地震数据处理中关于地震子波相位特性的探讨
地震子波
盲解卷积算法1. 原理：几个重要概念：1.1 褶积模型假设：假设1：地层是由具有常速的水平层组成；假设2：震源产生一个平面压缩波(P 波)，法向入射到层边界上，在这种情况下，不产生剪切波(S 波)；假设3：震源波形在地下传播过程中不变，即它是稳定的； 假设4：噪音成分是零；假设5：震源波形是已知的；假设6：反射系数序列是一个随机过程。
这意味着地震记录具有地； 震子波的特征，即它们的自相关和振幅谱是相似的；假设7：地震子波是最小相位的，因此，它有一个最小相位的逆。
1.2 反滤波如果定义滤波算子为f (t),则f (t) 与已知地震记录x(t)的褶积得到一个对地层脉冲响应e(t)的估计e(t) = f (t)∗ x(t)； （1） x(t) = w(t)* f (t)* x(t)； （2） δ(t) = w(t)* f (t)； （3）1()()*()f t t w t δ= （4） 用流程图表示为：1.3 震源反子波计算震源反子波在数学上是利用z 变换来实现的。
例如，假设基本子波为两点时间序列（1，－0.5)1()12w z z =-2111()1 (12412)F z z z z ==+++-； （5） 2111()1 (12412)F z z z z ==+++- （6） ()F z 的系数11(1,,,...)24代表逆滤波算子f(t)有关的时间序列。
可以看出它有无限多个系数，然而它们递减的很快。
如同任何滤波过程一样，实际应用的算子都是被截断的。
1.4 最小平方反滤波当输入子波良好，其z 变换的逆可以用一收敛序列表示，则上面所描述的反滤波将得到一个很好的近似于尖脉冲的输出.将下面问题列出方程式：给定输入子波(1－0.5)，寻找一个二项滤波器(a,b)，使实际输出与期望输出(1,0,0)之间的误差在最小二乘的意义上最小。
将滤波器(a,b)与输入子波(1,-0.5)褶积以计算实际输出。
误差的累积能量L 定义为实际的与期望的输出的系数之差的平方和：222(1)()()22a b L a b =-+-+- （7） 目的是寻找系数(a,b)使L 最小，这要求变量L 随系数(a,b)而变并使之为零对上式进行简化，取L 对a 和b 的偏导数，并使其为零，得到： 522502a b a b ⎧-=⎪⎪⎨⎪-+=⎪⎩（8） 有两个方程和两个未知数即滤波器系数(a,b)，可变成下列普通矩阵形式：5/21215/20a b -⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭（9） 求解滤波系数，我们得到(a,b)为(0.95,0.38)。
《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。
地震子波 数字信号实验报告
根据所学知识对实验结果进行分析；
地震子波由震源激发，在地层中传播，因为在沉积地层中，每层介质的物理性质不相同，从而使得地震波的传播速度也不相同。当地震波传播到两层介质的分界面时，会发生反射，由于每层介质的反射系数不同，所以反射波的能量也不相同，检波器接收到不同时刻的、不同能量的反射波，形成一个地震记录。
subplot(2,2,4),plot(f2,'k'),title('最小相位子波地震记录')
f1(i)=0;
f2(i)=0;
end
fori=1:n+m-1%地震记录长度
forj=1:m%地层深度
ifi-j>0&i-j<=200%满足雷克子波的时间序列长度
a1(j)=r(j)*w1(i-j);
a2(j)=r(j)*w2(i-j);
f1(i)=f1(i)+a1(j);
f2(i)=f2(i)+a2(j);
地震子波波形显示及一维地震合成记录
姓名：杨肖迪学号：050422009040专业：地球信息科学与技术2009级
实验目的
1.认识地震子波（以雷克子波为例），对子波的波形有直观的认识。
2.利用褶积公式合成一维地震记录。
实验步骤
1.雷克子波
（零相位子波）
（最小相位子波）
其中 代表子波的中心频率， 代表子波宽度,随着 的增大，子波能量后移，当 =7时，最小相位子波可视为混合相位子波，这里 = 25 Hz， =4;
end
end
end
subplot(2,2,1),plot(w1,'k'),axis([0,200,-1,1]),title('零相位子波')
子波的零相位,最小相位,混合相位
子波的零相位,最小相位,混合相位子波是地震波在地下传播时激发的复杂波形，在地震勘探中起到了重要的作用。
在地震勘探中，子波的信息可以用来了解地下结构，进行地震处理和解释。
子波有三种形式：零相位子波、最小相位子波和混合相位子波。
接下来，我们将详细介绍这三种子波的特点和应用。
首先是零相位子波。
零相位子波又称为纯实信号，它的相位谱是一个常数，即各个频率分量的相位都是零。
这意味着零相位子波是非带通的，其频谱范围是从直流到无限大。
零相位子波是地震波的极限情况，一般在理论分析中使用。
它具有宽频带、短时间的特点，可以用来表示瞬态信号。
最小相位子波是一种具有最小相位谱的子波。
最小相位谱指的是在给定幅度谱相同的情况下，具有最小相位谱的子波。
最小相位子波具有狭窄的频带、宽延迟和长时间的特点，可以用来近似地表示地震记录中的真实地震波形。
最小相位子波是地震记录的有效信号。
混合相位子波是介于零相位子波和最小相位子波之间的一种子波形式。
混合相位子波的相位谱介于零相位子波和最小相位子波的相位谱之间。
混合相位子波既有零相位子波的宽频带特性，又有最小相位子波的稳定性。
因此，混合相位子波在地震勘探中被广泛应用于地震处理和解释。
通过对地震记录进行混合相位子波叠加，可以提高地震信息的分辨率和解释能力。
在地震勘探中，选择合适的子波形式对地震数据进行处理和解释非常重要。
零相位子波可以用来分析地下结构的反射特性，最小相位子波可以用来近似地还原地震记录中的原始地震波形，混合相位子波则结合了两者的优点，可以提高地震处理和解释的能力。
为了更好地了解子波的特点和应用，我们需要对子波的频谱、振幅、相位进行分析。
在频域上，子波的频谱决定了子波的带宽，即频率范围；在时域上，子波的振幅和相位决定了子波的波形。
通过分析子波的频谱、振幅和相位，我们可以把子波应用到地震数据的处理和解释中。
子波的零相位、最小相位和混合相位是地震波形分析中的重要概念。
零相位子波是理论分析的基础，最小相位子波可以近似地还原地震记录中的地震波形，混合相位子波结合了两者的优点。
地震子波提取方法论文
地震子波提取方法论文摘要：在信噪比较高的情况下最小相位和混合子波相位均适应性良好。
在信噪比降低后，混合相位提取子波受影响较大。
通过对实际模型的处理，表明了该方法的有效性和实用性。
1 子波基本理论子波包括最小相位子波、最大相位子波、混合相位子波。
子波的Z变换是一个多项式。
若此多项式的全部零点均在单位圆外，则为最小相位子波；在单位圆内为最大相位子波，零点在单位圆的内外都有，则为混合相位子波。
2 复赛谱域提取子波法复赛谱域提取子波法研究的是一种非线性系统，或者说是一种线性滤波的推广。
对于一个线性系统，它可以满足以下迭加原理：T[ax1+bx2]=aT[x1]+bT[x2]（1）式中a、b为常数，T为表示函数。
一个信号是由多个信号相加合成的，利用线性滤波的方法，就能有效地把它们分开。
如果一个信号不是由多个信号相加，而是由多个信号中褶积合成的，那么，用这种线性滤波的方法就不能将其分开。
对于这种信号的处理，我们仍可利用（2）式的基本思想，把它推广到褶积合成的信号。
为此我们需要一个称为同态系统的变换系统D，它具有把一个褶积关系转变为相加关系的特征系统。
从（2）式可见，线性系统特别适用于分开相加合成的信号；也就是说，一个系统可以这样处理：D[（a）x1*（b）x2]=aD[x1]+bD[x2]（2）上式中（a）表示标量乘，（a）x1表示x1与自身褶积a次，（b）也是如此。
系统L是一个一般的线性系统，满足：L[ax1+bx2]=aL[x1]+bL[x2] L[x·？啄（t±？子）]=L[x]？啄（t±？子）（3）系统D-1为D的逆变换特征系统，是把经过处理的相加关系转化为褶积关系输出，即：D-1[ax1+bx2]=（a）D-1[x1]*（b）D[x2]（4）系统定义为这种D→L→D-1的标准格式，其突出的优点是，只要确定了特征系统D之后，它在整个反褶积过程中保持不变，并将一个非线性过程转化为线性运算。
地震零相位
地震零相位
地震零相位是地震子波的一种相位类型，通常指由2至3个或多个相位组成的地震脉冲，确切地说，地震子波就是地震能量由震源通过复杂的地下路径传播到接收器所记录下来的质点运动速度（陆上检波器）或压力（海上检波器）的远场时间域响应。
为了实现地震子波的零相位化，可以利用APC（Automatic Phase Correction）法，该方法运用的是最大方差模作为判断标准，通过修改地震道的相位角，当某个相位角对应的方差模最大时，那么这个相位对应的子波就接近零相位了。
零相位子波具有以下优势：第一，在相同带宽条件下，零相位子波的旁瓣比最小相位子波的小，也可以理解为能量集中在较窄的时间范围内，所以分辨率高；第二，在地震解释中零相位更有利于相位对比，更便于层位追踪解释；第三，零相位分辨率高，更有利于薄层的识别。
在地震资料处理中，零相位处理可以提高地震道的分辨率，更准确地对应地层界面，有利于薄层的识别和地震解释，是一种重要的地震道处理方法。
利用Ricker子波相移特性估计地震资料剩余相位
2021年4月名瀹錶4r f鲞找第56卷第2期•处理技术•文章编号：1000-7210(2021 )02-0249-08利用R i c k e r子波相移特性估计地震资料剩余相位刘传奇*周建科李宾王腾(中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300459)刘传奇，周建科，李宾，王腾.利用Ricker子波相移特性估计地震资料剩余相位.石油地球物理勘探，2021,56(2) ：249-256.摘要零相位地震资料具有分辨率高、易于解释等优点.然而最小相位假设下的反褶积处理很难保证地震资料为零相位，需通过后续技术手段估计剩余相位并做零相位校正。
通过研究Ricker子波的相移特性，发现主频不同的Ricker子波在相同相位旋转下，峰值时刻存在时差，该时差与相位旋转量具有线性关系。
在常相位假设下，对相位未知的地I数据做两次滤波处理，基于滤波后的数据求出同一反射界面的峰值时差，再通过峰值时差与相位的线性关系实现剩余相位的估计。
该方法不受判别准则的约朿，模拟合成记录和实际资料的应用结果证实了该方法的可行性和有效性。
关键词 Ricker•子波常相位相位旋转峰值时差剩余相位估计中图分类号：P631 文献标识码：A doi： 10. 13810/j. cnki. issn. 1000-7210. 2021. 02. 005〇引言众所周知，零相位地震子波具有旁瓣少、峰值时 刻与地层反射界面相对应等优点，能保证零相位地震资料不仅具有较高分辨率，还有利于地震资料的解释[19]。
确保地震资料的零相位性，无疑对构造精细解释、储层综合研究具有重要意义。
在现今实际地震数据处理中，一般基于地震子波为最小相位的假设，从地震道的相位谱中消去子波的相位谱。
然 而从现场采集到室内处理的各个环节，均可能对地震数据的子波相位特性产生影响.因此最小相位子波的假设条件通常是很难满足的，混合相位假设的子波更符合实情。
虽然混合相位地震子波假设能在某些特定条件下取得一定效果，但基于此假设的一些算法在计算量、实用性以及稳定性等方面大多还存在不足。
地震极性判断(地震剖面原理)
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三、地震波频率的应用
未做滤波的正常剖面，同相轴形态清楚，
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三、地震波频率的应用
高频滤波剖面，同相轴形态变胖，分辨率降低
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三、地震波频率的应用
低频滤波剖面，同相轴形态变细，分辨率提高，同相轴形态不能分辨
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三、地震波频率的应用
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三、地震波频率的应用
频率为18HZ时，地下断裂的显示效果（最好）
正反射系数 界面为单轨
正反射系数 界面为双轨
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二、地震剖面极性判断
对不同时段地震剖面提取子波，均为正极性地震子波。
500~1000ms 1000~3000ms
3）、提取地震子波判别法
3000~7000ms
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汇 报 提 纲
一、地震剖面子波相位 二、地震剖面极性判断 三、地震波频率的应用 四、地震波形的应用
技术交流
地震剖面极性判断（地震剖面原理）
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汇 报 提 纲
一、地震剖面子波相位 二、地震剖面极性判断 三、地震波频率的应用 四、地震波形的应用
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一、地震剖面子波相位
零相位子波 最小相位子波
1）、地震子波类型
最大相位子波
混合相位子波
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一、地震剖面子波相位
2）、实际地震子波
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4、 对于非零相位地震剖面使用视极性的概念, 即视正极性、 视负极性； 5、 对于处理资料的极性，最终要标明
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二、地震剖面极性判断
正极性
1、极性的规定
负极性
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二、地震剖面极性判断
2、极性的判断方法
1）、声波人工合成地震记录法
关于地震波极性判断问题
第一节关于地震波极性判断问题地震反射波的极性是正还是负，它直接影响到反演波阻抗后，速度变高还是变低，因此是一个重要的问题。
但是这个很简单的问题，到目前为止，尚未完全争论清楚。
按理说，问题是再简单不过的，即：SEG格式规定，初至波起跳向下，记录数值是负的，此称“正常记录”。
那末，这种记录作波阻抗时，应该把极性反过来。
但在实际中，往往不反过来，反而能在解释中与地层对得更好。
奇哉！现在看来，这个问题很复杂。
仔细思考起来，本人有以下几点认识。
（1）地震子波是混合相位的，包括可控震源的子波，也因为大地的吸收作用，回到地面的子波已变成混合相位。
它的第一个向下跳的波谷很小，而跟着来的波峰及波谷很大。
请读者参看图72。
注意该图72的子波起跳是朝上的，不过这并不妨碍对问题的分析。
脉冲反褶积及预测反褶积都假设子波是最小相位，而当子波是混合相位时，反褶积后子波的波形向前压缩得不够好。
因而随着原始子波形态的不同以及所采用白噪系数的不同，反褶积后的子波有时波峰最大，有时波谷最大，见图72中我已用+-符号标出。
并且最大值并不在起跳的位置上，而有不同程度的延迟，见图72（注意该图子波的起跳朝上）。
以SEG规定的正常极性记录为例（起跳朝下），如果反褶积作得效果较好，那么第一个起跳波谷可能还是小于后面的第一波峰。
这时候，整个记录看起来似乎是“正极性”的。
如果反褶积用了较大的自噪系数，或者子波的相位谱离开零相位较远，那末，反褶积后可能以第二波谷为最强，剖面上看起来似乎是“负极性”的。
（2）如果叠后加作预测反褶积或谱白化，则频谱成分又起了变化，波形又明显变瘦，视周期变小。
加上最后还要采用时变滤波，滤波门的不同又会造成子波波形的进一步变化。
因此，不同的处理方法可以得到不同的子波波形，有时两个相位可变成三个相位。
剖面形态也可以各不相同，“视极性”也就各异。
这样一说，是否天下大乱了呢？是的！的确有些乱套。
有一个搞解释的人拿着两张不同流程的剖面给我看：一条剖面上T g波是两个相位，中间波谷最强。
地震子波再认识
地震子波的再认识一、地震子波观点：地震子波是地震记录褶积模型的一个重量，往常指由 2 至 3 个或多个相位构成的地震脉冲，切实地说，地震子波就是地震能量由震源经过复杂的地下路径流传到接收器所记录下来的质点运动速度〔陆上检波器〕或压力〔海上检波器〕的远场时间域响应。
一个子波能够由它的振幅谱和相位谱来定义，相位谱的种类能够是零相位、常数相位、最小相位、混淆相位等；对零相位和常数相位子波而言，可简单将其看作是一系列不一样振幅和频次的正弦波的会合，全部的正弦波都是零相位或常数相位的〔如 90°〕；在频次域中，子波提取问题由两局部构成：确立振幅谱和相位谱，确立相位谱更为困难，并且是反演中偏差的主要根源。
二、子波提取方法：子波提取方法分为三个主要种类： 1) 、纯确立法：即用地表检波器或其余仪器直接丈量子波； 2) 、纯统计法：即只依据地震数据测定子波，这类方法很难测定靠谱性的相位谱； 3) 、使用测井曲线法：即便用测井曲线与地震数据联合，理论上这类方法能够提取井点地点精准的相位信息，但问题是该方法要求测井和地震间一定要有优秀的对应关系，而将深度域样点变换为双程旅游时的深时变换可能产生不适合的对应关系，而这类不适合的对应关系势必影响子波提取的结果。
子波在各地震道之间是变化的，并且是旅游时间函数，即子波是时变和空变的，也就是说，对每个地震剖面而言，都应当能提取大批的子波，但在实质应用中提取可变子波可能会惹起更多的不确立性，比较适用的做法是对整个剖面或某个目的层只提取单调的均匀子波。
三、零相位子波和常数相位子波：零相位子波和常数相位子波 ( Zero Phase and Constant Phase Wavelets. ) 第一，让我们来考虑雷克子波 ( Ricker Wavelet ) ，雷克子波由一个波峰和两波谷，或叫两个旁瓣构成 , 雷克子波依靠它的主频，也就是说，它的振幅谱的峰值频次，或主周期在时间域的反函数〔主周期能够经过丈量波谷到波谷的时间来获取〕。
一种基于信息熵理论的地震子波相位校正方法
一种基于信息熵理论的地震子波相位校正方法徐刚;王静;黄卫;王立丰;杨微【摘要】从信息论的角度出发,提出了一种新的子波相位校正方法.在常相位假设的基础上,通过以离散信息熵作为量化标准对无井记录的地震数据进行相位扫描,进而确定出能够将剩余相位影响降至最低的相位值,并使用此相角对地震记录进行相位校正,从而使剩余子波接近或达到零相位,以提高地震资料质量.模拟合成记录和实际资料的应用结果证实了该方法的可行性和有效性.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2014(049)002【总页数】6页(P239-243,251)【关键词】信息熵;地震子波;常相位;扫描;相位校正【作者】徐刚;王静;黄卫;王立丰;杨微【作者单位】长江大学,湖北荆州434023;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072751;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072751;东方地球物理公司采集技术支持部,河北涿州072751;东方地球物理公司新兴物探开发处,河北涿州072751;东方地球物理公司物资供应中心,河北涿州072751【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言地震数据处理的目的是将野外采集的地震记录处理成层位准确的地震剖面，地震记录可描述为地震子波与地下反射系数序列的褶积。
某种意义上说，地震数据处理实际上是对地震子波不断改造的过程［1］。
常规处理中的反褶积技术绝大多数都基于子波为最小相位的假设。
但在实际应用中，考虑到地震勘探从野外施工到室内处理的复杂过程对地震子波相位的影响，子波为最小相位的假设条件是很难满足的，而混合相位假设的子波则更符合实际［2］。
虽然人们针对混合相位子波的反褶积处理进行了大量研究［3～5］，并在某些特定条件下取得了一定的成果，但生产中大量应用的仍然是经济实用的最小相位反褶积理论。
混合相位子波经最小相位反褶积处理后会存在剩余子波，并不是真正的零相位。
从理论上来看，零相位子波的峰值对应于真正的地层位置，有益于地层的定位。
地震数据采集系统相位特性与测试方法
$ "相位误差的定义与测试原理
由前面的分析可知 不同滤波方式的采集系 统 系统的输入信号与输出信号的相位是不同的 系统对不同频率信号的响应也是不同的 为了能 测量信号经过系统后所产生的相位变化 给出一个 能统一表示系统相位误差的定义 即系统某个频率 的理论输出信号相位与系统输出端实际测量相位 之差设输出端实际测量的相位为 7? 实际相位 误差用 81 单位 表示 则有 > = M 0 = C @
\ , 式中 和 . 分别为地震数据采集站等效 0 $ @
系统的单位脉冲响应和频率响应 . , 为幅度 响应 R X M "线性相位滤波器 任何滤波器的相位响应& 都可表示为 , $ MP , # , , & 式中 , 为信号的频率 # 为系统的时延线性相位 滤波器的时延# 是不随频率变化的常数 即 , M , & MP # , , M 常数 M , #
$ . M
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地震资料相位差异分析方法与应用
地震资料相位差异分析方法与应用尚新民【摘要】In order to fit diverse conditions of complex surface area, researchers usually jointly use different kinds of sources and detec-tors for acquisition. The working mode difference between various acquisition systems results in varied wavelet phases which influence the stacking effect seriously. In this paper, the accurate phase of seismic wavelet was obtained by using bispectrum based on high order statistics to reconstruct the mixed-phase spectrum of the wavelet. When there are two seismic data with complete waveform consistency, the cross-correlation result was performed as zero-phase wavelet, otherwise, it was expressed as non-zero-phase wavelet. The phase difference between the two seismic data could be determined by determining the difference between non zero-phase wavelet and zero-phase wavelet. The results show that the vibrator and explosives have 90° phase difference, the velocity detector and piezoelectric detec-tor show 90° phase difference, and the difference between air gun and vibrator is uncertain.%为了适应复杂多变的地表条件，地震采集一般采用不同的激发、接收因素联合施工，由于各种激发方式与接收方式的工作原理不同，造成了地震子波相位特征各不相同，严重影响了同相叠加效果。
地震资料子波、极性与相位
没有子波时的子波处理：
各种各样的统计性反褶积方法
利用声波测井数据提取地震子波 工作流程
同一剖面段不同深度统计的子波特征不同，子波是时变的
井下不同 深度记录 的直达波 波形基本 保持不变
当这个子 波在地层 中传播时， 由于地层 吸收衰减， 子波发生 了变化， 据此我们 可以进行
地层滤 波模拟
子波频 率误差 对子波 处理效 果影响
零相位子波，线性相位谱
线性相位谱，零相位子波 负的斜率，时移向正的方向移动 斜率越大，时移越大
线性相位谱，零相位子波 正的斜率，时移向负的方向移动 斜率越大，时移越大
混合相位子波，常相位谱
零相位子波，常相位移动，常相位谱，混合相位子波 常相位移1800，子波反向 常相位移为 00 和 3600，子波一样
道反演要求道上的正值对应正的反射系数
反演时，正值反演结果是速度增加，对应正的反射系数，因 此反演之前要作极性检查，确定是否为正极性，否则要作极 性处理
二、相位和子波相位特性图解
零相位子波，零相位谱 零相位子波，线性相位谱 混合相位子波，常相位谱 混合相位子波，常相位谱 + 线性相位谱
零相位子波，零相位谱
数据处理目标是使子波成为冲激函数，但由于S/N和原 始记录带宽，实际只能得到频带有限的子波 处理常用两种子波：带通子波和 Ricker（雷克）子波
带通子波由通带范围内各个频率谐波合成，每个谐波长度
无限，在相当长时间段内不能相互抵消，是旁瓣形状复 杂的基本原因
脉冲反褶积后进行带通滤波，理论上子波就成为带通滤 波器的因子
层位标定制作合成记录，用理论雷克子波，其合成记录可视 为正极性状态，可邦助判断记录的极性状态 从井旁实际记录中提取子波，可改善合成记录与实际记录的 相似程度，有利于标定准确，但不能用于判断实际记录的极 性状态 用合成记录进行层位标定，不仅要注意子波特性的确定，而 且要注重反射系数序列的可靠性：
地震学中的地震波传播特性研究及地震相干性分析
地震学中的地震波传播特性研究及地震相干性分析地震波传播是地震学研究的重要课题之一，它是分析地震波在地壳内传输规律的基础。
在地震波传播的过程中，地震波的传播方向，速度，反射、折射和衍射等特性均会发生变化，学科专家于是开始对地震波的传播特性展开深入研究，以期更好地理解地震波的运行轨迹和性质。
一、地震波的种类地震波包括纵波、横波、面波，它们的传播速度不同，相互之间都有独特的传播特性。
纵波是指地震波在质量点的方式下沿着原先方向传播时，所产生的沿这个方向变化的密度和压力。
它的传播速度较快，通常情况下比横波速度快2/3。
横波是指地震波在质量点的方式下垂直原先方向传播时所产生的垂直地面方向上的位移和速度分量。
面波是指地震波向所有方向进行传播时所产生的波形传播形式，它的传播速度介于纵波和横波之间。
面波又分为Rayleigh波和Love波。
Rayleigh波是一种慢而有折射性的表面波，产生于介质两层界面。
Love波是纵波和横波结合的表面波，它的传播范围较窄，但具有高度的敏感度，可用来探测岩层性质和地形。
在地震波传播的过程中，会发生各种复杂的相互作用，这也是地震学家研究的重点之一。
二、地震波传播特性地震波在传播途中也会遵循物理波的基本规律，如：反射、折射、衍射等。
另外，地震波也与媒介、介质特性、岩石类型等因素的相关性也十分重要。
在地震波传导中，波的传递方向其实就是波前方向，它也受到介质的影响。
对于地震波传播的解释，有一个理论模型常被科学家所广泛应用：赫敏岿克—库姆雷斯克（Huygen-Kirchhoff）原理。
该模型可以用来展示指定波源所产生的波的种类、特性以及波阵面的形成过程。
此外，在地震波传播模型中，不同种类的地震波会相互作用并形成更加复杂的波形变化，这就为研究地震波传播特性提供了多些性质的特征描述。
三、地震相干性分析地震相干性是指地震波传导途中的振动相位一致性的特性。
地震相干性分析是基于地震波形的频率成分而进行的，而在地震波传播历程中，频率成分的差别容易引起相干性的变化。
海洋地震资料子波零相位化技术研究与应用
海洋地震资料子波零相位化技术研究与应用王守君;方中于;史文英;张兴岩;刘明珠【摘要】针对深水地震资料,研究了海上气枪震源子波的混合相位特征及海浪引起的粗糙海平面对子波特征的影响,提出了基于地震初至提取地震子波的方法及零相位校正技术;利用谱比法提取等价常数Q值,对不同Q值统计平均并结合测井资料约束方法提炼最佳Q值,然后,利用改进的Hale算法进行反Q相位校正.南海北部实际资料应用分析表明,该零相位化技术提高了目的层地震资料的分辨率,明显提升了井震对比的相关度,提高了反演的精度,为后续的储层精细描述提供了可靠的地震资料.【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2015(054)005【总页数】9页(P551-559)【关键词】气枪震源子波;零相位化;谱比法;改进的Hale算法;反Q相位校正【作者】王守君;方中于;史文英;张兴岩;刘明珠【作者单位】中海石油(中国)有限公司勘探部,北京100010;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司物探技术研究所,广东湛江524057;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司物探技术研究所,广东湛江524057;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司物探技术研究所,广东湛江524057;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司物探技术研究所,广东湛江524057【正文语种】中文【中图分类】P631随着海上油气勘探开发的深入,地震资料保幅保真精细处理已经成为储层描述、油气检测的重要前提,子波零相位化处理则显得尤为重要。
与陆上炸药震源不同,海洋地震资料采集多采用气枪震源[1-2],受鬼波干涉、较差的采集海况以及大地吸收因子Q对子波相位的影响,子波形态会发生畸变,相位信息也变得不确定,从而影响地震资料的品质。
另一方面,近几年发展的海上宽频采集技术,如立体气枪阵列激发技术、海上变深度缆宽频采集技术、上下缆采集技术、双检采集技术等,采集的地震资料去鬼波处理都要求地震子波零相位化。
子波零相位化_反褶积与地震记录分辨率的关系
5第16卷第4期2000年4月海洋地质动态A p r.2000V ol.16,No.4摘要:讨论了地震记录分辨率的概念及影响地震记录分辨率的几个关键处理环节和它们之间的关系,指出了目前常规处理方法的有效使用范围和局限性,提出了需进一步改进的问题。
关键词:子波零相位化;反褶积;地震记录分辨率中图分类号:P631.4文献标识码:A文章编号:1009-2722(2000)04-0005-04子波零相位化、反褶积与地震记录分辨率的关系刘金俊1,王修田2,刘怀山2(1.青岛海洋地质研究所,青岛266071;2.青岛海洋大学,青岛266003)收稿日期:2000-2-23第一作者简介:刘金俊(1967-),男,博士,副研究员,主要从事地球物理学研究针对我国石油工业面临的现状,进一步提高地震勘探的精度,寻找出以前未发现的更多的小型油气藏或残留油气藏,对于稳定石油储量,保持我国石油供应具有重要的战略意义,因此,高分辨率地震勘探目前成为我国地震工业的重要研究方向。
要提高地震记录的分辨率就必须从采集、处理及解释各个环节上下功夫,挖掘各个环节的潜力,使各个环节都达到高质量,这样最后所获得的剖面才会是高信噪比、高分辨率的剖面[1]。
因此,高分辨率地震勘探是一个系统工程。
李庆忠(1994)[1]曾形象地把整个高分辨率地震勘探比做一个吊链,下面附着重物,如果哪个环节非常薄弱的话都会导致吊链断开,重物落地。
1高分辨率系统工程流程激发)))小药量、小井深可控震源)))变频扫描、单车检波)))高频检波器(包括涡流式)接收仪器)))扩大瞬时动态范围、高频提升前置放大)))提高低截频排列)))缩小道距、缩小组合基距采样率)))提高采样率环境)))平静的记录环境,避免高频噪音测量)))实测炮点及检波点的坐标(高程)预处理,作好静校正大地吸收补偿仪器反褶积(反组合反褶积)反褶积不能采用单道反褶积两步法统计反褶积(地表一致性反褶积)速度分析、动校正叠代反复甚至分频处理自动剩余静校正海洋地质动态2000年拟合t0道,求p波剖面,代替水平叠加叠后谱白化或预测反褶积,展宽频谱对反射系数/兰色效应0的校正子波剩余相位校正)))子波零相位化反演成波阻抗或积分地震道解释)))层位标定、砂层追踪及厚度推算等等2地质成果从高分辨率系统工程流程图上可以看到,子波零相位化和反褶积是高分辨率地震勘探系统工程的非常重要的两个处理环节。
子波的零相位,最小相位,混合相位
子波是指在地震勘探中，将地震记录数据进行时频分析后，得到的一系列波形。
这些波形可以看作是原始地震记录数据在不同频率上的投影。
在子波分析中，常见的子波相位分类有零相位、最小相位和混合相位。
1. 零相位子波：零相位子波是指相位为零的子波，也称为零相位子波或零相位子波。
它的特点是振幅最大，且在时频分析中表现为一系列高振幅的脉冲，通常出现在地震记录的起始部分。
2. 最小相位子波：最小相位子波是指相位变化最小的子波，也称为最小相位子波或基线子波。
它的特点是振幅较小，且在时频分析中表现为一系列平滑的波形，通常出现在地震记录的中间部分。
3. 混合相位子波：混合相位子波是指相位既有正值又有负值的子波，也称为混合相位子波或斜率子波。
它的特点是振幅和相位都发生了变化，且在时频分析中表现为一系列复杂的波形，通常出现在地震记录的末尾部分。
在实际应用中，零相位子波、最小相位子波和混合相位子波通常用于解释地震记录中的不同类型的信息，例如，零相位子波可以用于研究地下介质的速度结构，最小相位子波可以用于研究地下介质的密度结构，混合相位子波可以用于研究地下介质的弹性性质等。
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·处理技术 ·
第 43 卷 增刊 2
地震数据处理中关于地震子波相位特性的探讨
苏贵仕 3 ① 沈克非 ② 丁学垠 ②
( ①东方地球物理公司研究院 ,河北涿州 072751 ; ②东方地球物理公司研究院海外业务部 ,河北涿州 072751)
苏贵仕 ,沈克非 ,丁学垠. 地震数据处理中关于地震子波相位特性的探讨. 石油地球物理勘探 ,2008 , 43( 增刊 2) : 121～124
关键词 地震子波 最小相位 预滤波 叠前反褶积 零相位化
1 引言
地震数据处理的目的是将野外采集的地震记录 用处理模块进行处理后得到成像好 、分辨率高的地 震剖面 ,地震记录可描述为地震子波与地层脉冲响 应或地下反射系数系列的褶积 。就某种意义上说 , 地震数据处理实际上是一个对地震子波不断改造的 过程 。
图 4 最小相位化因子
位的地震子波经过最小相位滤波之后才依然是最小 相位的子波 。有些公司采用零相位的滤波器进行预 滤波处理 ,严格来说是不合适的 。这是由于尽管滤 波的结果是振幅谱相乘 ,相位谱相加 ,零相位滤波器 没有改变地震数据的相位谱 ,但事实上最小相位子 波振幅谱的对数的希尔伯特变换就是最小相位子波 的相位谱 ,若最小相位子波的振幅谱被改变了 ,那它 便不再是最小相位了 。
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石油地球物理勘探
位化之前的地震数据的叠加 ,为零相位的数据 。图 8 是最小相位化之后的地震数据的叠加 ,为最小相 位的数据 。图 9 是最小相位化后再进行叠前预测反 褶积之后的地震数据的叠加剖面 。从图中可以看 到 ,通过反褶积处理 ,剖面的分辨率提高了 ,这是反 褶 积的作用 。图10是未经零相位化处理 、直接经过
V=
∑y4j ∑y2j 2
→max
另一种是 Par simo ny 准则
∑ ln | y j | P -
∑| y j | Pl n | y j | P
j
∑| y j | P
→ mi n
j
式子中 y j 为滤波的输出 。经过扫描确定的相角或
相位函数就可以进行纯相位滤波 。利用纯相位滤波
进行零相位化 ,地震数据中强反射波将起主要作用 。
第 43 卷 增刊 2
苏贵仕等 :地震数据处理中关于地震子波相位特性的探讨
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零相位的 高通 滤波 的结果 , 滤 波器 的频 带是 7 ～ 125 Hz ;第四道是经过两次零相位高通滤波的结果 ; 第五道是经过三次零相位高通滤波的结果 。通过比 较可以看出经过零相位高通滤波之后的子波强波峰 位置没有发生改变 。
2008 年
图 11 叠后地震数据子波经零相位化处理的结果
剩余静校正和精细速度拾取等处理后得到的最终叠 加剖面 。图 11 是图 10 经过零相位化之后的结果 。 零相位化因子是从叠加数据中直接求取的 。两图对 比可以看到在剖面右上方 400ms 左右尖灭更加清 晰 ,剖面的分辨率得到了提高 。
不同相位的反褶积 , 通常既是对地震子波的相 位特性而言 ,也是对反子波的相位特性而言 。从这 个意义上讲 ,反子波相位特性与地震子波相位特性 相同 。对于脉冲反褶积 :地下反射系数是白噪声和 地震子波是最小相位 。当输入的地震数据的子波是 最小相位时 ,其脉冲反褶积的结果也是最小相位的 。 对于预测反褶积 , 当预测步长是一个样点时它就是 脉冲反褶积 。当预测步长大于一个样点时 , 预测反 褶积的滤波因子不一定是最小相位 , 其结果是一次 反褶积的结果不一定是最小相位的 。对于两步法统 计子波反褶积 ,当其期望输出子波是零相位时 ,反褶 积的结果是零相位的 。当其期望输出子波是最小相 位时 ,其反褶积的结果也是最小相位的 。对于同态 反褶积和最小熵反褶积 , 它们对输入的地震数据的 地震子波相位特性没有特别要求 , 一般认为输入地
图 6 对最小相位子波应用零相位高通滤波的试验结果
2. 3 叠前反褶积 根据褶积模型 ,地震记录是地震子波和地下反
射系数的褶积 ,即 S j = w j 3 ej
其中 : w j 为地震子波 ; ej 为地下反射系数 。 反褶积处理就是要设计一个滤波因子 , 使地震
子波延续长度尽可能地减小 。如果这个滤波因子是 地震子波的反子波 , 反褶积之后的地震子波延续长 度将只有一个点即尖脉冲 , 反褶积结果即是地下反 射系数 ,这是理想化的结果 。一般情况下 ,反褶积之 后的地震子波有一定的延续长度 。
摘要 本文就实际地震数据处理中常用的地震子波最小相位化 、预滤波 、叠前反褶积和叠后地震子波零相位化 等四个处理模块对地震子波相位特性的影响进行了探讨 。当地震记录是由可控震源激发得到时 ,其地震子波 是可控震源扫描信号的自相关 ,呈零相位子波特性 ,此时需将零相位子波转化为最小相位子波 ,为后续的反褶 积处理做准备 ;当地震记录是由炸药震源激发得到时 ,其地震子波一般被认为是最小相位子波 ,在对此地震数 据进行叠前反褶积处理之前首先使用一个高通滤波器对其进行预滤波处理 (这个滤波器必须是最小相位的 ,因 为最小相位地震子波只有经过最小相位滤波器滤波后才是最小相位的) ,然后进行叠前反褶积处理 (主要包括 脉冲反褶积 、地表一致性反褶积等 ,该处理过程要求输入地震数据的地震子波是最小相位的) ,经过这些反褶积 处理后的地震数据的子波也认为是最小相位的 ;因零相位子波的地震剖面分辨率最高 ,所以最后还需再对叠后 数据的最小相位子波进行零相位化处理 。以上认识已在巴基斯坦 E 工区二维地震资料的处理中得到验证 。
4 结束语
地震数据处理的目的是提高地震数据的信噪比 和分辨率 。最终得到高信噪比 、高分辨率的地震剖 面 。而在频率域中则表现为使得振幅谱频带尽可能 宽且剩余子波是零相位的 。在处理时 ,有些模块对 地震数据的子波相位要求有假设前提条件 。一般情 况下 ,叠前反褶积输入的地震数据要求子波是最小 相位的 ,若是零相位的需要进行最小相位化 。根据 相同的振幅谱零相位的子波分辨率最高的原则 ,需 要对叠后数据的子波进行零相位化处理 。
最小相位化因子的求取需要用到可控震源激发
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石油地球物理勘探
2008 年
的扫描信号 ,因为只有利用扫描信号进行自相关 ,才 能得到零相位子波 ,再将这个零相位子波转换为具有 相同振幅谱的最小相位子波 ,进而求取出匹配因子 , 这个匹配因子就是最小相位化的因子。图 1 为可控 震源的扫描信号 ,起始频率和终止频率分别为 7 Hz 和 72 Hz ,扫描信号长度为 12000ms。图 2 是扫描信号 的自相关 ,为零相位子波 。将这个零相位子波转换为 具有相同振幅谱的最小相位子波如 3 所示 。图 4 是 最小相位化因子 。将图 4 所示最小相位化因子应用 到地震数据就可以得到最小相位子波的地震数据 。
3 河北省涿州市东方地球物理公司研究院 ,072751 本文于 2008 年 3 月 20 日收到 。
的 。如果一个地震子波能量的大部分集中在末端 , 则我们说这个地震子波是最大相位的 。分辨率高的 地震子波在频率域上表现为振幅谱尽可能的拓宽 。 而具有同样的振幅谱的地震子波中 ,最小相位的地 震子波分辨率最高 。实际地震数据处理中对地震子 波相位特性有要求和影响的处理模块主要包括可控 震源地震子波最小相位化 、预滤波 、叠前反褶积和叠 后地震子波零相位化 。下面就这四个处理模块进行 具体的讨论 。
如果有测井合成记录 , 应以合成记录为标准进行相 位校正 。
3 实际应用
下面的地震数据选自巴基斯坦 E 工区 ,该区的 地震数据采集时利用可控震源激发 。图 7 是最小相
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2 影响地震子波相位特性的四个处理 模块
2. 1 可控震源地震子波最小相位化 当地表条件较简单时 ,可采用可控震源激发 ,此
时因采集到的地震数据的地震子波是可控震源扫描 信号的自相关 ,所以是零相位的 。通常后续的叠前 反褶积处理要求输入的地震数据的子波是最小相位 的 ,为此需要将可控震源的地震子波进行最小相位 化处理 。
2. 2 预滤波处理 当叠前反褶积的地震数据存在比较严重的低频
干扰波时 ,通常使用一个高通滤波器对地震数据进 行滤波 ,这就是预滤波处理 。进行预滤波处理时 ,要 求这个滤波器必须是最小相位的 , 因为只有最小相
图 5 对最小相位子波应用最小相位高通滤波的试验结果
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需要注意的是 ,地震数据经过最小相位滤波器 滤波之后 ,其强相位位置会发生变化 ,而地震数据经 过零相位滤波器滤波之后 ,其强相位位置不发生变 化 。图 5 是对最小相位的地震子波用最小相位滤波 器进行高通滤波的试验 : 图中第一道在 500ms 处 有一尖脉 冲 ; 第 二 道 是 最 小 相 位 子 波 , 其 频 带 是 7～72 Hz ,最大波峰在 500ms 处 ;第三道是经过一次 最小相位的高通滤波的结果 ,滤波器的频带是 7～125 Hz ;第四道是经过两次最小相位高通滤波的 结果 ;第五道是经过三次最小相位的高通滤波的结 果 ,子波强波峰明显发生了变化 。图 6 是对最小相 位的地震子波用零相位滤波器进行高通滤波的试 验 :图中第一道在 500ms 有一尖脉冲 ;第二道是最 小相位子波 ,其频带是7～72 Hz ;第三道是经过一次
本文得到了东方地球物理公司研究院海外业务 部的领导和专家的关心和帮助 ,在编写过程中得到 了周兴元教授的悉心指导 ,与李合群高级工程师也 进行了多次有益的讨论 ,在此表示衷心的感谢 。