX,四、叠前噪音压制,去多次波前后剖面,7、多次波压制radon(-p）变换法,四、叠前噪音压制,8、其它噪音压制方法（信号加强） 相干加强 径向滤波 多项式拟合 随机噪声衰减 这些噪音压制方法，都是建立在资料相邻道有的效信号具有相干性和可预测的基础上，对相干性好的信号进行加强，从而压制相干性不好的噪音。需要注意的是，对于信噪比较低的资料，相邻道的有效信号相干性也可能不好，这时，可能无法取得较好的去噪效果。 另外，这些噪音压制方法的保真性相对较差，一般叠前较少使用。对于特低信噪比资料，如果处理的目的是为了构造解释，可以根据实际情况，叠前有针对性的选用。,后,前,四、叠前噪音压制,9、压噪效果综合分析通过剖面检查,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,五、振幅补偿,受几何扩散作用和大地吸收作用的影响，地震波在地下介质传播的过程中，随着传播路程的增加，反射能量逐渐变弱；另外，受激发和接收条件等因素的影响，原始地震记录的能量在不同区域也存在一定差别。这些变化与地下地质信息无关，容易使解释陷入误区，因此，处理中要采取有效的措施（即振幅补偿），补偿地震记录能量的损失，改善地震记录的横向一致性，进而使地震资料的能量变化，能够真实地反映出地下储层的岩性变化。,振幅补偿后,振幅恢复前,振幅恢复后,五、振幅补偿,1、球面扩散和大地吸收补偿,（1）球面扩散补偿，需要填入速度参数，可以从速度谱中得到。 （2）大地吸收补偿，需要填入补偿系数n，通过试验确定。（C=（t/250）n）,衰减小，能量不发散,五、振幅补偿,2、地表一致性振幅补偿,目的：消除由激发条件、接收条件和偏移距不同带来的能量差异，使地震道的振幅能量分布均匀合理 。 基本假设：近地表不均匀因素对地震记录影响十分复杂，把各种因素同时加以考虑会使问题变得十分棘手，甚至无法解决。为了使问题简化并满足地表一致性要求，一般作如下假设： （1）地表振幅影响因子对整道是一个常数，它是震源强度、表层衰减、检波器耦合等影响的总和系数。 （2）各振幅因子保持地表一致性原则。即不管波的传播路径如何，同一道集内所有道将具有同一补偿因子。如：同一炮的所有道将具有同一炮点的补偿因子，同一检波点所有道将具有同一检波点的补偿因子。 （3）输入数据为经准确的静校正、球面扩散、地层衰减补偿后的记录。 可以根据数据的具体情况，在处理的不同阶段多次使用。目前的流程大都使用一次。,五、振幅补偿,2、地表一致性振幅补偿,五、振幅补偿,2、地表一致性振幅补偿效果检查,TF能量0.30.7,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,六、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的过程中，随着传播路程的增加，分辨率逐渐下降。反褶积的目的就是为了消除大地滤波作用的影响，恢复反射系数，提高地震记录对地下岩层的刻画能力。,反褶积压缩子波后,反褶积前,反褶积后,六、叠前反褶积,1、为什么要进行反褶积 (1)在反射法地震勘探中，由震源产生的一个尖脉冲，在地层中传播，经反射界面反射后又回到地面，被检波器所接收，送到仪器车，记录在磁带上，这就是地震信号产生过程的简单叙述。由此想来，理想的地震记录应该是一系列尖脉冲，其中每个脉冲代表地下存在的一个反射界面，整个脉冲序列就表示地下一组反射界面。这种理想的地震记录可以表示为： X（t）= N0（t） 其中 N0震源脉冲强度 （t）反射系数序列,六、叠前反褶积,1、为什么要进行反褶积 (2)但是由于震源爆炸时岩石破坏圈和岩石塑性圈的作用，使得震源发出的脉冲到达弹性形变区时变成具有一个具有一定延续时间的稳定的波形 b（t），通常称为地震子波。地层对地震脉冲的这种改造作用，就相当于一个滤波器，通常称为大地滤波器。通过大地滤波器，子波的高频成分损失，脉冲的频谱变窄，从而使产生的尖脉冲经大地滤波器后延续时间加大。,六、叠前反褶积,1、为什么要进行反褶积 这样一来，地震记录也就变成了若干子波叠加的结果，即地震记录是地震子波和反射系数的褶积。,六、叠前反褶积,2、实际资料处理地表一致性反褶积+单道预测反褶积,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,七、CMP道集分选,共中心点道集（CMP）示意图（3次覆盖）,地面,界面,O2,O1,D1,D2,O0,将来自同一个反射点的地震道排列到一起。 当地震数据置完道头以后，每个地震道的CMP号、线号、炮检距等各种信息就已经存在了，因此，分选就是利用道头信息，按要求将地震道排列到一起。 CMP分选一般按CMP号从小到大，使用两级分选或三级分选： CMP、炮检距(站号） CMP、线号、炮检距(站号）,七、CMP道集分选,右图是一个30次覆盖的道集，按CMP、炮检距分选。 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。,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,八、速度分析,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,动校正：由于每个接收点距激发点距离不同，导致地下同一反射点信息的传播路径不同，每个接收点接收到该点反射信息的时间也不同，即产生与地下介质无关的时差正常时差。动校正的目的是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。,动校正,动校正前,动校正后,九、动校正、切除与叠加,九、动校正、切除与叠加,1、动校正,动校正前,动校正后,九、动校正、切除与叠加,2、动校拉伸畸变,观察右图容易发现，动校正后浅层的远道出现了一些低频信息，这是由于动校拉伸造成的。 动校拉伸产生的原因： 动校正前，远道的信息较近道少，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。为了减少动校拉伸的影响，人们发展了插值等计算方法，但仍不能完全消除拉伸的影响。 实际处理中解决拉伸畸变的直接办法就是切除。,动校正前,动校正后,九、动校正、切除与叠加,3、水平叠加,同一反射点地震记录,叠加剖面,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,十、 （短波长）剩余静校正,1、为什么要做剩余静校正,由于低速带的速度和厚度在横向上的变化，使野外表层参数测量不准确或无法测量，故使野外静校正后，爆炸点和接收点的静校正量还残存着或正或负的误差，这个误差称为“剩余静校正量”。 剩余静校正量是由于由表层因素局部变化及观测误差引起的时差。这种时差在一个排列内或一个共CMP道集内随机出现，其和趋近于零。它影响多次叠加的结果，是水平叠加的剖面的质量降低。 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。,十、 （短波长）剩余静校正,2、工作方法,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。目前剩余静校正常规做法是一个从速度分析到,十、 （短波长）剩余静校正,3、剩余静校正应用实例,十、 （短波长）剩余静校正,3、剩余静校正应用实例,十、 （短波长）剩余静校正,3、剩余静校正应用实例,十、 （短波长）剩余静校正,3、剩余静校正应用实例,十、 （短波长）剩余静校正,3、剩余静校正应用实例,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,1、为什么要做DMO,（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时，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。,十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移,常规,DMO,2、实例,十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移,DMO 道集速度谱,CMP 道集速度谱,十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移,2、实例,十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移,2、叠前时间偏移（略）,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,十二、叠后提高分辨率处理,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幅度均衡，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与所损耗能量值比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。,十二、叠后提高分辨率处理,4、实例,十二、叠后提高分辨率处理,4、实例,原始叠加,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,十三、叠后噪音压制,1、叠后噪音压制的原因和目的 （1）虽然叠前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。,十三、叠后噪音压制,2、常用的叠后噪音压制方法 叠后压噪方法非常多，这里只介绍常用的四种： （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）FK域滤波主要用于压制线性相干干扰。在Fk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FX域滤波等等。 注意：容易引起“蚯蚓”现象，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的各道振幅变化也可以用一待定系数的多项式表示。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。不保真。 （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。不保真。,十三、叠后噪音压制,4、实例,去噪前,去噪后,随机噪音衰减,提 纲,引言 一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制 五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选 八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正 十一、倾角时差校正（DMO）与叠前时间偏移 十二、叠后提高分辨率处理 十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理 结束语,十四、叠后时间偏移处理,1、叠后偏移的原因和目的,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，偏移处理的第一个任务，就是要使倾斜层归位。 （2）在界面的端点，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。,十四、叠后时间偏移处理,1、叠后偏移的原因和目的,水平界面、向斜、背斜的地震射线路经及其自激自收记录,2、叠后偏移实例,蝴蝶结展开、向斜变宽、背斜变窄,十四、叠后时间偏移处理,偏移使倾斜界面归位，绕射收敛，断点、断面清楚，使剖面能直观反映地下界面的特征。,十四、叠后时间偏移处理,3、与叠前时间偏移比较,结束语,通过以上步骤，我们就实现了将野外原始记录转变为直观反映地下地质信息的地震剖面的目的，完成了地震资料处理过程。 需要注意的是，由于时间关系，上述内容只涉及了比较常用的处理手段和处理领域，如特殊处理、深度处理、多波处理等领域都未涉及到。 水平所限，不足之处，请多包涵。,谢谢大家！ 敬请批评指正！,