地震数据处理预处理及真振幅恢复优选ppt资料.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,地震数据处理第二章预处理及真振幅(zhnf)恢复,第一页，共45页。,第一节,预处理,一、数据解编,（1）野外数据格式：,SEG-D,时序,（2）解编：将时序变为道序,（3）解编后数据格式：SEGY,地震(dzhn)资料数字处理输入/输出均为SEG-Y,第二页，共45页。,40行说名信息(80字符(z f)/行,共3200字节),卷头信息(xnx),(共400字节),第一道的道头信息(xnx)(共240字节),第一道的地震数据,(,常为,IBM,浮点格式,),第二道的道头信息,(,共,240,字节,),第二道的地震数据,(,常为,IBM,浮点格式,),SEG_Y,格式：,卷头,(4,字节,/,字,共,100,字）,:,道头,(4,字节,/,字,共,60,字）,:,END Of File,(EOF),第三页，共45页。,二、道编辑（Trace Editing）,去废炮、废道、极性反转(fn zhun)、异常值剔除,可以在定义观测系统之后，利用统计方法进行道编辑。,在ProMax中可用如下方法进行道编辑：,Trace Kill Using Trace Statistics（道统计/道估计）,Trace Kill Percentages Using Ensemble Statistics（道集统计）,第一节,预处理,第四页，共45页。,合格(hg)记录,不合格(hg)记录,同一个点不同(b tn)井深的两炮记录,第五页，共45页。,记录上存在(cnzi)的干扰波,面波,折射波,声波,机械,振动,50Hz,环境,噪声,第六页，共45页。,Trace Kill Using Trace Statistics,Trace Statistics calculates up to eight different statistics within a specified window on each input trace.,Average trace energy,Average first break（初至波）energy,Average pre-first break（前初至）energy,Average pre-first break frequency,Spikiness（脉冲(michng)）:the ratio of maximum magnitude sample to trace,signal amplitude,Dominant frequency（主频）based on a count of zero crossings,within a signal window,Frequency deviation（频率偏差）based on statistical scatter（离散）,of frequency estimates,Estimated trace energy decay rate（能量衰减率）,in db.,如：,TRC_AMPL:0-6e27,AMPDECAY:-190-+80 db/sec,FRQ_PEAK:26-125 Hz,第七页，共45页。,三、野外观测系统定义最基础、最重要的工作。,将炮点坐标(zubio)（x,y,z）、井深、检波点坐标(zubio)（x,y,z）、埋深、Inline，cross-line、等信息写入道头，以便抽取各种道集（共炮点、共接收点、共中心点、共偏移距）,要用到的资料：采集班报、测量资料、低速带资料、,观测系统、静校正数据、SPS文件等资料。,SPS文件中的部分数据：,第一节,预处理,第八页，共45页。,R file,Line,线号,Line,接收点桩号,Line,检波器,Line,埋深,Line,X坐标(zubio),Line,高程(gochng),Line,静校正量,第九页，共45页。,S file,Line,炮线号,Line,炮点桩号,Line,可控震源(zhnyun),Line,X、Y坐标(zubio),第十页，共45页。,X file,FFID,炮线号,炮点桩号,起止(q zh)道号,接收(jishu)线号,起止(q zh)桩号,磁带号,第十一页，共45页。,V,V,V,V,V,V,第十二页，共45页。,第二十七页，共45页。,要用到的资料：采集班报、测量资料、低速带资料、,浅层能量、深层能量弱，给显示带来困难，动平衡就是为解决这类问题(wnt)而提出的。,卷头(4字节/字,共100字）:,第三十二页，共45页。,（2）解编：将时序变为道序,道头(4字节/字,共60字）:,Trace Display,地层吸收补偿应为地层吸收的反过程，故补偿因子为：,设单位(dnwi)距离r=1处的波前能量密度为：,由岩层吸收(xshu)引起的振幅衰减因子为：,第三十九页，共45页。,二、道间均衡(jnhng),v为传播速度；,时序,第三十八页，共45页。,Basemap,第十三页，共45页。,第二节 真振幅恢复,包括：波前扩散能量补偿，地层吸收能量补偿，,地表一致性能量调整。,地震记录的振幅不仅与反射界面的反射系数有关，还与地震波的激发、传播和接收等因素有关。,激发条件：井深、药量、药包形状、岩性、藕合关系等。,接收条件：根据干扰波特性（频率、波长、传播方向(fngxing)、强度）设计不同的接收参数（检波器类型、数量、串并连方式、组合图形）。,波前扩散、地层吸收、散射、透射损失、微曲多次波、入射角的变化、波的干涉和噪声。,第十四页，共45页。,一、波前扩散能量补偿,目的：尽可能对地震波能量的衰减和畸变进行(jnxng)补偿和校正,激发地震波，总能量是一定的，波前面随传播距离r增加，不断(bdun)扩张，单位面积的能量密度不断(bdun)减少；地震波振幅随r增大，不断(bdun)减小，称为波前扩散。,1、均匀介质的波前扩散,在均匀介质中，波前面是以震源为中心(zhngxn)的球面。,能量密度：,式中，,E,为总能量；,r,为球面半径，即传播距离；,v,为传播速度；,t,传播时间。,（,1,）,第十五页，共45页。,设单位(dnwi)距离r=1处的波前能量密度为：,则两式之比为：,（,2,）,任意时刻t的波前面能量(nngling)密度，相对单位距离处能量(nngling)密度而言，与距离平方成反比。,第十六页，共45页。,由于地震波振幅与能量密度(md)的平方根成正比，因而得任意t时刻的地震波振幅A与离开震源单位距离处的振幅A0之比Dd为：,均匀介质中波前扩散引起的振幅(zhnf)衰减因子称为波前扩散因子。,波前扩散(kusn)补偿：,第十七页，共45页。,2、层状介质的波前扩散(kusn),波前面不是球面；衰减规律与均匀介质衰减规律不同。,假设地下有n层，hi、vi为第i层的厚度和速度(sd)。由S 发出的地震波SP在第n层底面反射后，到达接收点G，入射角s，反射波出射角r，炮检距x。与SP相邻取一射线SP，入射角增量s，炮检距增量x。,若用Ai表示入射波在震源附近半径为r的球面上的振幅，Ar为接收点G处波前面上的振幅，Si为入射线SP和SP绕通过震源的铅直线旋转、距离震源半径r的球面上的环形面积，Sr为反射线绕通过震源的铅直线旋转、在反射波波前所夹的环形面积。由于通过Si的能量将全部流过Sr（不考虑其他能量损失），地震波振幅与其能量所流过面积的平方根成反比，得到：,第十八页，共45页。,由图,2-5,知：,因此(ync)，得到：,如果震源和接收点都在第一层介质中，由于各层都是水平的，则s=r=1，取r=1单位距离(jl)，得到,为从震源到达炮检距x的接收点的反射波、由波前扩散形成(xngchng)的振幅衰减因子。,第十九页，共45页。,考虑(kol)速度是随深度变化的函数v(z)，对任意一条射线，其反射波出射点到炮点的距离为：,P,为射线参数,对以上两式分别(fnbi)求导，可得到:,第二十页，共45页。,由上述(shngsh)2式得到：,波前扩散(kusn)因子为：,水平(shupng)层状介质情况下的波前扩散因子为：,第二十一页，共45页。,当地震波沿垂直(chuzh)界面方向入射时，,将均方根(fnggn)速度,代入上式，得,式中 t垂直(chuzh)入射的反射波旅行时；,v1第一层介质的速度；,vrms旅行时t的均方根速度。,即零炮检距的层状介质波前扩散因子：,第二十二页，共45页。,二、地层吸收能量(nngling)补偿,第二节 真振幅(zhnf)恢复,岩层并非完全弹性，地震波传播时，部分弹性能量(nngling)转化为热能被消耗，使地震波振幅产生衰减，此现象称为吸收。,1,、均匀介质的吸收,地震波振幅随,r,增大，呈指数衰减。,式中,第二十三页，共45页。,由岩层吸收(xshu)引起的振幅衰减因子为：,式中 t地震波传播 r 距离的旅行(lxng)时；,介质的衰减系数。,第二十四页，共45页。,实际处理中常用品质因子Q来描述(mio sh)地震波的衰减，其意义是地震波传播一个波长，原能量E与所耗能量E之比，即,将上式展开，舍去高次项，得品质(pnzh)因子与吸收系数的关系为,第二十五页，共45页。,由品质因子表示(biosh)的衰减因子为：,可见在非完全弹性介质中，地震波的高频(o pn)成分比低频成分衰减得要快。,第二十六页，共45页。,2、层状介质的吸收(xshu),设地下有n层水平层状介质，第i层的品质因子为Qi，速度Vi，传播时间ti。则地震波通过(tnggu)第i层时，该层的吸收因子为：,当地震波相继通过(tnggu)n 层时，整个地层的吸收因子为：,第二十七页，共45页。,则上式写成如下(rxi)形式：,第二十八页，共45页。,3、地层(dcng)吸收补偿,地层吸收对振幅的影响(yngxing)与频率有关，频率越高，振幅衰减越严重。,地层吸收不仅衰减振幅，而且对地震波产生低通滤波，其振幅谱为：,若把低通滤波器看成是最小相位系统，对振幅(zhnf)谱作Hilbert变换，可得到相位谱为：,第二十九页，共45页。,于是(ysh)低通滤波器的频谱 为：,此式表明吸收衰减(shui jin)与频率f、时间t和品质因子Q有关。,地层吸收补偿应为地层吸收的反过程，故补偿因子为：,第三十页，共45页。,利用付里叶变换可得时域地层吸收(xshu)补偿因子为：,设补偿(bchng)前数据为x(t)，补偿(bchng)后为y(t)，即,第三十一页，共45页。,第三节 振幅(zhnf)平衡,一、道内动平衡,设待平衡记录道长度(chngd)为N个样点，将其分为K个时窗，每时窗为2M+1个样点，则每时窗的平均振幅为：,浅层能量、深层能量弱，给显示带来困难，动平衡就是为解决这类问题(wnt)而提出的。,权系数：,均衡处理：,第三十二页，共45页。,二、道间均衡(jnhng),地震记录上反射(fnsh)能量随炮检距增大而衰减，也可能因激发及接收条件的差异，使道与道之间的能量不均衡。在共中心点叠加时，因能量不均衡会影响叠加效果，故而进行道间均衡。,设有M道记录，其总平均振幅为：,每道的平均(pngjn)振幅为：,第,i,道的权系数为：,道间均衡处理：,第三十三页，共45页。,三、自动增益控制(kngzh)（AGC）,实现方法较多，其方法之一：给定一个时窗长度，计算时窗内振幅绝对平均值或中值或均方根振幅，用该值的倒数作为窗头或窗中或窗尾的权系数(xsh)对振幅进行比例，逐点滑动时窗，计算上述值（窗尾增加一个值，窗头减去一个值），作为权系数(xsh)，对振幅进行调整，便可实现自动增益控制。,第三十四页，共45页。,四、Envelope Scaling （包络标度、包络换算(hun sun)、包络比例）,Methodology（方法(fngf)）,For each trace in the input data,the program:,computes the amplitude envelope(reflection strength),applies a low-pass filter to remove high-frequencies from the envelope,divides each amplitude value on the original trace by the corresponding value on the filtered envelope.,计算振幅包络；,应用低通滤波器滤除振幅包络中高频成分(chng fn)；,原始道中的每个振幅值除以包络滤波后的相应值。,第三十五页，共45页。,参数1可选择：应用、应用并保存、去除AGC；,参数2可选择：均值、中值、均方根值；,参数4可选择：窗头、窗中、窗尾；,参数5：平均时排除或不排除零样值；,参数6：稳健比例？(限定(xindng)AGC后的振幅值，不出现异常值),第三十六页，共45页。,原始(yunsh)炮集记录（AGC前）,第三十七页，共45页。,原始(yunsh)炮集记录（AGC后）,第三十八页，共45页。,Amplitude Scaling,第三十九页，共45页。,Disk Data Input,Input dataset:raw shots with geom-edited,Trace Kill/Reverse,Trace Kill/Reverse,Trace Muting,Automatic Gain Control,True Amplitude Recovery,Trace Display,Disk Data Input,Select dataset:,raw shots with geom,Automatic Gain Control,Trace Display,处理(chl)流程：,第四十页，共45页。,道均衡(jnhng),第四十一页，共45页。,Line 127 With 250 ms AGC Applied,Line 127 With Whole Trace AGC,第四十二页，共45页。,Line 127 With 50 ms AGC Applied,Line 127 With 250 ms AGC Applied,第四十三页，共45页。,Line 127 With Envelope Scaling(3-6)Applied,Line 127 With 250 ms AGC Applied,第四十四页，共45页。,Line 127 With Envelope Scaling(5-10)Applied,Line 127 With Envelope Scaling(3-6)Applied,第四十五页，共45页。,