地震数据处理第三章：反褶积PPT优秀课件
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反 射 系 数 剖 面 地 震 剖 面
17
（a）由声波测井速算度出的层
（b）由测井数据射算系出 (随 数的深反度)变化
（c）随时间变化数的反射系
18
19
第三章 反褶积
3.1、反褶积及褶积模型
3.2、反滤波
3.3、最佳维纳滤波与最小平方反褶积
3.4、脉冲反褶积
3.5、预测反褶积
3.6、子波整形反褶积
反滤波本质上是一种频率滤波。从数 学上看，它是一种褶积运算，故称反褶积。
2
反褶积处理： 是常用处理方法之一。可以用于叠前
和叠后，也可以多次使用。 作用：
压缩地震子波，提高分辨率。 可以压 制多次波和短周期鸣震等干扰，提高地震 资料信噪比。
3
震源爆炸使地下介质形成三个区域：
震源爆炸产生尖脉 冲传播到弹性区起始 边界时，已经变成了 有一定延续时间的稳 定波形——地震子波。
i(t)—仪器响；应
而 fg(t)(t)*g(t)—大地滤；波器
fd(t)d(t)*i(t)—接 收 滤.波 器 6
•干扰波是由非激发干扰（次生）no(t) 、背景噪声 n1 (t )及规则（或称相干）（由激发产生）干扰 N (t ) 叠加而成:
n (t) n 0 (t) n 1 (t) N (t) (-3 5)
5
地震子波 b(t同) 震源子波 o，(t )其概念是有区别的，
它与许多因素有关。根据地震波传播过程中影响因素 的不同，地震子波可描述为：
b(t)o(t)*g(t)*(t)*d(t)*i(t)
o(t)*fg(t)*fd(t)
(3 -4)
式中 o(t)—震源子；波 g(t)—地层响；应
(t)—透射响；应 d(t)—地面接收；响应
地层对震源脉冲的改造作用，相当于对 它进行了一次低通滤波，此滤波器常称为 大地滤波器。
4
假设震源脉冲在地下介质中传播未受大 地改造，脉冲信号入射到分界面、反射信号 返回地面，被检波器接收、传输到仪器被记 录下来。如果接收系统未对震源脉冲进行改 造，则地震记录为反射系数序列：
反褶积就是要获得未经系统作用的地震波形。
第三章 反褶积
3.1、反褶积及褶积模型
3.2、反滤波
3.3、最佳维纳滤波与最小平方反褶积
3.4、脉冲反褶积
3.5、预测反褶积
3.6、子波整形反褶积
3.7、同态反褶积
3.8、地表一致性反褶积
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3.1、反褶积及褶积模型
一、反褶积的概念
反褶积又称反滤波。为了消除大地滤 波及接收系统滤波对地震数据的影响而作 出的滤波处理。
x(t)s(t)*w (t)* e(t) 其中：
s(t) —扫描信号 w(t) —基本子波 e(t) —反射系数序列
13
③仿真褶积模型
s ( t , x ) [ ( t ) * T 1 ( T , ) * M ( t , x ) S ( t ) ] * T 2 ( t , L . ) * R ( t , x ) * b ( t ) I N ( t )
3.7、同态反褶积
3.8、地表一致性反褶积
20
3.2 反滤波 一、反滤波的概念 1、概念
21
2、反子波
假定地震记录不含干扰，即
x(t)b(t)*(t) (-3 1)
对应的频域形式
X()B ()() (-36)
令 A()B(1)
(3-7)
则可得到
()A ()X () (-3 8)
22
写成时域形式为：
14
为了把地震子波压缩成尖脉冲（必需去掉大地 滤波器的作用），使地震记录变为反射系数序列， 出现了各种反褶积方法，而实际处理结果 往往不如人愿。其原因有三：
①地震记录已知，地震子波未知，求反射 系数序列，必须有若干假设条件限定解的 唯一性，否者是多解的；假设条件与实际 情况越接近，反褶积效果越好。
x(t)b(t)*(t)
（3-1）
加噪模型：
x (t) b (t)* (t) n (t) （3-2）
其中：
x(t) 地震记录
b(t) 地震子波
(t) 反射系数序列
n(t) 噪声
10
反褶积的假设条件：
（1）地下地层是水平层状介质； （2）地震波是垂直入射反射的平面波； （3）地震子波在传播过程中保持波形不变； （4）地震记录中无噪声； （5）地震子波已知； （6）反射系数序列为白噪序列； （7）地震子波是最小相位的。
(t)a (t)*x(t) (- 3 9)
规则干扰 N (t分) 两类：
一类与地质构造有关，包括多次波、转换波、 绕射波、伴随波、折射波、瑞利波、勒夫波和斯通 利波等,这类波在特定的条件下可转化为有效波;
另一类与地质构造无关,如水中震鸣、气泡效应、 地表及海面散射等 (也包括地下震鸣、薄层微曲多 次波)。实际处理时,要根据不同的勘探情况,分别对 待。
若假设条件与实际不吻合，势必会造成褶积模型与实际 地震记录存在一定差异。
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改进模型： ①海上“特征反褶积”模 型
x(t)s(t)* w (t)* e(t)
其中：
s(t)—海水表面附近记的录震下源来子波 w(t)—包括地层传播影录响系和统记响应的未知子波 e(t)—反射系数序列
12
②沙漠地区可控震源地震记录模型
15
②反褶积方法依赖地震记录的褶积模型， 模型中地震子波是大地滤波器的脉冲响应， 而大地滤波的作用复杂，模型不太可靠。 只有先彻底解决正演问题，才能使反褶积 得到发展。
③反褶积方法可能会提高噪声水平，有必 要同时发wenku.baidu.com提高分辨率及信噪比的方法。
反褶积方法很多，有些（如最大熵、卡尔曼、 时变Q等）未能在常规处理中获得一席之位。
7
反褶积的关键 是如何设计一个反滤波器去抵消另一
个滤波器的作用。
设计反滤波器的方法：统确计定性性方方法法
8
由已知地震子波计算反褶积算子，称 确定性反褶积，主要用于去除记录系统 的响应、海上震源子波反褶积等方面；
通过统计方法求取最佳反褶积算子， 如脉冲反褶积、预测反褶积等。
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二、褶积模型
理想模型：
其中：
s(t, x) 偏移距为x的地震记录； (t) 垂直入射时的反射系数序列； T1(t, ) 多次波效应(为其周期)； M (t, x) 炮检距对时差的影响； SL(t) 排列损失或球面扩散效应； T2(t, ) 时变吸收或非弹性衰减效应； RI(t, x) 与炮检距有关的浅层混响效应和记录系统的影响； b(t) 震源子波； N(t) 全部附加噪声（包括规则的和随机的）。
反 射 系 数 剖 面 地 震 剖 面
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（a）由声波测井速算度出的层
（b）由测井数据射算系出 (随 数的深反度)变化
（c）随时间变化数的反射系
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19
第三章 反褶积
3.1、反褶积及褶积模型
3.2、反滤波
3.3、最佳维纳滤波与最小平方反褶积
3.4、脉冲反褶积
3.5、预测反褶积
3.6、子波整形反褶积
反滤波本质上是一种频率滤波。从数 学上看，它是一种褶积运算，故称反褶积。
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反褶积处理： 是常用处理方法之一。可以用于叠前
和叠后，也可以多次使用。 作用：
压缩地震子波，提高分辨率。 可以压 制多次波和短周期鸣震等干扰，提高地震 资料信噪比。
3
震源爆炸使地下介质形成三个区域：
震源爆炸产生尖脉 冲传播到弹性区起始 边界时，已经变成了 有一定延续时间的稳 定波形——地震子波。
i(t)—仪器响；应
而 fg(t)(t)*g(t)—大地滤；波器
fd(t)d(t)*i(t)—接 收 滤.波 器 6
•干扰波是由非激发干扰（次生）no(t) 、背景噪声 n1 (t )及规则（或称相干）（由激发产生）干扰 N (t ) 叠加而成:
n (t) n 0 (t) n 1 (t) N (t) (-3 5)
5
地震子波 b(t同) 震源子波 o，(t )其概念是有区别的，
它与许多因素有关。根据地震波传播过程中影响因素 的不同，地震子波可描述为：
b(t)o(t)*g(t)*(t)*d(t)*i(t)
o(t)*fg(t)*fd(t)
(3 -4)
式中 o(t)—震源子；波 g(t)—地层响；应
(t)—透射响；应 d(t)—地面接收；响应
地层对震源脉冲的改造作用，相当于对 它进行了一次低通滤波，此滤波器常称为 大地滤波器。
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假设震源脉冲在地下介质中传播未受大 地改造，脉冲信号入射到分界面、反射信号 返回地面，被检波器接收、传输到仪器被记 录下来。如果接收系统未对震源脉冲进行改 造，则地震记录为反射系数序列：
反褶积就是要获得未经系统作用的地震波形。
第三章 反褶积
3.1、反褶积及褶积模型
3.2、反滤波
3.3、最佳维纳滤波与最小平方反褶积
3.4、脉冲反褶积
3.5、预测反褶积
3.6、子波整形反褶积
3.7、同态反褶积
3.8、地表一致性反褶积
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3.1、反褶积及褶积模型
一、反褶积的概念
反褶积又称反滤波。为了消除大地滤 波及接收系统滤波对地震数据的影响而作 出的滤波处理。
x(t)s(t)*w (t)* e(t) 其中：
s(t) —扫描信号 w(t) —基本子波 e(t) —反射系数序列
13
③仿真褶积模型
s ( t , x ) [ ( t ) * T 1 ( T , ) * M ( t , x ) S ( t ) ] * T 2 ( t , L . ) * R ( t , x ) * b ( t ) I N ( t )
3.7、同态反褶积
3.8、地表一致性反褶积
20
3.2 反滤波 一、反滤波的概念 1、概念
21
2、反子波
假定地震记录不含干扰，即
x(t)b(t)*(t) (-3 1)
对应的频域形式
X()B ()() (-36)
令 A()B(1)
(3-7)
则可得到
()A ()X () (-3 8)
22
写成时域形式为：
14
为了把地震子波压缩成尖脉冲（必需去掉大地 滤波器的作用），使地震记录变为反射系数序列， 出现了各种反褶积方法，而实际处理结果 往往不如人愿。其原因有三：
①地震记录已知，地震子波未知，求反射 系数序列，必须有若干假设条件限定解的 唯一性，否者是多解的；假设条件与实际 情况越接近，反褶积效果越好。
x(t)b(t)*(t)
（3-1）
加噪模型：
x (t) b (t)* (t) n (t) （3-2）
其中：
x(t) 地震记录
b(t) 地震子波
(t) 反射系数序列
n(t) 噪声
10
反褶积的假设条件：
（1）地下地层是水平层状介质； （2）地震波是垂直入射反射的平面波； （3）地震子波在传播过程中保持波形不变； （4）地震记录中无噪声； （5）地震子波已知； （6）反射系数序列为白噪序列； （7）地震子波是最小相位的。
(t)a (t)*x(t) (- 3 9)
规则干扰 N (t分) 两类：
一类与地质构造有关，包括多次波、转换波、 绕射波、伴随波、折射波、瑞利波、勒夫波和斯通 利波等,这类波在特定的条件下可转化为有效波;
另一类与地质构造无关,如水中震鸣、气泡效应、 地表及海面散射等 (也包括地下震鸣、薄层微曲多 次波)。实际处理时,要根据不同的勘探情况,分别对 待。
若假设条件与实际不吻合，势必会造成褶积模型与实际 地震记录存在一定差异。
11
改进模型： ①海上“特征反褶积”模 型
x(t)s(t)* w (t)* e(t)
其中：
s(t)—海水表面附近记的录震下源来子波 w(t)—包括地层传播影录响系和统记响应的未知子波 e(t)—反射系数序列
12
②沙漠地区可控震源地震记录模型
15
②反褶积方法依赖地震记录的褶积模型， 模型中地震子波是大地滤波器的脉冲响应， 而大地滤波的作用复杂，模型不太可靠。 只有先彻底解决正演问题，才能使反褶积 得到发展。
③反褶积方法可能会提高噪声水平，有必 要同时发wenku.baidu.com提高分辨率及信噪比的方法。
反褶积方法很多，有些（如最大熵、卡尔曼、 时变Q等）未能在常规处理中获得一席之位。
7
反褶积的关键 是如何设计一个反滤波器去抵消另一
个滤波器的作用。
设计反滤波器的方法：统确计定性性方方法法
8
由已知地震子波计算反褶积算子，称 确定性反褶积，主要用于去除记录系统 的响应、海上震源子波反褶积等方面；
通过统计方法求取最佳反褶积算子， 如脉冲反褶积、预测反褶积等。
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二、褶积模型
理想模型：
其中：
s(t, x) 偏移距为x的地震记录； (t) 垂直入射时的反射系数序列； T1(t, ) 多次波效应(为其周期)； M (t, x) 炮检距对时差的影响； SL(t) 排列损失或球面扩散效应； T2(t, ) 时变吸收或非弹性衰减效应； RI(t, x) 与炮检距有关的浅层混响效应和记录系统的影响； b(t) 震源子波； N(t) 全部附加噪声（包括规则的和随机的）。