三维地震数据体的形成

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1、三维地震数据体的形成地震勘探从理论上分析几何地震学和物理地震学（运动学和动力学）两大学科。从 生产过程分野外工作f资料处理f资料解释三个阶段。这三个阶段是紧密相关的。前面 咱们 讲的野外工作方法就是如何获得高质量的原始资料。地震资料数字处理指的是研 究如何对地震勘探野外资料利用数字计算机进行处理。得到用于解释的地震剖面，以获 得有关的地下构造和地层性质的信息，有效地寻找油气在计算机中进行处理的内容很多，但处理的目的主要有四个方面：1、地震资料的信噪比，压制在野外接收时没能有效压制的干扰波。2、提高地震记录的分辨能力3、消除由于野外工作方法的限制和地下构造形态复杂而在地震剖面上造成的各种 象。4

2、、提取各种有助于解释的地震参数（速度、振幅等） 地震资料数字处理通常追遁相当统一流程。在每个计算机处理中心在细节方面和次 序上会稍有差别。从内容上主要分三个阶段：预处理：对原始数据作适当适当的整理，便于计算机处 理。处理分析：通过试验选择在处理阶段使用的最佳参数。 处理：参数选了后，可进行资料处理最终结果是地震剖 面。三维地震资料处理与二维相似，但各个处理环节必须考虑三维特性和庞大的数据体 的操作与管理。三维地震资料处理大致可发为预处理，常规处理，特殊处理及成果显示四大部分。 一、一维地震资料的预处理在整个资料处理过程中，约占总处理时间的三之一以上，最资料处理的重要基础。 它关系到最终处理成果

3、的质量和效果。预处理内容包括：数据解编，资料编辑，炮点检波点位置检查，振幅恢复，反褶积， 基准面静校正，辆共中心点道集以及有关处理的方法和参数试验等。1、数据解编：野外记录数据是按时分道的，即依次记下每道的第一个采样值，在各道记录完 后，再依次记下每道的第二个采样值，以此类推。因此，野外数据的排列可用如下短阵A i A i A i A i123i按时分道一 4 A 2A 2 A 2 -A 2 阵表示。A = 1 2. .3 i但实际进行处理时这样很费机时，因此必须转换为按道分时，即Ai A2 A3 Ad1 1 1 1按道分时A是A的转置A1 A 2 A3 A d2 2 2 2Ai A2 A3

4、Adi i ii =2、资料编辑野外数字磁带记录经解编后显示全部炮点记录，然后进行资料编辑，主要内容 对照仪器班投检查全部炮点记录。落实野外施工期间所观测的有效炮记录是否齐 对于解编过程中所漏失的炮点记录予以补齐，同时去除野外废炮记录。 对异常炮、异常道和不工作道进行剔除。同时纠下反向道，必要时对每一道内的异常段开始予以去除，进行工作时，应尽可能地去除人为干扰，保证有效的信息。3、炮点、检波点位置检查(1) 初至波检查 首先根据工作内大量的地震记录，用统计平均方法计算出不同炮检距的初至波时间，口 t(ms)即理论初波 x然后，根据地震记录上实际初至波与理论初至波之间的 时间差，结合野外实际的观

5、测系统图及仪器班报上所填写的炮点偏移距，结合分析、判 断炮点位置正确性，这是在野外采集期间解释组对炮点位置的第一步检查，也是最关键、 最基础的检查。根据最终的测量成果数据(炮点、检波点的坐标与高程)对照检查软盘输出的打印 数所，避免软盘上的数据有误。(3) 观测系统图、坐标位置图、仪器班报三对照检查。 利用野外实际的观测系统图和输出入计算机所显示的炮点，检波点坐标位置图以及野外仪器班报上的炮点偏移数据互相对照检查，若三者完全符合，表示炮点位置正确的 可能性较大(也可能都错了，若三者不完全符合或者不符合，应进一步分析原因。检查 问题所在，这步工作可为下一步检查提供参考。(4) 通过线性动校正检查

6、炮点位置 对每一炮地震记录进行线性动校正。根据浅层同相轴是否拉直，来判断炮点位置是x2否正确，水平地层动校正量计算的近似公式At =根据此式对地震记录进行线性动2v2to校正。如果炮点位置正确(即Xi正确)经动校正后的地震记录，其浅层同相轴被接直， 哪浅层为水平层，则应与记录上的时间线近于平行。如果炮点偏移距过大，经动校正后 的地震记录显示同相轴校正不足。如果炮点偏移距过小，经动校正后的地震记录显示同 相轴校正过头。改正错误的方法是：对于位置有错的炮点，根据其可能的错误范围给出 不同偏移距进行动校正。直到同相轴被拉直，确定炮点位置正确可靠为上，这时的偏移 x 即为炮点偏移的正确值。但是采用上述

7、方法对于炮点位置错误较小的记录(小于 200cm )较难判断。(5) 用初至波拉直方法检查炮点位置这一方法主要是对地震记录的初至波作静校正。把它拉直成一条与计时线平行的的直线。根据被拉直的初至波与基准线的时差，判断炮点位置的正确性，该方法能直观定 量地显示炮点位置是否错误和应改正的距离。如图示，tB为静校正基准线时间图中显示t(s)B时间等于tB的直线，它是根据工区范围内炮点 位置错误可能达到的最大范围两人为确定的。 t1、t2、t3、分别为1、2、3道检波器按收到的初 至小时间，t1At2At3分别为1、2、3道 静较正图中可以看出t+At=tB, t2-At2=tB， t3-At3=tB，

8、即t.=tB，亦即各道初至波时间加减 11 B 22 B 33 Bi i B一个相应的校正量，就能将各道初至波校正拉直到静校正基准线（tB）上。如果待检查的炮点位置正确，说明测量成果坐标数据与炮点实际位置一致。则各道 炮检距和相应的时间也必然正确。这时用测量坐标数据求取各道相应校正量At,并对共炮点各道进行校正，即可把初至波校正拉直到tB时间线上。 如果被检查的炮点位置不准确，这时该炮记录的初至时间，并非该点测量坐标位置的初至时间，而是反映了野外实际炮点位置为初至时间，如采用错误的测量坐标数据的 校正（是去校正实际炮点的初至波，则校正一的初至时间就不会与tB线重合，而 是向前或向后移动，移动的

9、时差大小，反映炮眯位置错误的大小，根据这个时差，即可 定量估算该炮点正确位置，这种方法的具体实施分步进行。A：计算区范围直达波速度Vt直达波速度 Vt 在均匀介质中是不随炮检距而变化的常数，但在非均匀介质中 V1 值是变化的。如采用一个不变的 V1 值作为校正参数，校正后的初至波将不会是一条直 线，而是与实际速度变化有关的曲线。因此在校正前，应根据工区内大量的地震记录， 给制炮与初至波时间（t）的关系曲线。用统计分析方法求出不同偏移距的直达波速度 V,并划分速度段，确定出不同偏移距范围所应采用的V值。B：计算不同偏移距的理论初至时间（ti）根据所求取的直达波速度Vz,在每一个速度相等的段内，根

10、据炮检距范围每增加xi个道距z值，按公式力厉计算出一个相应的ti值，将这些ti值定义为理论初至 时间。c：选择确定静校正基准线（tB）tB时间线的选择，应考虑全工区待检查炮点的偏移距错误的范围，如错误范围较大， 则tB线时间应选大一些，反之可选小一些。如：书籍工区内Vt=2000m/s,如待检的炮点B错误距离在400m以内，它的时间值相当于记录的0.25附近，这时的tB线可选在大于 B0.25时间线上，否则当炮点向检波点方向错偏，且错偏距离在于400m时就会因为校正 量过大，超出记录范围而无法定量解释。D：求取静校正量根据上述方法确定的及tB，按公式ti-tB=Ati即可求得校正量AtiE：进

11、行初至波拉直校正校正时，只对静校正的共泡点记录初至波时间ti，按该炮点的偏移距所求得的校正 量厶ti，根据公式tiAt=tB直接进行校正即可。这种检查炮点、检波点位置的方法，前面步一般，在野外基地由解释组完成，后三 步在预处理阶段进行，这种方法主要是对具有较小偏移距错误的炮点记录和一步低信号比记录，在采用线性动校正方法难以判断其炮点位置是否错误的情况下采用的。4、振幅恢复 振幅恢复的目的是消除与反射参数无的一些因素所引起的反射振幅变化。使恢复后 的反射参数有关，振幅恢复包括三方面。 消除二进制增益对反射振幅的影响设在仪器记录前，由地下传至地震的震波振幅数值时间序列为At（l,2,3,n）,记录

12、某 个振幅高频值At时的二进制增益为2n，则记录后的该振幅离散值为At=At2N消除二进A t制增益的方法是采用 At =厂即对该振幅离散值A和2n,可在解编过程中同时完成。2N 球面扩散和介质吸收的恢复处理由球面扩散引起的地震波振幅衰减速减的计算公式为Dd = 1 = 1r Vt处理时，将消除了二进制增影响的振幅高数值At和以球面扩散衰减因子的倒数Vt介质 吸收的恢复用 At二Aoea = f a实际上是振幅每秒减衰减速率的自然对数。=20aloge = 8.69壬，现 a与f成正比关系。f和Q较难确定，分两步来实现,与数年无关的P分（8.69 n ）可与球面扩散一起进行，Q数值可通过一系列

13、给定值进 行试验，根据显示记录的深、浅层反射能量基本功的来确定，与频率有关最终编辑 后进行。 归一化处理（耦合补偿） 处理的目的是消除由于激发和接收等条件的变化所引起的反射波振幅的变化，以提 高资料处理的效果。其方法是对某个地震道，在一个较长的时窗内计算其振幅，高频的均方 根值，用这个均方根振幅去除液道中的每一个振幅离散值，若相邻炮之间道的振幅均方 根值相差比较大，测对于数值偏低的炮，可加一个合适的固定增益，把该炮的振幅值提 起来。5、反褶积 同的主要是压缩地震子波的波形，以投高剖面的分辨率。另外，反出还有子波褶形 纹压制多次波等作用。6、基准面静校正 主要是清除此之外表层低、降建层的速度及厚

14、度变化时对成果的影响，低降出层的 速度波厚度资料，一般由野外小折射观测获得，也有用微地震测井式方法获得的。7、抽井中心检道集三维水平叠加二、三维资料的常规处理三维偏移l、 三维水平叠加主要是要做好二维速度分析、三维速度分析、三维剩余静校正、三维动校正、三维 最终叠加及叠加成果显示等项工作，比阶段的处理流程见图5-16（1） 二维速度分析 预处理工作完成后，首先要进行二维速度分析，一般在构造复杂的地区，进行 DMO（DMO时口 80年代中期，使用广泛）处理时，二维速度分析要进行两次。 第一次速度分析是为DMO处理供动校正速度，拾取的速度径二维叠加加（在某几条测 线上进行）试验认为合适后，在全三维

15、区面上平滑、内插、进行三难动校正（可显示相 应的迭加剖面用于面上的质量控制），将动校正后的带抽成共偏移距带计算出 DMO 处 理所需参数（如工区内可能出现的最大倾角，最小均方根速度等）完参参数揭取后，重 调原三维道集带进行 DMO 处理。第二次速度分析的目的是为三维校正提供速度参，采用经DMO处理后消除，地层 倾角、方位角影响的带作第二次速度分析，选择一些均匀分布的二维测线进行叠加试验， 在平面上平滑内插建立三维叠加速度初步模型，进行三维动校正，生成三维初叠剖面。（2）三维剩余静校正（SA+AN） 是资料处理中的一个重要环节，作了基准面校正之后，由于低速带和厚度的横向变 化， 校正后相对基准面

16、有或正或负的误差，这个误差叫剩余静校正量，对剩余静校正量进行 校正叫剩余静校正。在用一般方法处理地震资料时，由于不易得到准确的低速带的速度 和厚度的横向变资料，作了基准面校正后，把表条件变化剧烈地区还会产生剩余校正量 问题，但由于采多次覆盖野外工作方法，并用数字计算机处理后，故可自动求取剩余静 校子。A：自动求取剩余静校正量的假设条件和一些特点。自动静校正的具体方法很多，一般是在一定的假定条件下使用，并且利用了目前 多次覆盖的一些特点，下面简单讲讲这些假设和特点。1）九点假设 一般，剩余静校正方法都是在下述假设条件进行的。 同一炮点在低事带中入射的时间与入射角无并，即可以为在低速带中都是垂直

17、入的。 各炮或接收点由于地形起伏及低速带变化所引起的静校正量时差是随机的。 其均值为零，即在一个排列上，有的激发点（或接收点的时差是正的，有的是负的。平 均以后接近于零值。）以上两点假设在一定条件下是符合实际情况的。例如：在低速带剧烈变化的地区， 采用某种方法一定要考虑到实际条件。2）几个特点 自动静校正是利用了多次覆盖的资料。由于多覆盖工作方法有以下的特点： 某个记录道的静校正是包括激发点静校正量和接收点静校正量。设某道的静校正量是T激发和接收点静校正量分别是T $和T只，贝0T = T s+ T r如 果转射静校正量时是求绝对静校正量，这时要分别求出TS和Tr,如果仅提取相对静校正 量，这

18、时只要求出总T的即可。在一个排列上，一点放炮，24道（48道）接收，对此24道（48道），炮点静校正量相同，但24个接收点的静校正量不同，设某道总校正量用Tj(j=l,2,24)表示,各激发点的接收的静校正量分别用t sj(j=1,2,24)和TRj(j=1,2,24)表示，对于属 于同一炮点 S 的各记录道则有：第S炮第一道校正量T 1= T S+ T R1第 S 炮第一道校正量t 2=t S+t R2第 S 炮第一道校正量T 3=T S+T R3第 S 炮第一道校正量T 24=T S+T R24以上24道当中，都是在同一炮点放炮，炮点静校正量相同，都是TS，但接收点 位置不同，所以接收的静

19、校正量分别Tr1、Tr2、Tr3、Tr24如果将以上24道的总校正量相加再平均即：1 241 241 24Tj =T +T24 224 2 s 24 2 Rj=1j=1j=11 241 24令等于等式边得口 =- Tj显然等式右边第一项为T S=- Tj等式右边第I 厶I 厶1 24二项，在低速带变化剧烈地区Tj是由一些或正或负的项相加平均的结果。根据上I 厶所以1 24面假设应趋于0，TT -0I 厶j=1 此式表示将属于同一炮的各道的时差或这些道的静校正量相加平均后得到了炮 点的静校正量。这样就求出了某炮点S的绝对校正量TS，同理可求得某接收点的静校 正量。在各种求取静校正量的方法中，有的

20、方法是求相对静校正量，有的方法是求绝对 静校正量。B：自动统计静校正方法 这类方法具体的做法很多，适合我们只介绍一种 在共深度点道集内求取相对静校正量。这个方法是在共深度点道集内相对于参考道(或叫元道)用互相法求取对静校正 量，并将各道相对参考道进行静校正。以改善共深度上道集的迭加效果。其基本思路是 经过动校正以后的共深度点道集，如果没有相对静校正量应该是相位对齐，但是当有相对静校正量时，动校正以后的道集内各道相位不能对齐，如果能设法把共深度点 道集内的各记录相位调整对齐再迭加效果，就会更好。所以这是所提的方法就是要把共 深度道集内的各道调齐，具体步骤如下：1)参考道的形成要把共深度点道集的各

21、记录道对齐，必须选择一个参考道，以参考道为标准把各道对齐，这是将共深度点道集内各记录道迭加的结果作为参考道。1Ny (t)-Xi (t)-2j覆盖次数为什么要用迭加以后的记录遂作为参考道吗？这是因为这N道的地震记录是在N个炮点和N个接收点上得到的。这N道涉及到 达2N个地面位置点，这2N个地面位置的静校正量是有正有负的。近似满足假设条件 迭加以后初步消除了一部分静校正量的影响。所以，可以作为参考道。2)用互相关方法求取共深度点道集内各道的相对静校正量。 在一个选定的时窗内，使共深度点道集中各道和该共深度点迭加所形成的参考道 进行互相，求出静校正量。注意：这时求出的静校正量是炮点和接收点相对静校

22、正量相加的结果，不是单个 的炮点或接收点的静校正量的绝对值，互相关公式：r (t) = xyr(T是互相关函数t=0,1,2,土M, M为最大静xy2 i i +兀xyi=t1校正量。 T1、T2 表示时窗时起始和终了时间, T1-T2 为时窗长度,用此式编制程序可求 取相关函数曲线。相关函数曲线的极大值地应的T值，Tk结果此道的相对静校正呈对 共深度点道内各道均用上述互相关方法求取tk值作静校正。(3) 建立三维速度模型 通过三维剩余静校正提高了反射品质,此时应再作一次速度谱,进一步提高速度分 析精度,建立速度模型。建立三维速度模型的基本步骤：首先是根据初叠剖面选择好所要拾取的反射层,拾 取

23、时不一定严格追踪同相轴,而是拾取大致平滑,连续的构造轮廓(遇到断层、回转或无 反射地段要圆滑或延伸而过),然后在平面上对拾取的各层进行闭合,建立主管构造模 型。第一步是在速度控制的网格点上,根据所拾取的各层 to 时间在速度谱上取对应的 叠加速度。然后对各层的叠加速度进行平滑、内插、建立三维叠加速度模型,用于最终 动校正叠加。一般情况下,进行速度分析时应注意以下几个问题： 对于覆盖次数，地层倾角变化范围，勘探目的层所处的时间段，勘探地质体的最 小范围以及基准面静校正量精度,都要作出心中有数。一般在地层倾角转陡,、地质情 况复杂和覆盖次数较高的地区，不宜用较多的 COP 道集进行速度谱的计算。苦

24、地层较 平覆，地质构造较简单，覆盖次数又低，可用较多的 COP 道集进行速度谱计算，以提 高谱的质量。 对质量较低的速度谱点，应查看原始记录，看其在勘探目的层范围内有无反射显 示，若原始记录与速度谱有矛盾，则应首先检查静校正工作是否有问题。其次是检查参 与计算速谱的COP点的数量是否够取多了，若速度谱这间的能量团出现时间差异较大， 这时可分别用谱上的速度进行叠加，根据叠加剖面有效度出现的时间及质量再解释速度 对于地质情况简单的地区，首先作速度谱，然后根据速度谱所求取的速度进行动 校正叠加。在叠加剖面上选择反射层齐全，反射品质好的地段再重新作速度谱，将这些 优选地段所作的速度谱进行解释，作为速度

25、近控制点，控制点之间的速度就可以采用相 邻点道求得，此种方法可反复进行多次，直到取得满意的叠加剖面为止。为了获得高质量的三维水叠加剖面，动校正时，可先绘出速度控制线的动校正道集 波列图。根据该图各反射层的动校正速度合适与否，再作修改，使最终叠加速度更趋准 确。水平叠加前的各项工作，特别是建立三维速度模型，是资料处理中最重要的三 维动校正速度及三维偏移速度模型。目前，三维资料处理在偏移归位之间一般都要求作保持相对振幅处理，使振幅信息 能够反映有关地下地质问题和油气信息。一般采用自适应叠加较好，窗适应叠加实质上是加权叠加，对于质量好的地震道加 ，对品质差或异常的道加的数大以提高叠加质量和效果。2、

26、三维偏移 主要目的是消除地下倾斜界面对反射波的影响，使它成像归位到真实的反射界面位 置上去，从而正确地反是非曲直地下构造和岩性变化情况。偏移方法：绕射偏移有限差分偏移频率域（FK）偏移绕射偏移当使用高阶近似时，也被称为kinchoff积分偏移，该方法的主要优点在于 能很好地适应大倾角和季向速情况，缺点是费时，偏移噪声大，且不适应横向速度变化 快的地层。有限差分法的实质优点是能很好地适应横向速度变化，缺是计算时间长，并且难于 处理好随倾角的资料。FK 偏移的最大优点是较其它方法速度快得多。由于它也是基于波动方程的，所 以偏移也较准确，且适用于大倾角地层的偏移，缺点是不适应横向速度变化大的地区， 且噪音较大。目前，三维偏移普遍采用的方法是FK或有限差分两步实现，但它也有 缺点，噪音较大。正在研究新的方法，具体介绍留给下学期处理深讲，解释的只要知 道大致流程和优缺点做到心中有数即可。