地震勘探原理第五章多次覆盖法.ppt

2,19:46:05,地震勘探原理,绪论第二章几何地震学第三章地震数据采集第四章地震勘探组合法第五章多次覆盖方法第六章地震波速度第七章地震勘探资料解释第八章几种专门的地震方法,3,19:46:05,本章要点1、共中心点叠加（道集）、共反射点叠加（道集）概念。2、多次覆盖压制多次波的原理。3、多次覆盖特性曲线及其性质4、多次覆盖压制随机干扰的原理。5、影响多次覆盖效果的因素及特征。,第五章多次覆盖方法,4,19:46:05,第五章多次覆盖方法,在前面我们介绍了共炮点观测系统，它是对地下反射界面只进行一次观测(连续观测)，这样得到的剖面叫单次覆盖的时间剖面。由于这种剖面信噪比低，往往不能满足解决地质问题的需要，很难准确提供钻井的位置。为了提高资料的精度，人们就设想既然对界面观测一次信噪比不高，能量不强。那我们是否可以对界面多观测几次，把它们进行某种处理后，再相加，这样不就提高了反射波的能量？因此，60年代在地震勘探中出现了共反射点多次叠加法，又称多次覆盖，它是对反射界面上的各个反射点进行多次观测，然后进行动校正，再把校正后的波动信号相加，这样得到的剖面叫多次覆盖的时间剖面。,多次覆盖方法的提出？,5,19:46:05,第五章多次覆盖方法,多次覆盖（共反射点法/共深度点法）CommonReflectionPointTechniques/CommonDepthPointTechniques多次覆盖技术的提出主要是为了消除多次波。野外采用多次覆盖的观测方法，在室内处理中采用水平叠加技术，最终得到水平叠加剖面。,6,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.1共中心点叠加和共反射点叠加CommonMidpointStack/CommonReflectionPointStack多次覆盖方法是在地面布置一系列具有共同中心点的震源与接收点，震源和接收点各在中心点一侧。各接收点上的纪录道称为共中心点叠加道。当反射界面水平时，是共反射点叠加；倾斜是，是共中心点叠加。若叠加道共有n道，叫做n次覆盖，n称为覆盖次数。,7,19:46:05,第五章多次覆盖方法,共反射点道集中炮点和接收点,倾斜界面时共中心点道集中炮点和接收点,8,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.2共中心点道集和共反射点道集CommonMidpointGather/CommonReflectionPointGather将共中心点道按炮检距大小排列起来，就是共中心点道集。共中心点道集中炮检距最短叠加道的炮检距叫做偏移距。,9,19:46:05,第五章多次覆盖方法,单边激发、4次覆盖、24个接收道,10,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.3水平叠加剖面,水平叠加剖面的用途,构造解释,地震偏移,求取各种地震参数,11,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.3水平叠加剖面,水平叠加剖面的优点,提高信噪比,压制多次波,压制随机干扰,12,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.4共反射点时距曲线方程,野外：一次激发，多道接收,13,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.4共反射点时距曲线方程,M:共中心点R：共发射点共反射点道集D1,D2,D3,道一点O1激发，多道接收-可找到D1,14,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.4共反射点时距曲线方程,15,19:46:05,共反射点时距曲线,共炮点时距曲线,只反映界面上一个点,t0是共中心点的垂直时间,反映的是一段反射界面,t0是激发点的垂直时间,16,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理叠加原理(StackPrinciple)：它是利用有效波(Signal)(一次反射波)和干扰波(Noise)(多次反射波)经正常时差校正(NormalMoveoutCorrection)后，存在着剩余时差(ResidualMoveout)的差异，来突出(Strengthen)有效波(一次反射波)，压制干扰波(SuppressNoise)(多次波)，提高资料信噪比的(RaiseDataRatioSignaltoNoise(S/N),17,19:46:05,第五章多次覆盖方法,18,19:46:05,19,19:46:05,第五章多次覆盖方法,海底面,多次波,20,19:46:05,全程多次波时距曲线方程及其主要特点,全程二次多次波,21,19:46:05,22,19:46:05,全程二次反射波时距曲线主要特点,1双曲线,2t0=2h/v=2h.sin2/(v.sin)=t0.2sincos/(sin)=2t0cos2t0,3=2,23,19:46:05,全程m次反射波时距曲线主要特点,1t0mmt0,2m=m,24,19:46:05,多次波的剩余时差,水平叠加方法主要是利用有效波和规则干扰波之间的剩余时差来压制干扰波。,凡是不符合上述形式的波，都按上式进行动校正，都不一定校到to，而存在时差,25,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差,26,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差,27,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差,多次波剩余时差概念示意图,28,19:46:05,第五章多次覆盖方法,29,19:46:05,第五章多次覆盖方法,30,19:46:05,第五章多次覆盖方法,31,19:46:05,第五章多次覆盖方法,共中心点不是共反射点,32,19:46:05,第五章多次覆盖方法,33,19:46:05,第五章多次覆盖方法,34,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差,共反射点时距曲线(CommonReflectPointTimeDistanceCurve)：(双曲线hyperbola)由于各接收点炮检距不同-即各道之间存在着正常时差(ExistinNormalMoveout)。,35,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差,由于各接收点旅行时不同，所以叠加前必须进行动校正(校正到共中心点M处的反射时间)，这样才可达到同相叠加，否则，叠加后能量将变弱(非同相叠加)。,36,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差,动校正时将产生两种情况(结果)：TwoResults(1)正常时差正好被校正掉，双曲线变成直线(t=t0直线)，不存在相位差(剩余时差)，叠加为同相叠加，结果振幅增强(一次反射波)。(2)正常时差校正不完全，双曲线变成曲线(不是直线)，各道间仍有相位差(存在剩余时差ExistinResidualMoveout)，叠加为不同相叠加，结果振幅变小(多次波，随机干扰)。注意：共反射点叠加法就是利用了这个特点,37,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.2多次覆盖压制多次波的原理2多次波的剩余时差特点(Character)1、剩余时差是二次曲线(抛物线)；2、剩余时差与X2成正比，即各叠加道剩余时差是不同的，叠加时为不同相叠加，总有一部分能量抵消，所以，叠加后能量总振幅小于单个能量振幅，从而压制了多次波。,38,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.3多次叠加的特性5.3.1多次叠加的特性：,39,19:46:05,第五章多次覆盖方法,40,19:46:05,第五章多次覆盖方法,41,19:46:05,第五章多次覆盖方法,42,19:46:05,第五章多次覆盖方法,43,19:46:05,第五章多次覆盖方法,1.通放带：a1=0.707，aa12.压制带：低值区，平均值为1/n，acaac，即波落入压制带就能得到最好的压制。在压制带内的极值成为三次极值P3，P3越大，压制效果越差。3.二次极值带：在压制带,之后有一个二次极值带，当干扰波落入二次极值带，压制效果就会不好。因此选择参数时就使干扰波不落入二次极值带。也就是说道间距不能过大，在必须使用大道间距时，应增加覆盖次数，以降低二次极值。,44,19:46:05,第五章多次覆盖方法,45,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.4多次叠加的相位特性在地震勘探中讨论各种系统的特性时，主要讨论系统的振幅特性，因为它关系到对有效波加强程度和对干扰波压制的程度。而相位特性的重要性小些。在地震勘探中，对有效波，振幅特性数值大，相位特性最好为0或某个已知的定值。对于干扰波，振幅特性数值小（最好为0），相位特性一般无特殊要求，但最好是无规律，使干扰波不以同相轴形式出现。,46,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.4叠加的相位特性：,47,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.4叠加的相位特性：,48,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.4叠加的相位特性：,49,19:46:05,第五章多次覆盖方法,50,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.4叠加的相位特性：多次波经过叠加被削弱，但不能被消除，即还会有残余的波形存在，这种残余波形仍会以同相轴的形式出现，但在同一叠加段内分成了几段互相错开。多分开的段数和错开的相位差与观测系统及波形的特点有关。,51,19:46:05,第五章多次覆盖方法,一般地说，各小段错开的相位差随观测系统及波的特点而变。叠加次数越少，相位差越大；反之，叠加次数越大，相位差越小。因此应当注意当覆盖次数增加到12次甚至更大时，多次波振幅虽然大大减小了，但同相性却增加了。,52,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.4叠加的相位特性：1：一次波，相位为零，与中心点相位一致，对水平层，同相轴变成直线。2：多次波，需根据观测系统用不同的参数来计算相位特性曲线，定性说明：多次波叠加后，受到压制，但不能消除，有残余波形存在，分成若干段，相互错开。,53,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.5多次叠加的频率特和统计效应5.5.1叠加的频率特性：,1：多次叠加对多次波起低通滤波作用；2：q一定时，x减小，f1、fm、fc增大，x增大，f1、fm、fc减小；,54,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.5.2多次覆盖的统计效应共反射点叠加法，另一个重要的作用就是压制随机干扰，且压制随机干扰的效果优于组合法。压制随机干扰的原理与组合法相同，利用的是叠加的统计效应。当覆盖次数n足够大，对随机干扰只增强倍，而有效波增强n倍，因此，多次覆盖后信噪比提高为原来的倍。注意：n次覆盖的统计效应要比n个检波器组合的好。因为多次覆盖时共中心点道集中各叠加道的随机干扰独立性更强。,55,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.6多次覆盖观测系统参数选择1、X的选择,X增大，通过带变窄，压制带左移，有利于与一次波速度相近的多次波；X过小，起不到压制多次波的效果。X过大，动校正不准时，使一次波受到压制；同时，出现空间假频。,56,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.6多次覆盖观测系统参数选择2、X1的选择X1增大的优点:通过带变窄,压制区极值变小,压制多次波效果好。缺点:排列加长,远道动校正后易产生崎变,同时得不到浅层信息。,57,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.6多次覆盖观测系统参数选择3、n的选择优点：压制多次波效果好缺点：对动校正速度精度要求高,58,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.6多次覆盖观测系统参数选择4、选择观测系统的原则,1）根据地下地质情况、地质任务和干扰波的特点来选择观测系统。若工区内断裂发育、多次波的干扰不太严重，则应以中间放跑或较短排列的单边或双边端点放跑的观测系统来进行工作。2）必须确保有效波处于通放带，干扰波落入压制带，这是多次覆盖是否有效的必要条件。3）经济原则。在保证地质任务，保证资料质量的前提下，应尽可能用低覆盖次数、大道间距、大排列来有效地完成任务。,59,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.7影响叠加效果的一些因素FactorsAnalysisAffectCommonReflectPointStackEffect共反射点多次覆盖效果的好坏取决于动静校正后一次波是否能同相叠加，多次波等干扰波是否非同相叠加。5.7.1动校正速度选取不准确的影响ErrorofNormalMoveoutCorrectiontoStackEffectAffect由前分析可知，叠加效果好坏，关健是动校正量求得是否准确(动校正速度是否准确)。tn=x2/(2t0v2)1.速度准确求出的动校正量准确动校正后剩余时差为0叠加为同相叠加叠加后，能量增强。,60,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.7影响多次覆盖效果的一些因素5.7.1动校正速度选取不准确的影响2.速度偏大求出的动校正量偏小动校正后(校正不足)剩余时差大于0叠加为不同相叠加叠加后能量减弱。3.速度偏小求出的动校正量偏大动校正后(校正过量)剩余时差小于0叠加为不同相叠加叠加后能量减弱。如果速度=多次波多速度，将使多次波不是受到压制而是增强了,61,19:46:05,62,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.7影响多次覆盖效果的一些因素5.7.2地层倾角的影响DipAngleofInterfacetoStackEffectAffect当界面倾斜时，对水平叠加效果的影响主要在两个方面。1共反射点分散(CommonReflectPointScatter/Disperse)2用平界面的动校正量进行动校正，造成校正不准。,63,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.7影响多次覆盖效果的一些因素5.7.2地层倾角的影响DipAngleofInterfacetoStackEffectAffect1共反射点分散对叠加效果的影响倾斜界面时，虽然地表仍按以M点对称分布进行观测，但此时共地面中心点接收道，反映的已不是一个公共反射点，而是各个反射点散布在一小段界面上，这时的水平叠加实际上是一个共中心点叠加，即使经动校正校正后，叠加类似于组合的情况(各道之间本身就有一个小时间差)，这必然会影响叠加的实际效果。所以，叠加并不是完全同相叠加，达不到平界面时一次反射波的叠加效果。,64,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.7影响多次覆盖效果的一些因素5.7.2地层倾角的影响1共反射点分散对叠加效果的影响,65,19:46:05,第五章多次覆盖方法,5.7.2地层倾角的影响2用平界面的动校正量进行动校正，造成校正不准进行动校正时，我们是用平界面时的动校正量进行校正，所以，这时存在着一个由于地层倾角造成的剩余时差(ResidualMoveout)。因倾角引起的一次反射波的剩余与炮检距平方成正比，与视倾角的正弦平方成正比，与界面以上波速平方成反比，并随深度增大而减小。,