地震勘探原理06第五章多次覆盖法.

主讲：彭晓波地球物理与石油资源学院212#[e-mail]210:41:26地震勘探原理◙绪论◙第二章几何地震学◙第三章地震数据采集◙第四章地震勘探组合法◙第五章多次覆盖方法◙第六章地震波速度◙第七章地震勘探资料解释◙第八章几种专门的地震方法310:41:26◙本章要点1、共中心点叠加（道集）、共反射点叠加（道集）概念。2、多次覆盖压制多次波的原理。3、多次覆盖特性曲线及其性质4、多次覆盖压制随机干扰的原理。5、影响多次覆盖效果的因素及特征。第五章多次覆盖方法410:41:26第五章多次覆盖方法在前面我们介绍了共炮点观测系统，它是对地下反射界面只进行一次观测(连续观测)，这样得到的剖面叫单次覆盖的时间剖面。由于这种剖面信噪比低，往往不能满足解决地质问题的需要，很难准确提供钻井的位置。为了提高资料的精度，人们就设想既然对界面观测一次信噪比不高，能量不强。那我们是否可以对界面多观测几次，把它们进行某种处理后，再相加，这样不就提高了反射波的能量？因此，60年代在地震勘探中出现了共反射点多次叠加法，又称多次覆盖，它是对反射界面上的各个反射点进行多次观测，然后进行动校正，再把校正后的波动信号相加，这样得到的剖面叫多次覆盖的时间剖面。多次覆盖方法的提出？510:41:26第五章多次覆盖方法多次覆盖（共反射点法/共深度点法）CommonReflectionPointTechniques/CommonDepthPointTechniques多次覆盖技术的提出主要是为了消除多次波。野外采用多次覆盖的观测方法，在室内处理中采用水平叠加技术，最终得到水平叠加剖面。610:41:26第五章多次覆盖方法◙5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.1共中心点叠加和共反射点叠加CommonMidpointStack/CommonReflectionPointStack多次覆盖方法是在地面布置一系列具有共同中心点的震源与接收点，震源和接收点各在中心点一侧。各接收点上的纪录道称为共中心点叠加道。当反射界面水平时，是共反射点叠加；倾斜是，是共中心点叠加。若叠加道共有n道，叫做n次覆盖，n称为覆盖次数。710:41:26第五章多次覆盖方法共反射点道集中炮点和接收点倾斜界面时共中心点道集中炮点和接收点810:41:26第五章多次覆盖方法◙5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.2共中心点道集和共反射点道集CommonMidpointGather/CommonReflectionPointGather将共中心点道按炮检距大小排列起来，就是共中心点道集。共中心点道集中炮检距最短叠加道的炮检距叫做偏移距。11;;2,1•-;-;-;-xxxxNvsssndvxvNnd偏移道数偏移距道间距单边激发双边激发炮点距道数记录道数覆盖次数相邻炮点间距910:41:26第五章多次覆盖方法单边激发、4次覆盖、24个接收道1010:41:26第五章多次覆盖方法◙5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.3水平叠加剖面水平叠加剖面的用途构造解释地震偏移求取各种地震参数1110:41:26第五章多次覆盖方法◙5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.3水平叠加剖面水平叠加剖面的优点提高信噪比压制多次波压制随机干扰1210:41:26第五章多次覆盖方法◙5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.4共反射点时距曲线方程野外：一次激发，多道接收1310:41:26第五章多次覆盖方法◙5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.4共反射点时距曲线方程M:共中心点R：共发射点共反射点道集－－－D1,D2,D3,…道一点O1激发，多道接收-－－－可找到D11410:41:26第五章多次覆盖方法◙5.1多次覆盖的一些基本概念5.1.4共反射点时距曲线方程20241hxvt1510:41:26共反射点时距曲线共炮点时距曲线只反映界面上一个点t0是共中心点的垂直时间反映的是一段反射界面t0是激发点的垂直时间1610:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理叠加原理(StackPrinciple)：它是利用有效波(Signal)(一次反射波)和干扰波(Noise)(多次反射波)经正常时差校正(NormalMoveoutCorrection)后，存在着剩余时差(ResidualMoveout)的差异，来突出(Strengthen)有效波(一次反射波)，压制干扰波(SuppressNoise)(多次波)，提高资料信噪比的(RaiseDataRatioSignaltoNoise(S/N))1710:41:26第五章多次覆盖方法1810:41:261910:41:26第五章多次覆盖方法海底面多次波2010:41:26全程多次波时距曲线方程及其主要特点全程二次多次波2110:41:262210:41:26全程二次反射波时距曲线主要特点22222'sin2sinsin2sin4hhxxt1双曲线2t0’=2h’/v=2h.sin2φ/(v.sinφ)=t0.2sinφcosφ/(sinφ)=2t0cosφ≈2t03φ’=2φ2310:41:26全程m次反射波时距曲线主要特点1t0m’≈mt02φm’=mφ22222'sinsinsinsin4hmhxmxt2410:41:26多次波的剩余时差水平叠加方法主要是利用有效波和规则干扰波之间的剩余时差来压制干扰波。凡是不符合上述形式的波，都按上式进行动校正，都不一定校到to，而存在时差00202t)(共中心点道集校正到ttVxt2510:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差222220022200222002220,,:1412---:12dddddddxxtxhttvvtvxhvtxxtttvtvv水平界面均匀介质共反射点一次波时距曲线方程炮检距；水平界面深度；界面以上介质波速；共中心点上自激自收时间。多次波的时距曲线方程多次波速度2610:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差2022020220002220--211-2112ddddxtttttvxttttvvtttxttttvv把一个共反射点道集用一次波正常时差作动校正时，对一次波：对多次波：即多次波各叠加道的时间经正常时差校正后并不等于，与有个差值，称之为剩余时差，以表示：2710:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差多次波剩余时差概念示意图2810:41:26第五章多次覆盖方法2910:41:26第五章多次覆盖方法3010:41:26第五章多次覆盖方法3110:41:26第五章多次覆盖方法共中心点不是共反射点3210:41:26第五章多次覆盖方法3310:41:26第五章多次覆盖方法3410:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差0x1x2xixt0t1t2tiOiO2O1O1S2SiMRx1x2xit0t1t1t2tiV图6.1—45共反射点时距曲线共反射点时距曲线(CommonReflectPointTimeDistanceCurve)：(双曲线hyperbola)由于各接收点炮检距不同---即各道之间存在着正常时差(ExistinNormalMoveout)。3510:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差由于各接收点旅行时不同，所以叠加前必须进行动校正(校正到共中心点M处的反射时间)，这样才可达到同相叠加，否则，叠加后能量将变弱(非同相叠加)。txxt叠加动校正(a)一次反射波得到加强xtxt(b)多次反射波得到削弱图6.1—45共反射点叠加原理示意图3610:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理1多次波的剩余时差动校正时将产生两种情况(结果)：TwoResults(1)正常时差正好被校正掉，双曲线变成直线(t=t0直线)，不存在相位差(剩余时差)，叠加为同相叠加，结果振幅增强(一次反射波)。(2)正常时差校正不完全，双曲线变成曲线(不是直线)，各道间仍有相位差(存在剩余时差ExistinResidualMoveout)，叠加为不同相叠加，结果振幅变小(多次波，随机干扰)。注意：共反射点叠加法就是利用了这个特点3710:41:26第五章多次覆盖方法◙5.2多次覆盖压制多次波的原理2多次波的剩余时差特点(Character)1、剩余时差是二次曲线(抛物线)；2、剩余时差与X2成正比，即各叠加道剩余时差是不同的，叠加时为不同相叠加，总有一部分能量抵消，所以，叠加后能量总振幅小于单个能量振幅，从而压制了多次波。2220112dxttvv3810:41:26第五章多次覆盖方法◙5.3多次叠加的特性5.3.1多次叠加的特性：1211220()()()()ftgjwtttnftfttftftt某个波的振动函数是（炮检距为的道），它的频谱是，经按一次波动校正后各道的剩余时差是，，。121020()[]()()()()iijtjtftfttFTftegjwftegjw进行变换：0()()ijtiftegjw3910:41:26第五章多次覆盖方法1200()()()()()[]()()()()()()iiijwtjwtjwtjwtiFtftGjwGjwgiweeGjwgjweKjweKjwKjwKjwnwt化简得：记：多次叠加相当于一个线性滤波器。就是这个滤波器的特性，多次叠加对波形的改造作用可以由反映出来。我们可以看到，因子与原来信号的类型和波的到达时间无关，它只是叠加次数、频率和剩余时差的函数。112211()()()cossin()cossinnniiiinniiiiKjwKwKjwwtjwtKwwtwt多次叠加滤波特性是一个复数，它的模是多次叠加的振幅特性，4010:41:26第五章多次覆盖方法,,0()nn0()n0n()Pw()1PwniiitKwtKwtKwKw从上式可以看出对反射波来说最理想的情况是它的剩余时差，则。表明叠加后反射波增强了倍。对于其他的波来说，一定小于，这样叠加对于干扰波就起到相对削弱的作用。显然，振幅特性曲线在处有最大值，其数值等于叠加次数。为了便于对比分析不同叠加次数的叠加效果，令除以叠加次数得到叠加特性2211cossinnnniiiiwtwt4110:41:26第五章多次覆盖方法221122220221cos2sin2112iiiiiinniiiiiiidiitwtftTtaTiaPwaanxtqxtVVtqaT由于令式中：是道集内各叠加道的顺序，叫各叠加道参量，则有：因为多次波剩余时差即2/ixTqT对某一频率而言，多次波的叠加参量的变化规律为一上升的抛物线，其系数为。4210:41:26第五章多次覆盖方法2222222111cossiniiiixiixinnxiiiqxxqaxxTxTxqaTxKxaaKPwaKan式中是道间距。令称之为单位叠加参量，即当炮检距等于一个道间距时的叠加参量。又令，即炮检距所相当的道间距数的平方。这时则2xixiKKa表示多次波叠加效应与和的关系。4310:41:26第五章多次覆盖方法1.通放带：a1=0.707，aa12.压制带：低值区，平均值为1/n，acaac′，即波落入压制带就能得到最好的