(完整版)地震数据数字处理总结

中国石油大学（北京）《地震数据处理方法》勘查2011级复习重点总结

第一章地震数据处理基础

1、地震信号的特点：

1）实信号

2）离散

3）有限长

4）能量有限

5）非周期

2、采样定律内容：一个连续信号，如果其最高频率小于尼奎斯特折叠频率，即信号的采样频率大于信号最高频率的两倍，则利用离散采样后的信号可以恢复原始信号。

3、采样定律的应用条件：信号的采样频率大于信号最高频率的两倍，即：最高频率至少要在一个周期内采到两个样点

4、采样频率、折叠（尼奎斯特）频率、信号最高频率定义：

5、假频的定义：高于尼奎斯特频率的高频成分以尼奎斯特频率为中心向低频方向折叠，形成假的频率成分，称为假频。

6、假频的判断和计算：

7、地震信号的频谱特点：

1）有限带宽（带限）

2）有一定主频（主频越高，分辨能力越强）

8、判别相位性质的三种办法：

1）相位延迟（不常用）

2）能量延迟

3）Z变换的多项式求根（根都在单位圆外，为最小相位（延迟）信号）

9、一维数字滤波实现方法、具体步骤：

1）频率域：

实现方法：（以零相位为例，翻译略）

具体步骤：

a、地震频谱分析：确定分析有效频率范围

b、设计滤波器：压制噪声保留有效信号

c、地震记录FFT变换：标准化变换长度

d、进行滤波运算：振幅谱相乘相位谱相加

e、滤波结果IFFT

2）时间域：（也叫褶积滤波）

实现方法：（以零相位为例，翻译略）

具体步骤：

a、地震记录频谱分析：确定中心频率、带宽

b、设计滤波器：确定滤波算子长度（频带越宽，长度越短）

c、确定滤波因子离散值：双边对乘实参数

d、进行滤波运算：地震记录与滤波因子褶积

10、伪门的定义：对连续的滤波因子用时间采样间隔离散采样后，得到离散的滤波因子，若再按离散的滤波因子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，除了有同原来连续的滤波因子的频率特性对应的“门”外，还会周期性地重复出现很多“门”，这些门称为“伪门”。产生“伪门”的原因：由于对滤波因子离散采样。

11、吉布斯现象：当对滤波因子用有限项代替无限项时，在原始信号突变点（间断点）处，通过信号出现的明显的振荡现象。

12、产生吉布斯现象的原因：在反变换计算过程中，用有限项近似无限项从而丢失原始信号中的高频成分。

13、避免吉布斯现象的方法

1）频率域镶边法：在频率特性曲线的不连续点附近，镶上一条连续的边。

2）时间域窗函数法

14、一维数字信号滤波两种实现方法：

1）时间域：输入信号与滤波信号直接褶积得输出信号；

2）频率域：输入信号与滤波信号分别进行FFT，得到各自的谱，将两者的振幅谱相乘，相位谱相加，得输出信号的谱，再对此谱进行IFFT，即得输出信号。

15、地震波视速度概念：当观测方向与地震波的传播方向不一致时，所测得的速度即为视速度。

16、空间假频产生原因、基本特点和消除方法：

1）产生原因：当地震信号的频—波振幅谱中的波数大于空间采样中的尼奎斯特波数时，将产生空间假频。

2）基本特点：

a、在已知检波点间隔、地震波传播速度和波前面倾角的情况下，可计算出地震共炮点记录和零炮检距自激自收记录出现空间假频的门槛频率；

b、叠后剖面的门槛频率为叠前的一半，叠后偏移比叠前处理要求更小的道间距，道间距过大将产生空间假频；

c、地震信号的频率一定时，倾角时差越大，越容易产生空间假频；地震信号的倾角时差一定时，频率越高，越容易产生空间假频。

3）消除方法：沿测线方向每个视波长采集两个以上样值，即沿测线方向的视波数小于或等于空间采样中的尼奎斯特波数。

17、地震记录中不同性质的波（面波、有效反射波、直达波等）的视速度特点和二维频谱分布特征

1）视速度特点：直达波的视速度即为直达波时距曲线（直线）的斜率的倒数。有效反射波的视速度较大，它在传播方向上近于垂直出射地面。而面波沿地面传播，视速度较小，一般为100m/s－1000m/s，且具有频散现象（即不同频率成分的视速度不同，在地震记录上表现为“扫帚状”）

2）二维频谱分布特征：

18、地震记录中二维滤波处理效果的影响因素

1）同相轴时差

2）能量

3）子波相位

4）噪声

19、两个3点子波各自振幅谱、相位谱的计算和相位特征的判别，以及褶积、自相关和互相关的计算

第二章预处理及真振幅恢复

1、预处理的主要工作：（第一步有时又分为两步，数据解编为一步，格式转换为一步）1）数据解编和格式转换

解编的定义如下：按照野外采集的记录格式将地震数据检测出来，并将时序的野外数据转换为道序数据，然后按照炮和道的顺序将地震记录存放起来。

2）道编辑

道编辑的定义如下：对由于激发、接收或噪声因素产生的不正常的地震道进行处理，即对坏道和坏炮的剔除处理。

注：不能先进行道编辑再进行数据解编，预处理的工作顺序不能改变。

3）野外观测系统定义

2、影响反射振幅的因素：

地震记录的振幅不仅反映了地层界面的反射系数，而且还与地震波的激发、传

播和接收等因素有关。这些因素包括地震波的激发条件、接收条件、波前扩散、吸

收、散射、透射损失、微曲多次波、入射角的变化、波的干涉和噪声等。

3、球面扩散补偿、地层吸收补偿和地表一致性补偿的优缺点：

1）球面（波前）扩散能量补偿：

优点：振幅补偿物理意义明确，补偿后可以保持地震振幅的相对关系。

缺点：进行球面扩散补偿时，无法准确得到速度函数；记录中的噪声同时被放大。

2）地层吸收能量补偿：

优点：能够有效地层吸收等因素引起的反射振幅衰减，提高深反射层地震分辨率。

缺点：难以获得准确的地层品质因子；补偿后记录中的噪声同时被放大。

注：地层品质因子越小，对地震波的吸收作用越强，地震波振幅衰减越严重（干燥岩石衰减小，流体衰减大），地层吸收补偿效果越好。

3）地表一致性振幅补偿：

优点：能够有效消除因激发、接收和近地表因素引起的反射能量差异，补偿后保持了地震振幅的相对关系。

缺点：无法消除时变等振幅差异；补偿后记录中的噪声同时被放大。

第三章反褶积

1、地震记录的形成：地震记录等于子波与反射系数的褶积加上噪声。

2、在时间域上，由于地震子波存在一定延续时间，通过压缩子波长度（即子波延续时间）可以提高纵向分辨率；在频率域上，由于子波具有一定的主频和频宽，通过提高主频、拓宽频带可以提高纵向分辨率。

3、褶积模型适应条件：

1）反射界面是由一系列常速水平介质构成；

2）震源产生一个平面压缩纵波垂直反射界面入射，在此情况下，地震波在反射界面处不会产生转换横波；

3）地震波在地层中传播时，其波形保持不变，即地震波传播过程是波形是固定的。

4、地震子波求取方法：

1）直接观测法（不常用，只适用于海上地震勘探）

2）利用测井资料求子波的方法：

a、根据声波测井和密度测井资料得到声速曲线和密度曲线，因而求出声阻抗曲线，把深度