地震资料处理复习总结（第1-6章） - 图文

《地震勘探资料处理》第一章～第六章复习要点总结

第一章 地震数据处理基础

一维谱分析

数字地震记录中，每个地震道是一个按一定时间采样间隔排列的时间序列，每一个地震道都可以用一系列具有不同频率、不同振幅、相位的简谐曲线叠加而成。

应用一维傅里叶变换可以得到地震道的各个简谐成分；

应用一维傅里叶反变换可以将各个简谐成分合并为原来的地震道序列。 连续函数正反变换公式：

~X(?)?????x(t)e??i?tdt 正变换

1x(t)?2???~i?tX(?)ed? 反变换 ?通常由傅里叶变换得到的频谱为一个复函数，称为复数谱。它可以写成指数形式

~~X(?)?|X(?)|ei?(?)?A(?)ei?(?)

式中A(?)为复数的模，称为振幅谱；?(?)为复数的幅角，称为相位谱。

A(?)?Xr2(?)?Xi2(?)，?(?)?tan?1Xi(?)（弧度也可换算为角度）

Xr(?)

离散情况下和这个差不多（看PPT和书P2-3）

一维傅里叶变换频谱特征：

1、一维傅里叶变换的几个基本性质（推导）

线性 翻转 共轭 时移 褶积 相关（功率谱），P3-7 2、Z变换（推导）

3、采样定理 假频 尼奎斯特频率，fN?

二维谱分析

二维傅里叶变换X(?,k)称为二维函数X(x,t)的频——波谱。其模量|X(?,k)|称为函数X(x,t)的振幅谱。由X(?,k)这些频率f与波数k的简谐成分叠加即可恢复原来的波场函数X(x,t)（二维傅里叶反变换）。

如果有效波和干扰波的在f-k平面上有差异，就可以利用二维频率一波数域滤波将它们

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1 2?t分开，达到压制干扰波，提高性噪比的目的。

二维频谱产生空间假频的原因

数字滤波

在地震勘探中，用数字仪器记录地震波时，为了保持更多的波的特征，通常利用宽频带进行记录，因此在宽频带范围内记录了各种反射波的同时，也记录了各种干扰波。有效波和干扰波的差异表现在多个方面（频谱、传播方向、能量……）。利用频谱特征的不同来压制干扰波，以突出有效波的方法就是数字滤波。

滤波器的频率特性：滤波器时间函数或滤波因子h(t)的频谱H(?)称为滤波器的频率特性。 滤波器的时间特性（单位脉冲响应）：在时间域的表示方法中，令一个单位脉冲通过一个滤波器，然后观察滤波器的输出，这个滤波器输出的自然过程曲线称为滤波器的时间特性，也称滤波器的单位脉冲响应。

一维频率域滤波机理：

~

~~?(?)?HX(?)X(?)（对输出进行傅里叶反变换）

输出信号的振幅谱等于输入信号的振幅谱与滤波器的振幅频率特性的乘积，

输出信号的相位谱等于输入信号的相位谱与滤波器的相位谱之和。

~~?(?)|?|H|X(?)|?|X(?)|，?x?(?)??x(?)??H(?)

对H(?)的要求（看PPT和书P13）

~ 2

一维频率域滤波的实现步骤

(1)对已知地震记录道进行频谱分析，确定有效波和干扰波频带范围。 (2)设计合适的滤波器，要能压制干扰波，突出有效波。

?(?)?H(?)X(?)，计算输出信号的频谱X?(?)。 (3)进行频率域滤波运算，X?(?)进行傅里叶反变换，求滤波后的地震记录x?(t)。 (4)对输出信号的频谱X

最小相位、最大相位、混合相位

离散傅里叶变换（DFT）滤波的特殊问题：周期性、对称性。

由连续傅里叶变换过渡到离散傅里叶变换利用：?t?f?

一维时间域滤波机理： 时间域滤波就是褶积滤波。

~~1 N?(t)?x(t)?h(t) x褶积滤波的物理意义：它相当于把地震信息x(t)分解为起始时间、极性、幅度各不相同的脉冲序列，令这些脉冲序列按时间顺序依次通过滤波器，这样在滤波器的输出端就得到对输入脉冲序列的脉冲响应，这些脉冲响应有不同的起始时间，不同的极性和不同的幅度(这个

?(t)。 幅度是与引起它的输入脉冲幅度成正比的)，将它们叠加起来就得到滤波后的输出x对h(t)的要求（看PPT和书P22）

一维时间域滤波（褶积滤波）的实现步骤

(1)对地震记录进行频谱分析，确定通频带中心频率f0和带宽2?f。 (2)确定滤波因子长度N，N通常为101。 (3)通过傅里叶反变换求滤波因子h(n?t)。

?(t)?x(t)?h(t)，在计算机上实现时要将其离散化。 (4)通过时间域褶积计算：x数字滤波的两个特殊性：

1、数字滤波的离散性造成伪门现象； 2、数字滤波的有限性造成吉卜斯现象。

伪门产生的过程和克服方法：对连续的滤波因子h(t)用时间采样间隔?t离散采样后，得到

h(n?t)。如果，再按h(n?t)计算出与它相应的滤波器的频率特性，这时在频率特性的图形

~上，除了有同原来的H(?)对应的“门”外，还会周期性地重复出现很多个“门”，这些门

称为“伪门”。

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为了避免干扰波通过“伪门”而对有效波造成影响，可以适当地选取采样间隔?t，使第一个“伪门”出现在干扰波的频谱范围之外。

吉卜斯现象产生的过程和克服方法

有限长度的h(t)对应的H'(f)不再是一个门式滤波，而是有波动的曲线(图1-31)，曲线由间断点向远处波动衰减，在间断点波动最大，这种现象叫作非连续函数频率响应的吉卜斯现象。

为了避免吉卜斯现象对有效波造成畸变的影响，可以采用镶边法，即在频率特性曲线的不连续点附近，镶上一条连续的边，这种做法克服了频率特性曲线的波动问题（吉卜斯现象）。

~

滤波器类型：低通、高通、带通（时域和频域） 低通：H(?)??~?1,|?|???

?0,|?|???高通：H(?)??~?1,|?|???

?0,|?|???

带通：低通和高通中间。

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第二章 预处理及真振幅恢复

时序记录：按照采样时间顺序排列的多路传输地震记录，称为时序记录。 道序记录：以地震道为顺序排列的记录，称为道序记录。 数据解编目的：通过数据解编将地震数据的记录顺序由时序转化为道序，它相当于对地震数据进行矩阵转置。

真振幅恢复的目的和主要内容：其目的是尽量对地震波能量的衰减和畸变进行补偿和校正，主要处理内容包括波前扩散能量补偿、地层吸收能量补偿和地表一致性能量调整。 波前扩散因子：Dd?品质因子：

实际地震资料处理中常用品质因子Q来描述地震波的衰减，其意义是地震波在传播一个波长?距离后，原来储存的能量E与所消耗能量?E之比，即

2EA01 Q?2??2?2?2?2?2???EA0?A?1?ev1vD?（均匀介质），（层状介质） d2vrmstv2t品质因子近似表达式为：Q?

吸收衰减因子：

???f ????v?fQD??e

??r?e??r?et

可见在非完全弹性介质中，地震波的高频成分比低频成分衰减得要快。

地层吸收和波前扩散对地震波振幅影响的区别：（为什么说大地是一个低通滤波器，地层吸收具有低通滤波作用）

地震波振幅的衰减与频率有关，频率越高，振幅衰减越严重。地层吸收不仅造成地震波振幅的衰减，而且对地震波产生低通滤波作用。

第三章 反褶积

1、什么是反褶积，其主要作用是什么？

反褶积定义：反褶积处理是褶积处理的反过程，因而称为反褶积。具体说来如果我们设计一个滤波器，其滤波因子w'(t)具有与滤波器w(t)有恰好相反的性质，即当输入为地震道记录

x(t)时，其输出为地层脉冲响应e(t)，称这个反过程为反滤波或反褶积。

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井下激发，炮点静校正还应包括井深校正。

具体实现步骤：

第一步，是剥去风化层的影响，这种消除风化层影响的校正称为风化层校正，或低速带校正。

第二步，再将地震记录时间由风化层的底界校正到参考基准面上，这种消除高程影响的校正称为高程校正，或地形校正。

6、试推导水平风化层初至折射静校正?TD的计算方法？（P120-122）

zw?vwvbtob2v?v2b2w

?TD?2(zwES?ED?zw?) vwvb

7、给出加减法折射静校正实现的基本步骤（要有一定的推导）？

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t??tABCD?tDEFG?tABFG?tob

t??tABCD?tDEFG?tABFG?t??2x

t??t?2x vbvb?加减法折射波静校正6个基本步骤

(1)拾取初至时间tABCD，tDEFG和tABFG；

(2)计算t??tABCD?tDEFG?tABFG、t??tABCD?tDEFG?tABFG； (3)计算折射波截距时间t0b?t?，计算基岩速度vb? (4)估计风化层速度vw； (5)计算风化层厚度zw?2x；

t??t?vwvbtob2v?v2b2w；

(6)计算D点的基准面静校正量?TD?2(zwES?ED?zw?)。 vwvb

8、给出计算地表一致性剩余静校正的两种方法，并阐述它们实现的主要步骤或思想？见书P124-128

地表一致性剩余静校正 (Residual Static Correction )是在应用了野外一次静校正或者初至折射静校正以后进行的。由于多种因素，一个CMP道集中的各个地震道，经过上面的静校正之后，仍然存在着剩余静校正量，而且这种静校正量以高频短波长的方式出现(由于局部低速异常引起)，影响CMP叠加的质量。因此在CMP叠加之前，还要对剩余静校正量进行估算和校正，实现CMP道集的同相叠加。

计算剩余静校正量的方法主要有两类：

一、地表一致性时差分解剩余静校正方法

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基于时差分解的剩余静校正方法一般分为三个步骤：首先拾取每个地震道的时差tij（时差的拾取）；然后对时差tij进行分解（时差的分解），得到炮点和检波点的剩余静校正量sj和

gj；最后在每个地震道上应用炮点和检波点静校正量（剩余静校正量的应用），对于地震道

而言，其总的剩余静校正量为炮点静校正量和检波点静校正量之和，将地震道按照总的静校正量进行整体时移，就实现了剩余静校正。

二、互相关法剩余静校正方法 1、最大叠加能量法剩余静校正 该方法的基本思想是：一个炮点(或检波点)静校正量的选择，应该使得该炮集(或检波点道集)中各个地震道所对应的CMP叠加的能量之和最大。

2、相邻叠加道相关法静校正 该方法的基本思想是：一个炮点(或检波点)静校正量的选择，应该使得该炮集(或检波点道集)中各道所对应的CMP叠加道之间具有最好相似性。

第六章 速度分析

1、基本定义

速度谱定义：地震波沿不同速度的叠加(或相关)能量相对扫描速度的变化称为速度谱。

2、为什么说反射波时距曲线和正常时差中包含有速度信息?

x2x22t(x)?t?2 ?t(x)?t0?2?t0

vnmovnmo20

由上式可见，如果炮检距x已知，反射波到达时间t(x)和正常时差△t(x)是零炮检距反射时间t0和动校正速度vnmo的函数，也就是说，地震波的反射时间和正常时差中包含有均方根速度的信息。这是速度分析的理论基础。

3、叠加速度谱制作基本原理和实现步骤？

对于给定的t0值和最大炮检距xN，动校正速度vnmo?xN/2t0?tN?(?tN)是以正常时差?tN为变量的，如果对最大炮检距处的正常时差值预设一个范围，取其最小值为?tmin，最大值为?tmax，则对应这个范围内的每一个?t值，都有一个相应的双曲线校正规则和按

2vnmo?xN/2t0?tN?(?tN)2式计算得到的动校正速度，时差越大，相应的速度越小。对每

个?tN值或相应的动校正速度，沿着相应的双曲线对各个地震道的离散振幅值进行代数求

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和，得到相应的平均振幅，其平均振幅达到最大时对应的速度就是叠加速度。

在具体制作速度谱时，首先选定一系列双程垂直反射时间

t01,t02,?,t0i,?,t0L

对于每一个双程反射时间t0i，再选定一系列的动校正速度

v1,v2,?,vj,?,vN

反射时间和动校正速度可以是等间隔的，也可以是不等间隔的，t0扫描时间和动校正扫描速度应该包括所有反射时间和可能的均方根速度。计算每个网格点(t0i,vj)上的平均振幅，就得到了用于速度分析的速度谱。

4、影响叠加速度分析的因素有哪些?

下面一些因素会影响利用速度谱进行速度分析的精度和分辨率。

(1)炮检距分布；(2)叠加次数；(3)信噪比；(4)切除；(5)速度采样密度；(6)时窗宽度；(7)相干属性的选择；(8)近地表异常；(9)数据的频谱宽度等。

5、叠加速度分析对地震道集的炮检距分布有什么要求，为什么?

速度分析道集中需要大炮检距道集的必要性

反射双曲线在小炮检距处变化相对平缓，对速度变化不敏感。相同的炮检距，深层反射时差对速度的敏感性要弱于浅层反射（深层反射波时距曲线比浅层的平缓）。因此，当速度分析的共中心点道集中缺乏远炮检距地震道时，速度谱能量的聚焦性变差，速度分辨率降低。

速度分析道集中需要小炮检距道集的必要性

当速度分析道集中缺乏小炮检距地震道时，远炮检距处动校正拉伸降低了速度分析信号的相关性，拉伸切除又降低了速度分析的有效道数，尤其对于浅层，这种影响更大。

速度分析道集中缺乏小炮检距的另外一个影响是t0漂移。在构造复杂地区，大炮检距的时距曲线偏离双曲线形态。仅由大炮检距拟合得到的双曲线t0时间可能严重偏离正确的零炮

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检距反射时间，造成t0漂移。

因此为了获得满意的速度谱，速度分析道集的炮检距应该远近兼顾，均匀分布。

6、由均方根速度计算层速度的狄克斯(Dix)公式?

从第一层到第n层的均方根速度为： nn2vitivi2ti

2?i?1 (vrms,n)?i?1nt0,nti

i?1

从第一层到第n-1层的均方根速度为：

n?1n?1

22vtvtiiii

2(v)?i?n1?1?k?1rms,n?1 t0,n?1ti

i?1

由均方根速度计算层速度的狄克斯(Dix)公式：

??????(vrms,n)2t0,n?(vrms,n?1)2t0,n?1 v?t0,n?t0,n?12n

《地震资料采集与处理》课程总结(仅供参考)

提高地震资料信噪比：

1、 组合法压制干扰波(面波和随机干扰波)的基本原理及其优缺点。

组合法的原理：它是利用有效波（反射波）与低速规则干扰波（面波）的传播方向或视速度的差异，根据地震信号的叠加原理和组合统计效应，来压制低速规则干扰面波和无规则的随机干扰波，以增强反射波提高地震资料信噪比

优点：(1)利用组合的方向特性，可以压制低速规则干扰面波。(2)利用组合的统计效应，可以压制随机干扰波。(3)组合表层的平均效应，有利于波形对比和追踪。

缺点：(1)组合具有低频滤波作用，可能会使波形发生畸变。(2)组合深层的平均效应，模糊了深层反射界面构造细节，降低了地震资料的横向分辨率，易漏掉小断层、小构造。(3)不能压制高速规则干扰波(多次反射波)。

2、 多次覆盖技术(共反射点多次叠加法)压制干扰波(多次波和随机干扰波)的基本原理及其

与组合法的异同点。 基本原理：它是利用有效波(一次反射波)和规则干扰波(如多次反射波) 经正常时差校正 (Normal MoveOut Correction)后，存在着剩余时差的差异，来突出有效波(一次反射波)，压制干扰波(如多次波)，提高资料信噪比(S/N)的。 相同点：

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