第6章 地震资料的数字处理
地震资料的处理
中国石油大学胜利学院地球物理勘探课程设计报告地震资料的处理方法学生姓名：***学号：************专业班级：资源勘查工程08级2班2011年6 月28 日地震资料数字处理方法地震勘探是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
地震勘探是钻探前勘测石油、天然气资源、固体资源地质找矿的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。
地震勘探包括:野外采集、(室内)资料处理、资料解释三项。
一、野外数据采集数据采集就是采集供自动绘图用的绘图信息，是数字测图的一项重要工作。
不同的数据源、不同的作业模式有不同的数据采集方式，有内业数据采集与外业数据采集之分，有手工输入、半自动输入、自动输入之分。
一个优秀的数字测图系统通常支持多种数据采集方式。
〈一〉、测图前的准备工作1、控制测量野外数据采集包括两个阶段，即控制测量和地形特征点（碎部点）采集。
实施数字测图之前必须先进行控制测量。
控制测量方法与白纸测图法中的控制测量基本相同。
由于利用光电测距，测站点到地物、地形点的距离即使在500m，也能保证测量精度，故对图根点的密度要求已不很严格，一般以在500m以内能测到碎部点为原则。
通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图根点可密些（相当白纸测图时图根点的密度）。
等级控制点尽量选在制高点。
控制测量主要使用导线测量，观测结果（方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等）自动或手工输入电子手簿，一般直接由电子手簿解算出控制点坐标与高程。
对于图根控制点，还可采用“辐射法”和“一步测量法”。
辐射法就是在某一通视良好的等级控制上，用极坐标测量方法，按全圆方向观测方式一次测定周围几个图根点。
这种方法无需平差计算，直接测出坐标。
为了保证图根点的可靠性，一般要进行两次观测（另选定向点）。
所谓一步测量法就是将图根导线与碎部测量同时作业。
(完整版)地震资料数字处理复习题答案
地震资料数字办理复习题一、名词解说（ 20 分）1、速度谱把地震波的能量有关于波速的变化关系的曲线称为速度谱。
在地震勘探中，速度谱通常指多次覆盖技术中的叠加快度谱。
2、反滤波又称反褶积，是指为提升纵向分辨率，去掉大地滤波器的作用，把持续几十至100ms 的地震子波b（t）压缩成本来的震源脉冲形式，地震记录变为反应反射系数序列的窄脉冲组合。
3、地震资料数字办理就是利用数字计算机对野外处震勘探所获取的原始资料进行加工、改良，以期获取高质量的、靠谱的地震信息，为下一步资料解说供给靠谱的依照和有关的地质信息。
4、数字滤波数字滤波就是指用数学运算的方式用数字电子计算机来实现滤波。
对失散化后的信号进行滤波，输入、输出都是失散数据。
5、水平叠加将不一样接收点遇到的来自地下同一反射点的不一样激发点的信号，经动校订叠加起来。
6、叠加快度在一般状况下，都可将共中心点反射波时距曲线看作双曲线，用一个相同的式子来表示： t2=t 2+x2 /V 2，此中， V就是叠加快度。
0αα7、静校订把因为激发和接收时地表条件变化所惹起的时差找出来，再对其进行校订，使畸变了的时距曲线恢复成双曲线，以便能够正确地解说地下的结构状况，这个过程叫做静校订。
8、动校订除去因为接受点偏离炮点所惹起的时差的过程，又叫正常时差校订。
9、假频一个连续信号用过大的采样获取的失散序列实质上含有连续信号中高频成分的贡献。
这些高频成分折叠到失散时间序列中较低的频次。
这类现象是由连续信号采样不足惹起的，称作假频。
10、亮点技术所谓“亮点”狭义地说是指地震反射剖面上因为地下油气藏存在所惹起的地震反射波振幅相对加强的“点” 。
利用地震反射波的振幅异样，同时也利用反射波的极性反转、水昭雪射的出现、速度的降低及汲取系数的增大等一系列亮点表记综合指示地下油、气藏的存在，从而直接寻找油、气藏的技术。
11、有关定量地表示两个函数之间相像程度的一种数学方法。
12、自有关表示波形自己在不一样相对时移值时的有关程度。
地震数据处理方法(DOC)
安徽理工大学一、名词解释（20分）1、、地震资料数字处理:就是利用数字计算机对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工、改进，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供可靠的依据和有关的地质信息。
2、数字滤波:用电子计算机整理地震勘探资料时，通过褶积的数学处理过程，在时间域内实现对地震信号的滤波作用，称为数字滤波。
（对离散化后的信号进行的滤波，输入输出都是离散信号）3、模拟信号：随时间连续变化的信号。
4、数字信号：模拟数据经量化后得到的离散的值。
5、尼奎斯特频率：使离散时间序列x(nΔt)能够确定时间函数x(t)所对应的两倍采样间隔的倒数，即f=1/2Δt.6、采样定理：7、吉卜斯现象：由于频率响应不连续，而时域滤波因子取有限长，造成频率特性曲线倾斜和波动的现象。
8、假频:抽样数据产生的频率上的混淆。
某一频率的输入信号每个周期的抽样数少于两个时，在系统的的输出端就会被看作是另一频率信号的抽样。
抽样频率的一半叫作褶叠频率或尼奎斯特频率fN；大于尼奎斯特频率的频率fN+Y，会被看作小于它的频率fN-Y。
这两个频率fN+Y和fN-Y相互成为假频。
9、伪门：对连续的滤波因子h(t)用时间采样间隔Δt离散采样后得到h (nΔt)。
如果再按h (nΔt)计算出与它相应的滤波器的频率特性，这时在频率特性图形上，除了有同原来的H (ω)对应的'门'外，还会周期性地重复出现许多门，这些门称为伪门。
产生伪门的原因就是由于对h(t)离散采样造成的。
10、地震子波：由于大地滤波作用，使震源发出的尖脉冲经过地层后，变成一个具有一定时间延续的波形w（t）。
11、道平衡：指在不同的地震记录道间和同一地震记录道德不同层位中建立振幅平衡，前者称为道间均衡，后者称为道内均衡。
12、几何扩散校正：球面波在传播过程中，由于波前面不断扩大，使振幅随距离呈反比衰减，即Ar=A0/r，是一种几何原因造成的某处能量的减小，与介质无关，叫几何扩散，又叫球面扩散。
地球物理勘探_第6章_地震资料数字处理简介
地震资料数字处理简介
• 当前的地震勘探技术形成了一个复杂、庞大而完整 的科技体系。最具代表性的地震资料数字处理表现 为：“多、宽、新”，三个特点。 • “多” 是指内容多、方法多，从野外原始数据， 到地震成果数据，再到地质解释，地震资料的处理 目标包括去噪、成像、提高分辨率、反演地层参数 等多个方面，各个方面都有多种不同的方法； • “宽” 是指基础宽、涉及面广，以数学、物理为 理论工具，以计算机（硬件、软件）为计算工具， 以地质研究为服务对象，多学科交叉； • “新” 是指方法新、更新快，硬件几乎是十年一 次换代，软件三五年就有很大的改进与变化。
M：道序号 N：样点序号
（华东）
野外原始数据的记录采用SEG-D格式。
数据解编后的记录格式
• 地震数据的处理通常是按道进行的，原始数据的存 放格式不便于应用，需要对其进行重新排列，变成 按道顺序、分时间先后（按道分时）排列，先记录 第一道的采样序列，再记录第二道的采样序列， ……，依此类推，直到最后一道的采样序列。
A0 A r
（华东）
吸收衰减恢复
• 由于实际的地层介质并非完全弹性，对地震波的能 量有吸收衰减作用，引起地震波振幅的减小。变化 规律是：振幅随传播距离和时间增大而指数衰减， 即：
A A0e r A0e t
• 吸收衰减恢复就是设法消除因为介质的吸收衰减性 质引起的地震波振幅减小。 • 根据吸收衰减规律，其振幅恢复公式为：
（华东）
尖脉冲及突发噪声的编辑
Spike去噪前
Spike去噪后
（华东）
§6.1.3 切除
• 切除是对地震记录中不希望保留的部分进行充零， 包括初至切除和动校正拉伸（远道）切除。 • 初至切除是将记录开始部分能量较强、而且有一定 的延续时间的初至波（包括直达波和浅层折射波） 部分充零，这些波如果参与后续处理，对紧随其后 的浅层反射波有干涉和破坏作用。 • 动校正拉伸切除是将动校正引起的波形拉伸比较严 重的部分充零，这在浅层和远炮记录道最为严重， 因此又称远道切除。
地震资料处理复习总结(第1-6章)
《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：dt et x X t i ωω-∞∞-⎰=)()(~ 正变换 ωωπωd e X t x t i ⎰∞∞-=)(~21)( 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 )()()(|)(~|)(~ωφωφωωωi i e A e X X ==式中)(ωA 为复数的模，称为振幅谱；)(ωϕ为复数的幅角，称为相位谱。
)()()(22ωωωi r X X A +=，)()(tan )(1ωωωφr i X X -=（弧度也可换算为角度）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），P3-72、Z 变换（推导）3、采样定理 假频 尼奎斯特频率，tf N ∆=21二维谱分析二维傅里叶变换),(k X ω称为二维函数),(t x X 的频——波谱。
其模量|),(|k X ω称为函数),(t x X 的振幅谱。
由),(k X ω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),(t x X （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。
地震资料的数字处理
1987年我国自行研制的第一台亿次级银河巨型计算机 正式投产，该计算机主要应用于地震资料的数字处理。
第四次革命：计算机群的应用 将若干台多达上万台的计算机联合起来组成计算机 群（PC-Clus），每个计算机群拥有成千上万个节点，每 个节点都有各自的操作系统，某个节点出现问题，不会
影响其他节点的运行。
当然，相干加强处理也有一定的局限性。
在反射能量弱或地质构造复杂时，反射波的相干性并不好，此 时相干加强处理可能削弱反射波，模糊地下构造细节；另外，一些 规则干扰波，如多次波、断面波的相干性也比较好，相干加强处理 有可能使得这些干扰波的能量也得到加强，从而造成剖面质量下降 或构造假象。
第六章 反射波地震资料的数字处理
3）低速带校正——消除低速带的影响 经过前面两次校正后，炮检点均校正到了基准面上。此时 基准面下还存在不规则的低降速带分布，需对它们进行校正，即将 基准面以下的低速层速度用基岩速度代替。
炮点低速带校正量：
检波点低速带校正量
由于基岩速度大于低速带速度，低速带校正总是使反射旅行时 变短，所以低速带校正量为正。 炮点处静校正量=井深校正量+地形校正量+低速带校正量
特点：振幅强则光线密度大，色调深；振幅弱则光线密度小，色调
浅。其反射层次不如变面积显示清晰。
（4）波形+变面积剖面: 这是最常用的一种剖面显示方式
特点：将地震波的波峰部分填黑，突出反射层次；波谷部分留出
空白，便于波形分析和对比。
（5）波形+变密度剖面: 常用于反演剖面的显示
特点：用不同的颜色表示不同的岩性。
第二次革命：模拟磁带记录 这个时期模拟电子计算机得到应用，地震资料以模拟
的方式记录在磁带上，在室内可以用回放仪反复处理，因
地震资料常规处理流程
DM高分辨率的理由和目的 一方面，由于叠加的低通滤波效应，使叠前已经展宽的频带又变窄，有进一步展宽频带的需要。 另一方面，叠加后的地震记录的信噪比大幅度提高，为进一步提高分辨率地在奠定了基础。 叠后提高分辨率的目的就是进一步提高地震记录对薄层的识别能力。
反褶积前的叠加
反褶积后的叠加
七、CMP道集分选
CMP道集又称共中心点道集，当地震数据置完道头以后，每个地震道的CMP号、线号、炮检距等各种信息就已经存在了，因此，分选就是利用道头信息，按要求将地震道排列到一起。 CMP分选一般按CMP号从小到大，使用两级分选或三级分选： CMP、炮检距（站号） CMP、线号、炮检距（站号） CMP道集经过动校正后，就可以将道集内各道求和，形成叠加道。每个CMP都进行求和，就形成了叠加剖面。
2、常用的叠后噪音压制方法 叠后压噪方法非常多，这里只介绍常用的四种： （1）随机噪声衰减——提取可预测的线性同相轴，分离出噪音，达到提高信噪比的目的。 ——注意：线性假设并不符合实际情况，也容易失真。 （2）F—K域滤波——主要用于压制线性相干干扰。在F—k域中，线性相干干扰分布比较集中，范围较小，可以将其切除，达到压制线性相干干扰的目的。类似的还有F—X域滤波等等。 ——注意：容易引起“蚯蚓”现象，建议不使用扇形滤波因子。 （3）多项式拟合——基于地震道数据有横向相干性的原理，假设地震记录同相轴时间横向变化可用一高次多项式表示，沿同相轴时间变化的的各道振幅变化也可以用一待定系数的多项式表示。首先通过多项式拟合，求出地震信号的同相轴时间、标准波形和振幅加权系数，然后将它们组合成拟合地震道。——不保真。 （4）径向滤波——在定义的倾角范围和道数内，通过时移求出最大相关值所对应的倾角，然后沿这个倾角对相邻道加权求和，从而增强该倾角范围内的相干同相轴，虚弱随机噪音和倾角范围以外的同相轴。提高地震记录的信噪比。——不保真。
地震资料数字处理实验部分
（5）AGC、振幅谱
（6）地震包函数(S4M)
（6）地震包函数
（6）地震包函数
（6）地震包函数
（6）地震包函数
（6）地震包函数
（6）测井包函数
（6）测井包函数
（6）地震包函数
（7）读测井数据（Las 文件）、显示测井曲线
TAUP变换 实验目的
1、了解TAUP变换的原理和方法 2、掌握Matlab中用于TAUP变换的有关函数 3、 TAUP变换前后地震数据的对比分析
原始野外记录中的道号 炮点号 CDP号 (xline) CDP道集内的道序号 道识别码 l=地震数据； 2=死道； 3=无效道(空道）; 4=爆炸信号； 5=井口道； 6＝扫描道； 7 ＝计时信号；
三、SEG-Y格式
垂直叠加道数 水平叠加道数 数据类型：1=生产；2=试验
炮点到接收点的距离(如果排列与激发前进方向相反取负值)(分米)
接收点的地面高程。高于海平面为正，低于海平面为负(cm)
炮点的地面高程(cm) 炮井深度(正数，cm)
接收点基准面高程(cm) 炮点基准面高程(cm)
炮点的水深(cm) 接收点的水深(cm)
ห้องสมุดไป่ตู้
三、SEG-Y格式
为（41一68字节中） 高程和深度的比例因 子=l， 土10，土100，土
1000 或者 土10000。 如果为正，乘以因子； 如果为负，则除以因 子
六、处理效果分析 1、地震数据的速度分析
2、CMP道集动校正的应用
3、剩余静校正
4、水平叠加处理
总结 通过本次地震数据处理课程设计，对地震数据处理的流程，包括速度分析、动校正、剩余静校正及叠加的方
法的使用有了更深一步的理解；将理论和实践相结合，熟悉了linux系统的操作环境和promax软件的基本操作 方法，提高了理论联系实际的能力。在处理的过程中要仔细认真的做好每一步，避免疏忽错误，得到较大误 差数据，不然实验结果就不准确，影响课程设计的效果。从各个方面提高了自己，不仅对上机过程遇到的问 题，还是一些理论知识的疏漏，在这次试验中得到了检验，并学会该如何处理问题，也提高了自己的实际操 作动手能了，给以后的实际工作打好基础。
《地震资料数字处理》复习
《地震资料数字处理》复习地震资料数字处理围绕以下三方面工作：1、提高信噪比；2、提高分辨率；3、提高保真度。
一、提高信噪比的处理1、原理利用噪声和信号在时间、空间、频率和其他变换域中的分布差异，设计滤波因子，将噪声进行压制。
2、处理顺序提高信噪比包含消除噪声和增强信号两部分内容。
消除噪声一般在叠前的各种道集上进行，主要针对规则干扰如多次波和面波等，增强信号一般在叠后剖面上进行，主要针对随机噪声。
3、随机噪声是指没有固定的频率、时间、方向的振幅扰动和震动，其成因大致是来自环境因素、次生因素和仪器因素，其中次生干扰的强度与激发能量有关。
随机噪声在记录上表现为杂乱无章的波形或脉冲，在频率上分布宽而不定，在空间上没有确定的视速度。
随机噪声的随机性与道间距有关，如果道间距减小到一定程度，许多随机噪声表现出道间的相干性，当道距大于随机噪声的相干半径才表现出随机性。
4、一维滤波器（伪门、Gibbs现象）频率滤波器是根据信号和噪声在频率分布上的差异而设计时域或频域一维滤波算子。
它压制通放带以外的频率成分，保留通放带以内的频率成分。
Gibbs现象是由于频率域的不连续或截断误差引起的，通放带和压制带之间设置过渡带可克服此现象，设计滤波器就是控制过度带的形状和宽度。
5、二维滤波器二维滤波是根据有效信号和相干噪声在视速度分布上的差异，来压制噪声或增强信号。
通常用来压制低视速度相干噪声，在f-k平面上占据低频高波数区域。
二维滤波比较容易产生蚯蚓化现象，而且混波相现象明显，在空间采样条件不满足或陡倾角的情况下受到空间假频的影响，一般常用于压制一些规则干扰，如面波和多次波等。
6、频率-波数域二维滤波实现步骤：（1）把时间和空间窗口里的数据变换到f-k域；（2）在f-k域，通过外科切除，按径向扇形划分压制区C(乘振幅置零)、过渡区S（乘振幅置0至1变化）、通放区P (乘振幅置1) ；（3）从f-k域反变换到t-x域。
8、数字滤波有两个特殊性质：（1）数字滤波由于时域离散化会带来伪门现象，（2）由于频域截断会造成吉卜斯现象。
地震资料数字处理技术
X (ω ) = X (ω ) H (ω )
∧
………….. (2-1-9)
四学时
傅氏变换 连续信号傅氏变换
X (ω ) = ∫ x(t ) e
−∞ ∧ +∞ − jωt
dt
1 x(t ) = 2π
∫
+∞ ∧
−∞
X (ω ) e dω
jωt
离散信号傅氏变换：
X Δ ( f ) = Δ ∑ x( n)e
x(n) ≤ M 。
n = −∞
∑ h(n) < ∞
+∞
………………
(2-1-14)
滤波器能量有限输出
这 是 指 如 果 输 入 x(n) 的 能 量
§1.2 地震处理流程
几何扩散校正：通过给数据加一增益恢复函数以 校正波前（球面）扩散对振幅的影响。 建立野外观测系统 ：把所有道的炮点和接收点 位置坐标等测量信息都储存于道头中以保证各道 的正确叠加 。 野外静校正 ：对陆上资料，把所有炮点和接收 点位置均校正到一个公共基准面上以消除高程、 低降速带和井深对旅行时的影响。
剩余静校正
地层断开引起的原因：由于障碍物 的影响没有布校波器
叠后处理
绕射波，滤波后可 直接作解释
偏移处理
顶
前积反射 断点比较清楚
第二章 数字滤波
本章主要回顾和介绍数字滤波器的有关 知识，以及利用干扰波与有效波在频率、 传播方向、速度以及能量等方面的差异进 行干扰波压制或消除，从而突出有效波， 提高地震资料的质量和精度的方法原理。 §２.1 概述（４） §2.2 一维滤波 （６） §2.3 二维滤波 （４）
– 特殊处理（目标处理）：针对不同目的采用
的特殊处理手段。
地震数据处理过程及格式说明
§3 资料处理流程说明：资料处理的基本流程如下图所示：解编预处理（建立工区，切除，振幅处理等）一次静校正一、二维数字滤波抽道集高精度速度分析剩余静校正高精度动校正水平迭加滤波、反滤波（倾斜相干加强）迭后偏移一维数字滤波振幅均衡、输出在资料的处理过程中，应根据资料的信噪比和分辨率情况选择模块，组合流程，以达到事半功倍的效果。
在处理过程中，应首先根据野外电子观测班报和测量电子班报建立工区基本参数文件（由建立工区模块完成），若无测量结果，可根据模块提示完成建立工区基本参数文件的工作。
本系统适合于有或无测量资料的情况；同时也适合于变观资料处理。
文件格式参见相关模块说明。
§4 处理资料文件格式说明：4.1 SEG-Y 记录格式(标准)(1)卷头: 3600字节(a)ASCII 区域: 3200字节(40条记录 x 80 字节/每条记录)。
(b)二进制数区域: 400字节(3201~3600)。
3213~3214 字节—每个记录的数据道数(每炮道数或总道数)。
3217~3218 字节—采样间隔(μs)。
3221~3222 字节—样点数/每道(道长)。
3225~3226 字节—数据样值格式码1-浮点；3255~3256 字节—计量系统：1-米， 2-英尺。
3261~3262*字节—文件中的道数(总道数)。
3269~3270*字节—数据域(性质)：0-时域，1-振幅，2-相位谱“ * “ 号字为非标准定义。
(2)道记录块:(a)道头字区: 含: 60个字/4字节整或120个字/2字节整，共240个字节，按二进制格式存放。
·SEG—Y格式道头说明：字号(4字节) 字号(2字节) 字节号内容说明1 1—2 1—4 一条测线中的道顺序号，如果一条测线有若干卷磁带，顺序号连续递增。
2 3—4 5—8 在本卷磁带中的道顺序号。
每卷磁带的道顺序号从l开始。
3 5—6 9—12 * 原始的野外记录号（炮号）。
地震资料数字处理
MB1 MB2 MB3
四、处理流程
（1） 观测系统定义 （2） 野外静校正 （3） 线性动校正 （4） 叠前去噪 （5） 反褶积 （6） 速度分析 （7） 动校正、切除 （8） 剩余静校正 （9） 叠加 （10）叠后去噪 （11）绘图
1、定义观测系统 运行如下模块: 3D Land Geometry Spreadsheet* 弹出如下菜单:
横线方向覆盖次数： N y P * R /(2d )
P 排列不动所需的激发点数；R 接收线数； d 束线间接收线移动距离相当的激发点数。
例 如 ： 对 于8线8炮 制 的 采 集 方 式 ， 其R和P分 别 为8； 束线间接收距为4 200m 800m，横线炮距100m, d 800/100 8， 故 N y 8 8 /(2* 8) 4
10。用MB1击,则 将数据输入表中。
● Sources (填写炮点参数表）
Source Line Station St Index x y z FFID Time Date Offset Skid Shot fold* Pat Shift Static
用户定义的震源编号 震源线号 震源站号 同一炮点识别器(1~9) 震源点的X坐标 震源点的Y坐标 震源点的高程 野外文件号 放炮时间 放炮日期 炮点垂直炮线的偏移距,+右、-左 炮点平行炮线的偏移距,+大、-小号 接收道数 排列滚动的站点值 用户定义的静校量
● Receivers (填写接收点参数表）
Station Pt index x y Elev Line Static
接收点站号(桩号) 站点识别器(1~9) 接收点x坐标 接收点y坐标 接收点高程 接收点线号 接收点静校量
本例为498~825/线 全1 为测量数据 为测量数据 为测量数据 本例线号为1~9 全0
地震勘探原理各章节的复习要点(重点)
《地震勘探原理与解释》复习要点第一章绪论（不作为考试内容）第二章地震波运动学理论§2.1 几何地震学基本概念1、掌握基本概念，如地震子波、波面、射线、振动图、波剖面、视速度、视波长、全反射、雷克子波。
2、掌握基本原理，如反射定律、透射定律、Snell定律、惠更斯原理、费马原理等。
3、地震波的分类。
§2.2 常速单界面的反射波特征及时距关系1、基本概念：时距曲线、时距曲面、时间场、自激自收、共激发点、偏移距、初至时间、纵测线、同相轴、正常时差、倾角时差、动校正等。
2、基本原理：虚震源原理、讨论时距曲线的实际意义、直达波时距曲线及方程、反射波时距曲线及方程、反射波时距曲线的主要特点。
§2.3 变速多界面的反射波特征及时距关系1、基本概念：均匀介质、层状介质、连续介质、参数方程、平均速度、射线方程、等时线方程、回折波、最大穿透深度等。
2、基本原理：水平层状介质和连续介质情况下讨论反射波时距曲线的基本思路；水平层状介质和连续介质情况下反射波时距曲线的主要特点。
§2.4 地震折射波运动学1、基本概念：折射波盲区、初至波、续至波、交叉时、信噪比等。
2、基本原理：产生折射波的条件；利用折射波法研究地下地层起伏的基本依据；折射波与反射波的主要差异。
3、分析理解：单界面（水平和倾斜）直达波、反射波与折射波时距曲线之间的关系；三层介质情况下折射波的时距曲线及其特点；折射波法在地震勘探中的应用。
§2.5 地震波动力学理论及应用本节不作为考试内容。
第三章地震资料采集方法与技术§3.1 野外工作概述1、掌握基本概念：低(降)速带、频散、群速度、相速度、多次波、虚反射、鸣震、交混回响。
2、掌握基本内容：试验工作内容、生产工作过程、激发条件、接收条件、调查干扰波的方法、干扰波的类型、各种干扰波的主要特点、面波特点、压制面波的方法、海上地震勘探的特点与特殊性、海上特殊干扰波、海上震源等。
第六章 地震资料处理
t
频谱很宽 (白谱)
频带范围有 限（带限）
反射系数序列与实际地震记录的频谱比较
反射系数剖面
地震剖面
反射系数剖面与地震剖面的比较
2. 实际模型 实际地震记录x(t)由有效波s(t)和干 扰波n(t)组成：
x(t ) s(t ) n(t )
(1) 地震子波 b(t)
b( t ) o( t ) * g( t ) * ( t ) * d ( t ) * i ( t ) o( t ) * f g ( t ) * f d ( t )
二十世纪八十年代后： “三高”：高信噪比、高分 辨率和高保真度。
tau-pi变换技术、三维地震处理技术、垂直地震剖面处 理技术、多波多分量处理技术、广义线性反演和非线性反演 技术、井间地震处理技术、分形技术、神经网络预测技术、 小波变换技术、和四维地震处理技术等。 地表一致性静校正、地表一致性反褶积、和共反射面和 超级面元叠加等技术仍在发展中。
提高分辨率——随着油气工程的深入发展，对地 震资料在储层预测和油藏特征描述等方面的要求也越 来越高，最令人关注的是提高地震资料的分辨率。高 分辨率地震勘探是一个系统工程，它包括高分辨率地 震采集、资料处理和解释应用三大部分，三者紧密相 连，缺一不可。就地震资料数字处理而言，经多年的 努力，已有多种提高地震资料分辨率的处理方法，例
观测系统示意图
二、常规处理 主要包括滤波、反褶积、道均衡、共 中心点道集、速度分析、剩余静校正、动校 正、切除、叠加和偏移等。
1.滤波——利用有效波与干扰波在频率、传 播方向、速度以及能量等方面的差异进行干 扰波压制或消除，从而突出有效波的数字处 理方法称为数字滤波。数字滤波是对离散取 样的地震信息进行数字运算处理以达到在频 率上滤波的目的的。
地震资料数字处理方法
地震资料数字处理方法The method for seismic data processing张白林更多资料：/h/user.php?uid=1078354141&fixed=ishare地震资料数字处理的目的、任务和特点利用数字计算机对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工.改造,以期得到高质量的.可靠的地震信息,为下一步资料解释提供可靠的依据和有关的地质信息.特点:借助于计算机或数字化设备根本目的:提高信噪比、提高分辨率、提供岩性参数无论方法多么先进,技术如何发展,地震资料数字处理的根本目的仍然是:提高信噪比.提高分辨率.提供岩性参数第一章数字滤波第1-1节数字滤波基础第1-2节二维滤波第1-3节二维滤波的实现组成一个复杂振动的所有简谐振动成份的振幅、初相位与频率关系的总和。
信号按随时间变化的特点理的过程。
反射波与面波、声波和微震等干扰波，在频谱上有明显差别，故利用这种差别，可进行频率滤波，以便减少干扰波的能量，提高信噪比。
(或波形)进行加工、改造的过程。
不同类型的波具有不同的频率分布范围,,去掉干扰波,保留有效波,最终达到提高信噪比的目的;对信号的频谱进行修正的过程.方法:物理频率滤波：利用电子元器件的组合对信号频谱进行改造的过程；数字频率滤波：利用数学手段,在计算机上对信号的频谱成分进行修正的过程.其目的:压制干扰信号,突出有效信号,也即是提高信噪比.数字频率滤波的实现:①时域褶积: x(t)*h(t)= y(t)②频域乘积: X(f)•H(f) = Y(f)地震资料数字滤波的关键是选择恰当的滤波器，也即确定h(t)或H(f)。
实现数字滤波的步骤⑴时域①根据工区内有效波和干扰波的频谱分布情况设计滤波器的频率特性H(f)；②由H(f)作傅氏反变换，得到h(t)；③褶积：y(t)=x(t)﹡h(t)，其中x(t)是待处理的地震道，y(t)是滤波后的地震道。
类似地，也可得到频率域实现滤波的相应步骤。
地震勘探资料数字处理
地震勘探资料数字处理研究生2004级三班孙银行近20多年来地震学的发展十分迅速，它从传统的模拟观测发展到高增益，大动态范围的数字化记录。
另一方面，计算机科学技术的发展使地震学发生了日新月异的变化，逐渐形成了一些不依赖计算技术的，相对独立的概念和方法，这些方法大部分是经典地震学中所没有的，有些方法虽然在经典地震学中已涉及，但只有在数字地震学发展起来以后才得以从理论变为现实。
数字信号处理是从20世纪60年以来，随着信息科学和计算机科学高速发展而出现的一门新兴的学科，它把信号用数字或符号表示的序列，通过计算机或专用的信号处理设备，用数字的数学计算方法处理，以达到提取有用信息，便于应用的目的。
地震信号带来了地下介质的信息，使用现代信号处理方法分析地震信号，将有助于提取地球内部介质的信息。
地震信号处理在数字地震的发展中占有相当重要的地位，下面就介绍地震数字处理的基本内容。
地震勘探资料数字处理的任务就是改造野外地震资料并从中提取有关地质信息，为地震勘探的地质解释提供可靠资料。
地震勘探资料数字处理工作是在配备有数字电子计算机、地震勘探资料处理软件系统和有关用仪器设备的计算站中完成的。
地震勘探资料处理软件系统是由许多模块组成，每个模块都是用于一个具体的处理任务。
人们灵活的调用各个模块以组成各种地震勘探资料数字处理的流程。
任何一种流程总是由预处理、若干个实质性处理模块和显示三部分组成。
下面是常规的地震勘探资料数字处理流程：1.预处理地震勘探资料数字处理需要经过预处理、处理、显示三个阶段。
预处理的目的是把野外磁带上的数据变得更适应于进行后面的逐项处理。
预处理的结果往往重新记录在另外的磁带上。
对数字磁带记录所进行的预处理包括：解编、真振幅恢复、不正常炮和不正常道的处理、切除、抽道集、提高地震记录信噪比、分辨率的处理和一些修饰处理。
由于地震记录输入、输出计算机时的数据排列方式与处理时要求的排列方式不同。
所以在预处理中需要通过解编把数据重新排列。
地震资料数字处理课件 6---起伏地表波动方程法叠前深度偏移
基于波动方程定基准面 (Berry Hill, 1979,1984) 的层替代技术一即在进 行波场向上外推时，用 某一层的下伏介质速度 代替该层的速度，以消 除该层与下伏层之间因 速度差异而引起的波动 传播射线的弯曲。
图2 (a)上覆层与下伏层之间的速度差使射线在 在两者之间的界面上折曲。 (b)用下伏层速度 代替上覆层速度消除射线的折曲。
{ 波动方程法： 傅里叶有限差分（FFD）法 分步富里叶（SSF）法 广义屏（PS）法
存在的问题
随着地震勘探的不断发展，油气勘探的重点正转向复杂 地表条件和复杂地质条件的区域：如山地勘探，滩海、沼泽 地区勘探。山地等复杂地表地区的地震资料叠前深度偏移技 术，已受到人们的高度重视。我国东部陆地油气勘探程度的 日趋饱和，促使我国油气勘探的战略重点也正在向西部地形 复杂地区转移，这对地震勘探工作提出了新的挑战。要做好 叠前深度偏移，达到预想的效果，就必须解决好以下几个问 题:（1）基准面问题。现有的偏移程序，大都建立在激发点 和接收点位于同一个水平面上，这与我们需要进行叠前深度 偏移处理地区的实际观测条件不相符合。（2）静校正问题： 叠前深度偏移也是一个叠加的过程，从运动学的概念上来，
解决的办法
要实现从起伏观测面直接进行深度偏移，必须首先 用射线追踪或层析成像法反演出近地表速度再进一步利 用这种速度作深度偏移，替代的一种方法先用近地表速 度作波场延拓，转化到一个平滑的基准面，再用现有的 方式作深度偏移。目前，国内外都在极力研究这个问题。 准确的方法是先用初至层析法求出近地表速度建立起近 地表速度模型，将此速度模型合并到整个总的模型中， 从起伏观测面直接进行深度偏移。
这个基准面上。然后从这个水平基准面开始做常规的偏移。 由于插入的虚拟层的速度值很小，在使用波动方程深度外 推算子进行波场外推时，地震波在这个层中几乎是直上直 下的传播，其横向传播可以忽略不计，即用波动方程的方 式“抵消了”高程校正的时移，当到达实际地层时则恢复 正 常运算。“零速层”的最大优点在于无须对偏移算法做任 何 改动，就可以实现从非水平观测面偏移的过程，达到消除 复杂地表对地下构造的影响的目的。 以二维波动方程为例说明这项技术的基本理论。
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道编辑： 道编辑：坏道剔除
坏道 尖脉冲 局部野值
崔庄原始单炮
第一节 常规水平叠加基本处理
道切除： 由于直达波、浅层折射波、面波、背景噪声等干扰， 致使单炮的信噪比较低，将这些干扰进行切除处理，可有 效提高资料的信噪比。
第一节 常规水平叠加基本处理
道切除
第一节 常规水平叠加基本处理
道选排： 原始记录的是共炮点道集，而水平叠加所使用的是共 中心点道集，因此需要将共炮点道集按要求抽成共中心点 道集。道选排其实是数据的重新编排整理的过程，不会改 变数据的大小和时间。CSP、CMP、CRP、CDP，不同 变数据的大小和时间。CSP、CMP、CRP、CDP，不同 道集之间都可以相互抽道得到。因此道选排也叫抽道集。
第一节 常规水平叠加基本处理
因此，在动校正后应进行浅层切除处理，将波形严 重畸变部分赋以零值，以免这些波形参与叠加，影响时间 剖面质量。
波形拉伸畸变示意图
浅层波形畸变切除示意图
动校正前的CMP道集 动校正后的CMP道集 动校正前的CMP道集 动校正后的CMP道集
切除后的CMP道集 切除后的CMP道集
共炮点道集（单炮分析） 共炮点道集（单炮分析）
共检波点道集（压制规则噪声） 共检波点道集（压制规则噪声）
共中心点道集（动校切除） 共中心点道集（动校切除）
第一节 常规水平叠加基本处理
三、动校正处理
动校正是为了消除由于炮检距不同而产生的正常时差， 动校正是为了消除由于炮检距不同而产生的正常时差， 使各道一次反射波到达时间相同，实现同相叠加，增强反 射波能量。
第一节 常规处理基本流程
输入部分是将野外采集得到的原始数据输入到计算机 中。原始数据一般是以SEG中。原始数据一般是以SEG-A、SEG-B、SEG-C、SEGSEGSEGSEGD、SEG-Y或SEG-2等格式记录在高密度磁带上。 SEGSEG由于野外环境恶劣，为了降低原始数据损坏的风险， 通常要制作1 通常要制作1-2套备份磁带。 输出部分是将处理成果剖面通过绘图仪打印出来，并 将成果数据以SEG将成果数据以SEG-Y格式输出到磁带或磁盘上的过程。
第六章 地震资料的数字处理
2009年国防科技 2009年国防科技 大学研制成功的千 万亿次级超级计算 机亮相。 机亮相。该计算机 拥有2048颗八核心 拥有2048颗八核心 处理器，14336颗 处理器，14336颗 六核心处理器， 六核心处理器， 7168块计算卡 7168块计算卡， 块计算卡， 2560个计算节点 2560个计算节点， 个计算节点， 2560个加速节点 2560个加速节点， 个加速节点， 512个服务节点 512个服务节点 。 计算速度达2507万 计算速度达2507万 亿次每秒！ 亿次每秒！
第六章 地震资料的数字处理
第二次革命： 第二次革命：模拟磁带记录 这个时期模拟电子计算机得到应用，地震资料以模 这个时期模拟电子计算机得到应用， 拟的方式记录在磁带上，在室内可以用回放仪反复处理， 拟的方式记录在磁带上，在室内可以用回放仪反复处理， 因此使地震资料处理工作实现了部分的自动化，处理质量 因此使地震资料处理工作实现了部分的自动化， 和效率迅速得到提高。地震勘探的道数也在不断增加，野 和效率迅速得到提高。地震勘探的道数也在不断增加， 外采用组合检波方法，室内采用多次覆盖技术，地震资料 外采用组合检波方法，室内采用多次覆盖技术， 的数据量成倍增加，提高了地震勘探的精度。 的数据量成倍增加，提高了地震勘探的精度。
第一节 常规水平叠加基本处理
数据输入 预处理 静校正 速度分析 动校正 剖面输出 修饰处理 滤波 反滤波 水平叠加
常规水平叠加处理的基本流程
第一节 常规水平叠加基本处理
注意：地震资料处理流程并不是一成不变的。 为适应野外采集特点，制订有二维地震资料处理流程、 三维地震资料处理流程；根据地质任务的不同，制订有常 规处理流程、特殊处理流程；在处理流程中，可考虑工区 的地形条件、干扰波的特点，采用针对性更强的处理方法 和处理手段。另外，随着处理技术的发展，为了不断地提 高处理质量，为解释工作提供更多、更准确的信息，在处 理流程中也在不断应用新的处理技术和处理方法。
第一节 常规水平叠加基本处理
道编辑： 实际勘探中经常发生地震道极性相反、振动不正常， 甚至整炮记录均不正常等现象。为了避免不正常道或炮记 录参与叠加，影响叠加效果，需要进行坏道、坏炮剔除处 理。处理方法较为简单，极性相反的记录道可直接进行反 道处理，坏道、坏炮可借用相邻道的数据代替，或取相邻 道处理，坏道、坏炮可借用相邻道的数据代替，或取相邻 两道的平均值，或干脆全部赋以零值。
动校正剖面
拉伸畸变
第一节 常规水平叠加基本处理
四、静校正处理
静校正：由于地表起伏不平，并且近地表介质也不均匀， 静校正：由于地表起伏不平，并且近地表介质也不均匀， 使得反射波时距曲线实际上不一定是双曲线。 使得反射波时距曲线实际上不一定是双曲线。那么这样的 共中心点道集动校正处理后就无法将一次反射波校平， 共中心点道集动校正处理后就无法将一次反射波校平，叠 加时也无法达到同相叠加的目的。因此，在动校正之前， 加时也无法达到同相叠加的目的。因此，在动校正之前， 我们必须消除地形和表层对地震道集的影响。 我们必须消除地形和表层对地震道集的影响。 这种消除由于地形和表层因素造成的时差影响的处理 过程称为静校正。 过程称为静校正。
第六章 地震资料的数字处理
地震勘探技术的发展，是随着数字处理技术的发展 地震勘探技术的发展， 而发展的。 而发展的。 第一次革命： 第一次革命：光点记录 这个时期没有计算机，地震资料是利用照相的方法 这个时期没有计算机， 记录在卡片上，地震资料的处理只能完全靠人们手工完成。 记录在卡片上，地震资料的处理只能完全靠人们手工完成。 因此，这个阶段地震勘探的道数都比较少，每道只用一个 因此，这个阶段地震勘探的道数都比较少， 检波器接收，数据量比较小，原始资料的质量和精度都不 检波器接收，数据量比较小， 高，手工处理的效率非常低。 手工处理的效率非常低。
沙地
山地 沙漠区
鄂尔多斯地区
砂岩出露区
草原
第一节 常规水平叠加基本处理
静校正处理也分为两部分：计算静校正量和实现静校 正。 计算静校正量必须根据实际情况选择一个平面为基准 面。 静校正量就是假设炮点、检波点均分布在该基准面 上时反射波旅行时与实际旅行时之间的时差。 为了计算静校正量，必须事先用其他方法求出表层参 数（地表高程、低速带厚度、低速带速度、基岩速度等）， 然后分别进行井深校正、地形校正、低速带校正。
常规处理的 硬件设备
进口SUN-V250服务器 进口SUN-V250服务器
国产曙光服务器
常规处理的 软件系统
进口ProMAX地震数据处理系统 进口ProMAX地震数据处理系统
常规处理的 软件系统
国产Grisys地震数据处理系统 国产Grisys地震数据处理系统
第六章 地震资料的数字处理
本 章 主 要 内 容
第六章 地震资料的数字处理
第三次革命：数字磁带记录 第三次革命： 数字计算机的发明，彻底改变了地震勘探的工作面 数字计算机的发明， 貌。这个时期野外采用数字化地震仪采集接收，室内采用 这个时期野外采用数字化地震仪采集接收， 数字化计算机处理，各种新方法新技术得到广泛应用。地 数字化计算机处理，各种新方法新技术得到广泛应用。 震勘探的道数由几百道增加到几千道，甚至几万道，地震 震勘探的道数由几百道增加到几千道，甚至几万道， 资料的数据量十分庞大，地震资料的处理工作基本实现了 资料的数据量十分庞大， 全面自动化。 全面自动化。
第六章 地震资料的数字处理 数字处理概述
反射波地震资料的数字处理是一般指利用地震勘探 的基本原理和数字信号处理方法，在数字计算机上对野外 的基本原理和数字信号处理方法， 采集所获得的原始地震资料进行压制干扰、提高信噪比和 采集所获得的原始地震资料进行压制干扰、 分辨率、消除假象、提取物性或岩性参数等一系列的处理， 分辨率、消除假象、提取物性或岩性参数等一系列的处理， 最后得到能反映地下构造形态的地震剖面。 最后得到能反映地下构造形态的地震剖面。
第六章 地震资料的数字处理
第四次革命：计算机群的应用 第四次革命： 将若干台多达上万台的计算机联合起来组成计算机群 （PC-Clus），每个计算机群拥有成千上万个节点，每个 ），每个计算机群拥有成千上万个节点 每个计算机群拥有成千上万个节点， PC节点都有各自的操作系统，某个节点出现问题， 节点都有各自的操作系统，某个节点出现问题，不会影响 其他节点的运行。 其他节点的运行。 计算机群极大地增强了地震资料的处理能力。 计算机群极大地增强了地震资料的处理能力。
第一节 常规水平叠加基本处理
常规的反射波地震资料数字处理包括预处理、滤波、 反滤波、动校正、静校正、速度分析、修饰性处理、偏移 归位和水平叠加等。本章粗略介绍上述基本的处理内容。
一、常规水平叠加资料处理流程
为了保证处理工作秩序和质量，根据野外采集工作特 点和地质任务的要求，制订了相应的生产程序，专业上把 这个生产程序叫做处理流程。 这个生产程序叫做处理流程。 通常将常规水平叠加资料处理流程分为五大部分： 输入部分、预处理部分、实质性处理部分、修饰性处理部 分和输出部分。
第一节 常规水平叠加基本处理
SUN L25磁带机 L25磁带机
IBM 3592磁带机 3592磁带机
SONY sdx-400v磁带机 sdx-400v磁带机
HP sdlt320磁带机 IBM 地震记录磁带 sdlt320磁带机
第一节 常规水平叠加基本处理
二、预处理
预处理主要是对地震数据进行初步加工和整理，是在 实质性处理之前所必须完成的一些准备工作。预处理的内 容很多，最基本的内容有道编辑、道切除、道选排。
第六章 地震资料的数字处理
1974年我国自 1974年我国自 行研制成功第一 台运算速度达于地震资 料的数字处理工 作。