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1、,第六章 叠加和偏移(1),水平叠加 相干加强 振幅平衡处理,水 平 叠 加,水平迭加是对多次覆盖野外资料进行处理的一种方法。水平迭加处理就是把共深度集的记录经动校正以后迭加起来。 其目的是压制多次波和随机干扰，提高地震记录的信噪比。,水 平 叠 加,一、预 处 理 野外数字地震记录拿到室内用计算机处理时，都要经过预处理、处理、加工显示三个阶段。每一阶段的程序都有其特定的作用。 预处理是把野外磁带的数据变成适合计算机处理的记录格式，重新记录在另外的磁带上。而处理阶段是针对处理要求选用各个处理程序的组合。显示加工阶段是对所有进行处理的地震资料而进行各种显示所必须的。 一切野外资料只有经过预处理以
2、后才能进行其它处理，预处理的内容包括加道头，进行数据重排，增益恢复，处理废炮、废道、反道，抽道集等。,水 平 叠 加,1加道头 每道记录前应加一系列说明标志，称为道头，道头可以记下这道的有关信息，供处理时查阅。,卷头 道头1 数据1 道头2 数据2,1 3200 3600 1 240 (字节),水 平 叠 加,3.处理废炮、废道、反道和清野值 对于废炮、废道需将数据充零，对于反道可乘一负号使其改正，记录数据显著大于地震数据的一些数值叫野值，清野值即将野值清零。 4抽道集 为了进行迭加和计算速度谱方便，先把每一个共深度点道集找出来，按炮间隔大小排列 好，这个过程叫抽道集。抽道集有四种： 第一种是
3、按共深度点抽道集，例如对六次覆盖24道记录，原来是按共深度点道集排列如下：,水 平 叠 加,第二种是按共炮点记录道顺序排列； 第三种是按共接收点记录道顺序排列， 第四种是按共炮检距记录道顺序排列。 作水平迭加或速度谱时常要用第一种抽道集方式，而作自动静校正时则常用第二、三种抽道集方式； 检查记录质量时则常用第四种抽道集方式进行显示。,水 平 叠 加,5.增益恢复 对数字仪记录的野外数字记录要进行增益恢复，为了了解增益恢复的原理，首先需要了解一下数字仪记录过程 1)数字仪记录过程 地震波在传播过程中，由于波前扩散，吸收，透过等原因，使其能量随传播时间的增加而减少。因此，安置在地面上的地震检波器接
4、收到的地震信号是很微弱的，只有几微伏几百毫伏。这么小的信号输入到数字仪中要经过放大，由于地震信号能量大小的变化范围是很大的，浅层能量大，深层能量小(炸药放炮时，动态范围可达120分贝)。而数字仪一般一共有15位(其中一位是符号位)，可以表示的数值范围是-214214，动态范围一般为84分贝。,水 平 叠 加,检波器接收到的弱信号放大后要在数字仪中表示出来，只有使所记录数值在-214214范围之内，太大或太小都不行。但实际上，地震信号变化范围很大，因而在数字仪中要采用增益控制的办法来进行记录。其基本做法是对弱的信号放大的多，对强的信号放大的少，而使强弱信号都能用13位表示出来，而且保证弱信号也有
5、一定的有效位数。为此，数字仪中有前置放大器，设有固定增益25，27，这些固定增益对各道的作用一致。另外在主放大器内有可变增益，这是根据信号大小对信号加以放大，这些可变增益是,20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，210，211，212，213，214 这些可变增益的指数就记录在记录格式的阶码上，见表51。,水 平 叠 加,2)增益恢复 为了研究地震波动力学特点，需要知道地面记录的振幅值。增益恢复就是将被数字仪放大器放大后记录到数字磁带上的振幅值恢复到地面检波器接收到的振幅值。设尾数上记录到的振幅离散值是X，阶码是m，那么地面检波器接收到的振幅离散值是,水 平 叠 加,二、
6、振 幅 处 理 振幅处理包含振幅恢复、振幅控制，道间均衡、区域均衡、动平衡等内容，下面分别叙述。 1振幅恢复 振幅恢复是从地面检波器记录到的振幅中消除波前扩张和吸收因素的影响，使其恢复到 仅与地下反射界面的反射系数大小有关的真振幅值。为了研究地下反射层的特点，需要研究 真振幅，它直接与地下的波阻抗界面有关。 设地面下距震源单位距离处的真振幅为A0，当地震波在均匀介质中传播经过一段距离r以后的振幅为A，考虑到波前扩张和吸收有,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,2振幅控制 深、浅层能量按指数衰减前面提到地震波在传播过程中，由于波前扩张和吸收作用使地面检波器所记录的深，浅层的反射波能量
7、悬殊很大，可达几十分贝。在数字地震仪记录时，是把增益和地震波被控制后的振幅一起记录下来。进行增益恢复后，恢复了野外记录时，地面检波器所记录到的深，浅能量差别，这时振幅变化一般按指数规律衰减(图5-1)。为了监视处理效果和显示成果，因此必须把深、浅层差别较大的振幅控制在某一范围以内，即需进行振幅控制，将强振幅减弱，弱振幅相对放大。其具体作法各不一样，这里提出的一种方法是在某时窗内求地震记录的平均振幅曲线，由平均振幅曲线再求加权因子，对原来记录行加权。其步骤如下，,水 平 叠 加,图51 深、浅层能量按指数衰减,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,3道间均衡 道间均衡是
8、指在不同的地震记录道间建立振幅平衡。同一炮所记录到的记录，由于炮检距不同，反射波能量的衰减程度也不同，炮检距大的，反射波能量衰减大，炮检距小的，反射波能量衰减小，因此，在同一张记录上各记录道之间的能量是不均衡的。而在共深度点迭加时，同一共深度点的不同道由于炮检距不同能量也是不均衡的。这样势必形成不等灵敏度迭加。而我们要求的是等灵敏度迭加，因此，要对不同的地震记录道建立振幅平衡。其方法是将一张记录分成若干组(或道集记录分组)，每组N道(N必须是奇数)，利用此N道记录计算加权系数，此系数用于此N道的中点道的加权，这样在空间起到平衡作用，计算步骤如下：,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加
9、,4区域均衡 若为了在剖面上只突出最强的反射(例如亮点剖面)，要对整条测线上所有道记录在空间、时间上进行振幅平衡。方法是对全测线上所有道从头到尾只计算一个平均振幅，计算出一个加权系数，用此加权系数对一整条测线上所有道进行加权，其步骤是,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,5动平衡 动平衡也叫道内平衡，它的功能是对一个地震记录道建立振幅平衡。为了使浅、中，深层迭加后均能在同一张剖面上显示出来，要用动平衡程序。它是利用本道的振幅来求加权系数，建立本道的平衡，主要步骤如下：,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,三
10、、水平叠加 主要内容：分叙一般水平迭加方法和其它迭加方法。,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,2)浅层加权 由于切除(初至切除和动校正切除)，往往造成深、浅层迭加次数不相同，有的时间段内是一次迭加，有的时间段内是二次、三次、四次迭加，致使迭加以后能量不均衡。因此，在迭加时要进行浅层加权，使其浅层能量均衡。一般做法有两种： 一种是固定系数加权方法， 一种是可变参数加权方法， 下面分别讨论。,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水
11、 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,四、时 深 转 换 经过水平迭加或迭偏处理的时间剖面可以反映构造的形态和位置，但不能准确地反映界面的深度和产状。因此，必须将时间剖面转换成深度剖面。 1时深转换的概念 用数字电子计算机处理地震资料时，时深转换可以用计算机来完成，对水平迭加和偏移迭加的剖面要经过不同的处理。 对水平迭加剖面，由于没有经过偏移和归位，因此，一般要经过自动检测，层位对比，偏移校正，再作时深转换。对偏移迭加剖面，由于经过偏移和归位，
12、只要经过时深转换就行了。目前，经过时深转换的深度剖面是用深度剖面仪显示出来。显示的方式有几种，一种是波形加变面积，一种是点画线方式。无论什么方式都是将时间剖面上的座标t0i处的反射波的振幅值放在计算出来的对应的深度座标H0i处(图5-9)。 目前，这种转换是将时间剖面上所有信息都转换到深度剖面上，即自浅层开始一个抽样点一个抽样点的转换，因此是用波形加变面积显示方式。,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,水 平 叠 加,处理实例,一、工区概况 （一）工区地理位置及地表条件 此次施工的潍北二维位于潍坊市北部，勘探范围西起697.8线，东至
13、715.6线，南起74.0线，北至90.2线，全工区跨越南部的滩涂地带，中间的潮间带和北部的浅海水域，浅海水域水深0-12M，潮间带低平开阔，滩涂部分基本为虾池、盐田，此外工区内沟渠纵横，从西向东有潍河，胶莱河等较大河流，从南到北纵穿整个工区，给野外施工带来一定的困难，同时也给正常的地震资料处理工作，增加了一定的难度。,（二）测网分布 从已有的该区二维资料来看。该区内发现滩河口次级洼陷及中生代潜山等新的勘探目标。但由于该区原有测线密度较稀，洼陷内部深层资料较差，古生界顶部变化不清，成像困难。测区东部部分测线分辨率、信噪比等方面较低，且没有可靠的资料参考，测线北延太短，构造不清，北部海域只做过重
14、力勘探，为补该区前次勘探的不足，此次又布置了19条测线. 测线布置范围见图1。,鲁东凸起,潍北凹陷,潍北凸起,青东凸起,潍北断层,此次又布置了19条测线，其中南北线12条，满覆盖233.6km，东西线7条，满覆盖183.1km，共416.7km，,（三）野外采集参数 1、采集参数 本次施工的潍北二维覆盖次数25次，道距50m，炮点距100m，每炮接收道100道，中间放炮，最小偏移距50m，最大偏移距2500m。 2、记录因素 2ms采样，记录长度6s，前放滤波0-206HZ, 前放增益36db，记录格式SEGD8048，记录密度38000。 3、激发因素： 采用炸药和汽枪两种震源激发。 4、处
15、理工作量： 本次该区共有测线19条，南北线12条，东西线7条，总炮数4691炮，其中海域3507炮，陆地炮1184炮，详见下表。,处理工作量表,二、地质任务 本区南部曾进行过二维地震勘探，但由于受各种条件的限制，资料在分辨率和信噪比等方面较差，北部海域只做重力勘探。依据该区勘探目标，本次处理的地质任务及要求如下： 1、落实该区资料的断裂系统和构造形态。 2、查清昌北凸起与隆起的接触关系。 3、得好测区内，T1、T7、T8、TR、Tg等反射层资料。,潍北二维处理流程图,三、处理难点及 原始资料特征分析,处理难点 本次潍北地区所施工的19条二维线处在一个新区，没有老资料和钻井资料可以参考，所以处理
16、起来难度非常大。具体有以下几个方面： 1、由于是新区资料，地下构造变化起伏，十分复杂，地表速度变化大(地表速度变化范围1800-2600)，目的层难以把握。 2、本次所处理的资料处在不同的区域，从陆地到滩海，延伸到浅海，需要在部分流程上做特殊的处理，以解决不同资料的统一问题。,3、凸起部分资料浅（600MS以上），处理难 度大。 4、接触关系复杂，处理难度大。 5、在断裂带附近的资料反射信噪比差，接触关系处理起来难度非常大。,6 面波干扰严重,面波干扰,7 高频噪音、随机噪音干扰大,8、 相邻炮之间能量不均衡,9、本地区多次波和浅层折射波非常发育,多次波,浅层折射波,四、处理的关键技术,（一）
17、能量补偿,(1)真振幅恢复 （2）地表一致性振幅补偿 (3) 道平衡的应用,真振幅恢复,地表一致性振幅补偿,四、处理的关键技术,（二）噪音去除技术的综合应用,(1) 区域异常噪音衰减 （2）F-X相干噪音压制 (3) 交互去噪的应用 （4）反褶积,(1) 区域异常噪音衰减,它是鉴于统计方法的地表一致性的去噪手段，它可以从共炮点、共检波点、共偏移距和共深度点等四个方面对信号和噪音进行统计，使资料的信噪比得以改善，使用了该处理技术，使资料的噪音得到了较好的衰减。,(1) 区域异常噪音衰减,（2）F-X相干噪音压制,反褶积步长12,反褶积步长18,反褶积步长18,反褶积步长24,积褶反测预,地表一致
18、性反褶积,四、处理的关键技术,（三）高精度速度分析,(1) 改善速度分析精度 （2）快速动校正 (3) 速度扫描,(1) 改善速度分析精度,快速动校正： 在速度谱拾取的同时作快速动校正，以检查速度拾取的精度，从而保证理想的迭加效果。,速度扫描图,V=3000,V=4000,V=2000,四、处理的关键技术,（四）剩余静校正,为增强同相轴连续性，提高资料的信噪比，解决野外校正不完全问题，针对不同的测线选取不同的运算时窗，在部分测线上取得了比较理想的效果，由于部分测线处在海滩、浅海和海上，所以静校正效果不明显甚至没有效果。,707.6线静校正效果图,81.0线静校正量宽行,四、处理的关键技术,（六
19、）多次波的去除,潍北地区多次波非常发育，不仅存在着明显的一次波二次波，甚至还存在着三次波及层间多次（有的多次波和有效波重合），很难有效分辨并加以合理分析。为防止误去有效波，我们采取了处理监督的指导意见，对明显拿得准的多次波，进行大胆去除（对似是而非的进行暂时保留，以便以后随着对该区勘探力度的加大，解释中对该区认识程度的进一步深化，再进行合理的处理）。具体去除多次波的方法有以下几种：,（1）在速度分析中先放大扫描范围，找出多次波速度分布区域，再重新定义速度扇，把多次波能量因剔除掉，提高有效波速度分析精度。,放大速度扫描范围，重新定义速度扇,79.2线多次波去除前后对比图,去除前,去除后,81.0
20、线多次波去除前后对比图,去除前,去除后,2、在迭前利用多次波与有效波在速度上差异，用拉冬变换，消除多次波，但由于断面的多次波速度范围大，与有效波速度接近，多次波倾角与有效波差异很小，所以只能去除一小部分。,多次波去除前后速度谱,多次波去除前后道集,（3）迭后频率波束域有效去除局部多次波。,多次波的存在严重地影响了处理员及地质解释人员对深层资料的认识，项目组成员多次将全区速度进行分析，经速度扫描后认为2500MS以下大多数测线存在多次波。,测线87.8常速2000迭加,四、处理的关键技术,（七）迭后去噪、滤波均衡及空变背景压制,由于本区测线信噪比低，连续性稍差，背景干扰大，多次波发育，为有效地消
21、除迭加偏移剖面上的随机干扰，增强地层的连续性，提高资料的信噪比，在迭前去噪的基础上，又在迭后做了二维随机噪音衰减，去噪的方法是：在有资料的部分选取适合本测线的去噪百分比进行空变去噪，无资料区域少去噪或不去噪，去噪后剖面面貌得到明显提高。,随机噪音衰减前剖面,随机噪音衰减后剖面,频谱分析,频率扫描845HZ,频率扫描630HZ,频率扫描835HZ,四、处理的关键技术,在频率扫描基础上，确定滤波档大致为： 500ms 8-50HZ 1000ms 8-45HZ 2000ms 8-35HZ 3000ms 6-30HZ 对于构造横向变化大的测线，采用了时空变滤波。 另外还根据剖面上构造的变化，采用了空变的背景压制。,709.9线迭加剖面,T1,T7,T8,TR,707.6线迭加与偏移剖面,704.0 线迭加,