地震数据现场处理(1)

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1、地震数据现场处理编写：张翊孟东方地球物理勘探公司国际勘探事业部目录一、前言1二、现场处理系统硬件的构成1三、地震数据现场处理的基本流程和功能22.1 Geometry QC .22.2 静校正(Statics Correction)32.3 反褶积(De-convolution) 52.4 动校正(Normal moveout correction)与叠加I(Stack)62.3 偏移( Migration) .7四、 通用地震数据处理系统对比介绍8一、前言地震勘探是石油勘探极为重要的一种勘探方法，而地震数据处理又是地震 勘探的重要环节，一方面，地震数据处理通过对采集资料的实时处理和分析实 现

2、对野外地震采集资料的质量监控、参数的优选等，另一方面，通过对地震资 料的各种处理应用于资料解释。作为普及性的现场处理辅助材料，我们所要讨 论的问题主要涉及对野外地震采集资料的质量监控、分析以及相关的内容、概Data inputSeismic dataprocessing processing ResultSeismic data acquisition图1eismic geology interpretation地震数据处理的功能示意图念。二、现场处理系统硬件的构成地震资料的处理过程时将野外采集的原始地震数据转换成地震数据处理 系统的内部数据格式并通过一系列的地震数据处理流程的处理实现对地震数

3、据 的分析和质量监控并最终提供处理成果，如叠加剖面等。要实现上述功能，地 震处理系统必须包括两个部分：地震数据处理软件系统和硬件系统。地震数据处理系统的硬件主要实现原始地震数据的输入、应用各地球物理 功能模块对地震数据的处理、地震数据处理成果的输出。针对上述功能的定义 我们可将地震数据处理系统的硬件可分为外设和主机，外设主要包括磁带机、 绘图仪和打印机等，它们实现原始地震数据的输入、分析处理成果的输出。主Fieldseismic dataata inputtape driveroProcessing 三 computerProcessin result output and displayPl

4、otter PrinterPeripheral equipment 图 2 地震数据处理系统的硬件组成机实现对地震数据的各种运算和处理。三、地震数据现场处理的基本流程和功能在地震数据处理过程中，主要可包括为三个部分：叠前、叠加和叠后处理 叠前处理主要包括预处理、反褶积处理、叠加速度分析和动校正。而预处理主 要包括野外带解编、观测系统定义及检查、道编辑、振幅恢复、噪音衰减和静 校正以及在各处理流程中对地震采集数据的分析和质量监控。下图为现场处理 的基本流程和对应的功能介绍：输入原始地震数据并转换数据格式、检 查磁带和班报通过对原始地震数据的频带、频谱、能 量的分析，以及对原始地震数据的检查 和编

5、辑实现对地震采集数据的质量分 析和监控定义炮、检点的空间位置和关系并计算 CMP点的空间位置及与各地震数据道 的关系、覆盖次数等检查观测系统，如炮点的位置、对应的 排列是否正确等。如应用LMO检查炮 点与接收排列的对应关系消除几何扩散造成的深层地震反射波 能量的衰减消除因地表起伏、低降速带厚度、速度 的变化造成的地震波旅行时差将炮、检点及CMP点的空间位置以及 与地震数据道对应关系等信息置入相 应地震道头供进一步的处理在地层倾斜情况下，将共中心叠加道移 至真实的反射点，反应真实的地下构造处理成果显示、输出地震数据能量均一化通过上面的介绍，我们对地震数据的现场处理有了基本的概念和认识，下面我们针

6、对其中的重要处理流程和概念做进一步的介绍：1、Geometry QC 地震观测系统的正确与否是地震数据处理是否正确的关键，最经典也是最常用的观测系统检查方法-线行动校正(LMO)就是在地表条件一致性条件下(也 就是相邻点的表层结构一致)消除炮检距造成的折射波旅行时差，形成零偏移 距道集，检查炮点与对应排列。如炮点位置及对应排列正确，则相邻炮之间、同一炮集内不同接收排列之间具有相同的折射波初至时（在理论意义下各接收 道折射波初至时为零），否则该炮集对应观测系统有误。下图所示为线行动校正 的实现过程和理论计算公式：IT=X/V（T为折射波初至时、X为偏移距、V为折射波速度）图 3 线行动校正计算公

7、式与实现过程2、Statics correction （静校正）差，该时差由炮检距不同引起，我们通过动校正消除，这部分我们将在后面叙静校正就是消除由地表起伏和表层结构变化造成的反射波旅行时差，图 4 所示为共 CDP 道集模型，该道集内各地震道反射波旅行时差包含两个部分。一 部分为地表起伏和表层结构变化引起的时差-静校正时差，该时差与炮检距无关 只与炮、检点空间位置有关，我们通过静校正消除该时差，另一部分为正常时图4 Spatial frequency spectrum述。静校正分为长波长校正（低频校正、基准面校正）和短波长校正（高频校 正），如图 4 静校正量空间频率谱所示，当静校正量在空间

8、范围内的变化率小于 一个排列长度时称为短波长静校正量，它影响剖面的叠加效果，必须在叠前消 除，而当静校正量在空间范围内的变化率小于一个排列长度时称为长波长静校 正量，它不影响剖面的叠加效果而影响叠加剖面的构造形态，我们在叠后加以Before static correction After static correctionT-X curve图 5 短波长静校正示意图eflect EventCorrection tReflect EventFinal sectionStack sectionDesired section图 6 长波长静校正示意图消除。图 5 为短波长静校正示意图，而图 6 为长

9、波长静校正示意图3、反褶积（De-convolution）在反射地震勘探法中我们假设地震记录为地震子波与反射系数序列的褶积（Convolution）并加上环境噪音，反褶积的过程是从地震纪录中提取子波（如 自相关等）与地震记录进行反褶积运算，从理论上讲，经过反褶积运算后在没 有噪音的情况下我们将得到结果为地震反射系数序列，对于实际的地震数据将压缩成近似于地震脉冲，从而提高地震数据的垂向分辨率。图 7 为地震反射褶 积模型公式和反褶积公式：s(t)=w(t)*r(t)+n(t)(1)r(t)=s(t)*w(t)-1(2)图 7 地震褶积模型与反褶积公式4、动校正(N ormal moveout c

10、orrection)与叠加(Stack)共中心点叠加和多次覆盖技术是地震勘探和地震数据处理中非常重要的技 术，图 8 为共中心点模型，当反射层为水平且反射层以上的介质为水平层状介 质时，共中心道集与共反射点道集一致而且共中心点道集内各道的的反射波旅SGs）；w y 7 7Depth PointMidpoint图8 Common midpoint model行时与地震道偏移距的关系曲线为双曲线，而动校正正是以此为假设按双曲线公式消除偏移距造成的反射波旅行时差得到零偏移距的共中心反射道集，叠加G.MidpointSn 2 邑 sa s; s, wDepth Pointt2=t02+x2/v2图9

11、Model of reflection traveltimes curve则是在动校正消除正常时差的基础上对共中心点道集内的地震道求和得到共中 心叠加道。图 9 为共中心道集反射波旅行时时距曲线模型，对于共中心道集内的任何 一个地震数据道，其反射波旅行时可分解两各部分，零偏移距反射波旅行时 t0 和与偏移距有关的反射波旅行时正常时差x/v,动校正就是消除正常时差x/v得图移MidpointMidpoint图 12 叠加处理实现过程示意图S M R图 13 倾斜地层叠加模型是假设的水平地层R勺假设反射点，偏移就是将R1点移至真正的反射点R0, 反应真实的地下反射和地层构造形态。四、通用地震数据处

12、理系统简介 目前，我们常用的地震数据处理系统主要有： Omega 地震数据处理、ProMAX地震数据处理系统、Geovecteur （Geocluster目前最新版本）地震数据 处理系统和 GRISYS 地震数据处理系统等。下面我们对这些地震数据处理系统 做一下简单的对比和介绍。Omega 地震数据处理系统是由 Western GeoCo 研制和开发的大型地震数 据处理系统，包括常规的二维、三维处理以及多波、AVO、叠前深度偏移等地 震数据处理子系统，具有完整的地震数据处理功能，可实现对不同地震数据的 处理。该系统主界面由一个交互的主控界面组成，在该界面上选择的命令按钮 调用相应的程序，包括交

13、互地震作业编辑、交互地震数据显示（DDI）、交互速 度拾取（VIP）、应用SPS文件交互定义观测系统（IGP）和交互Radon变换等， 图14为Omega地震数据处理系统的交互地震作业编辑和发送界面。该系统的 特点是地震数据处理功能齐全、处理能力强、界面较为友好、交互能力较强， 可以在DDI中实现对地震数据的分析、编辑、反褶积时窗的拾取和处理参数试图 14 Omega 系统交互作业编辑和运行界面验等并将试验结果生成地震处理作业，但是该系统数据结构和地震作业、地震数据的管理相对较为复杂，模块参数的填写复杂。地震作业编辑、发送 命令菜单参数说明模块参数区联机 帮助模块列表、调用区ProMAX 地震

14、数据处理系统是由 Landmark 公司研制开发的完整的地震数据处理系统，该系统以SUN、IBM等工作站和并行机、PC Cluster和UNIX、Linxu操作系统为平台，包括二维、三维、VSP、AVO、多波、PSDM和四维地震数据处理等，该系统拥有友好的交互用户界面、先进的数据结构、出色的地震数据质量监控和交互处理能力，地震作业、地震数据、参数表和地震数据库在统一的界面下管理，地震数据的显示、编辑、参数对比、各种时窗的拾取在Select firsttimes fileNumber of layersIdentifiestion numberMinimum foldShooting Geome

15、tryVO optionsSpecify SIH vs V0INPUT REFRACTOR OFFSET?Refractor offset specificationEnter SIN and refractor offsetsCOMPUTE REFRACTOR VELOCITIES?TYPE of IIUTIAL velocity computation Smooth INITIAL velocities before output?Length of INITIfiL velocity smootherEdit first break times (standard deviation)?

16、 Standard deviation factorEdit first break times (median velocity)?COMPUTE DELfiy TIMES?TYPE of delay time ALGORITHMNumber of iterationsTYPE of GS computation statistics Iterate refractor velocity?Smooth velocity between iterations? Length of velocity smootherCOMPUTE REFRACTOR DEPTH MODEL?First refr

17、actor smoothingLength of smootherCOMPUTE SOURCE and RECEIVER STATICS?Final datwn elevationReplacement methodReplacement velocityCOMPUTE RESIDUfiL STBTICS?Number of iterationsLength of surface elevation smootherLength of low frequency filter_PICK 2 8340S60話Input VO but compute uphole times 10: 13300.

18、0/ 20: 13300.0/ 30:Yes NoUser typein10:8000-15500/Yes HoHEDIBNYes51YesYesYesGauss-SeidelMEANYesYes51YesSmooth DepthYes No2400.User specified13300.Yes NoNoNoNoNoNoInput* c Input city Model c Output n Input* ut put nput utput alysis GenerationPreparation iles*Binning er LoadConverted Have DMOinning* t

19、ack地震作业作业队Edi ting / Muting / HaiseTrace Kill/ReverseNN Reversed Trace Training NN Reversed Trace EditorNN Trace Editor Training UN Trace EditorSpike to Median Ratio EditorSpike & Noise Burst E(itTrace MutingProMAX 3D ProcessesData Input / OutputConfig图 15 交互地震作业编辑、运行界面同一个界面中实现。该系统当然也存在不足之处，作为现场处理系统

20、开发的地 震数据处理系统，虽然经过多年的发展，系统的处理功能得到了很大发展和完 善，但处理功能模块相对较少，尤其是叠前去噪和叠后修饰功能不够灵活且较 弱，图15为 ProMAX 地震数据处理系统的交地震作业编辑界面。Geovecteur（Geocluster 目前最新版本）地震数据处理系统是由法国 CGG 公司研制和开发的地震数据处理系统，该系统以 UNIX 和 Linxu 操作系统和SUN、IBM工作站和并行机或PC Cluster为平台，具有完整的地震数据处理功 能，包括二维、三维以及PSDM等。在噪音压制、静校正等方面具有一些特色 模块，如线线性噪音压制模块SIEVE、自动剩余静校正模块

21、SATAN、偏移模块 WEMIG、叠前部分偏移模块DMOSTK和模型化处理等，具有交互地震作业编 辑、发送以及交互速度拾取、交互定义切除参数等交互功能，但数据和地震作业的管理能力差，交互处理能力较弱，虽然地震作业、地震数据及数据库存放图 16GeovecteurWindowsX(YB1)exaniRSEXECCurrent job : qqq.sqj(modified) ict_620000 uctionFile Edit Submit ToolsrxjobE震作业编辑界面在地震工区目录下的不同目录中，但无法实现在同一界面对地震共区、测线、地震作业、地震数据及各种参数表和地震数据库的管理。图

22、16 为 Geovecteur 地震数据处理系统的主界面和交互地震作业编辑界面GRISYS 地震数据处理系统为东方地球物理公司自主研制和开发的地震数 据处理系统，拥有完整的版权和强大的技术支持，该系统主要以 SUN、 IBM、File Project OptionHelp |GRISYS SYSTEM JOE EDITORHelpCnR/SlfS 0 睡鱷鱷噩Categories IndexFunction / ModuleProject & Line ； : lnter I Job ： DisJ : Data ： Plot List ； Tape iZu3/u/zsy/.griP/ 總BC

23、*述11_ h NEWCommand NameInformationJL2 IT o DPEBFARTTTDLA ONRSNS EIGDLROSALOFN LaBBAP OLIEPTTETIMNA psaBMS TOFGSSIRSFRAD METIII1UREFIIDAAKOSS GRaRRRVACDDDDEFFFFFF CCDGGGGIIIIIIIIIIIIICGM PlotComprehensive Reservoir AnalysisData BrowserGRISYS BBSSeimic Module Manual SPS to GRISYSAutomatic Trace Editin

24、g Crooked Line Processing Definition of Geometry Observer Report to GE Base Seismic Map Display Display of Seismic Traces Trace EditingFirst- Arrival Picking and Statics CalculationFirst- Arrival Static CorrectionFK FilteringFinite Element. Nave Equation Forward Modeling Frequency Spectrum Analysis

25、and Filtering 图MGRISYS系统主控Welcome to GRISYS迫 3D & Crooked Line(Q Amplitude AnalysisQ2) Deconvo 1 ution & Wavelet9 1/0 Module迫 Library Module(2 Migration & DMO9 NMO & StackingQ2) Pre-processingQ2 Routine Module迫 Sirigal Enhancement. Special ProcessingQ2) Spectrum AnalysisQ2 Static Correction8 System

26、Module迫 VSP ProcessingQ2)Velocity Analysis卞面和交互作业:JOB P：JL,L：2D,T：CSDEC:DBAFL VN01.BP(8,12,80,9_/u2/data/JL . 2DGSCAMPC0, HD2=( 1-10) , STOP# AMPEQU A CSDCON NCDP1000,NSP10,NT20000.NGP2000,XRM1500.,N0FS120,TIR120,LMU2,TRITA,LRR160, (W300-N1500,IQ96,F1010)” (N1300-N2500,IQ104,F1010), (N2300-N3500,IQ.

27、112,F101,NITER4;AMPEQU L500:DSKOUT DFN：GTESTSH1,FMT3:PLOTTR SCL100,STP10,G5,HEAD,HDA2,HDB17,GAP2=HD2,DEN300:ENDHistory | Data Plot | Monitor |ENT File015 declOOO.dsk 016 declOOO,dsk 017 declOOOdsk 018 declOOO.dsk 019 declOOO,dsk.JL3000er.015dot20JL3000es,016dot20.JLlOOOmu.Ol/dot 20 .JL3000et.018dot2

28、0JL3000eu,019dot20.* JL3000v*020dot 20 3jLMfep|iv.021dot 20 一* 停*|)joBOOOcw.lOldot 20File Edit Job FormatRow: 3 Column: 9Compaq Alpha工作站、并行机和UNIX操作系统为平台，经过多年发展和完善, GRISYS系统的处理功能不断完善和扩充，形成了包括二维、三维、VSP处理 以及复杂山地、低信噪比资料处理等特色处理技术，同时系统的交互处理功能 得到了发展，开发了一系列的交互处理模块，如交互地震作业管理和编辑、交 互速度分析、交互折射波静校正、交互 SEG_Y 地震数据分析、交互 F-K 等交 互模块，但由于受开发平台的限制，地震作业、地震数据以及数据库的管理不 方便，尤其是地震数据和数据库的管理、地震功能模块参数的填写。