地震数据处理方法

1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。为了消除球面扩散的影响，只需A0=Ar*r即可，此即为几何扩散校正，13、反滤波(又称反褶积):为了从与干扰混杂的地震讯息中把有效波提取出来，则必须设法消除由于水层、地层等所形成的滤波作用，按照这种思路所提出的消除干扰的办法称为反滤波，即把有效波在传播过程中所经受的种种我们不希望的滤波作用消除掉。14、校正不足或欠校正：如果动校正采用的速度高于正确速度，计算得到的动校正量偏小，动校正后的同相轴下拉。反之称为校正过量或过校正。15、动校正:消除由于接受点偏离炮点所引起的时差的过程，又叫正常时差校正。16、剩余时差：当采用一次波的正常时差公式进行动校正之后，除了一次反射波之外，其他类型的波仍存在一定量的时差，我们将这种进过动校正后残留的时差叫做剩余时差。217、速度谱:把地震波的能量相对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速度谱。18、射线追踪：19、水平叠加:将不同接收点接收到得来自地下同一反射点的不同激发点的信号，经动校正后叠加起来，这种方法可以提高信噪比，改善地震记录的质量，特别是压制一种规则干扰波效果最好。20、叠加速度:对一组共反射点道集上的某个同相轴，利用双曲线公式选用一系列不同速度来计算各道的动校正量，对道集内各道进行动校正，当取某一个速度能把同相轴校成水平直线（将得到最哈的叠加效果）时，则这个速度就是这条同相轴对应的反射波的叠加速度。21、沿层速度分析：为了研究沿着某一个反射层的叠加速度变化情况，可以沿着这个反射层，以反射层在叠加剖面上的t0时间为中心取一时窗，进行叠加速度分析，这种速度分析方法称为沿层速度分析。它可以提供叠加速度横向变化的详细资料，改善叠加剖面质量。22、静校正:把由于激发和接收时地表条件变化所引起的时差找出来，再对其进行校正，使畸变了的时距曲线恢复成双曲线，以便能够正确地解释地下的构造情况，这个过程叫做静校正。23、波场延拓（也称外推）：由波场u（x,z=0,t）推算波场u（x,z,t）的过程。或是利用地面记录的波场，通过运算，得到地下某个深度上地震波场的过程。成像：由u（x,z,t）计算u（x,z,0）的过程。或是利用延拓后的波场值得到该深度的反射位置和反射强度的过程。24、圆弧叠加法：叠加剖面上每一个脉冲的偏移响应轨迹为偏移剖面上的一个半圆，偏移响应在半圆轨迹上的振幅与输入脉冲的振幅成正比，进行时深转换后，沿着x方向做半圆，相交段处的同相轴就反映了了地层真实位置和形态。25、相关:定量地表示两个函数之间相似程度的一种数学方法。26、自相关:表示波形本身在不同相对时移值时的相关程度。（一个时间信号与自身的互相关）27、环境噪音:由自然条件或环境（如风吹草动、工业交流电的干扰等）造成的对地震波有效信号的干扰。28、有效信号:野外地震工作想要得到的含有地下地质信息的地震信号。29、振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离，在数值上等于最大位移的大小。30、共中心点:在不同激发点、不同接收点的记录中具有公共炮检的点。31、共深度点:不同炮点、检波点，经动校正后能反映地下同一点的信息，此点即为共深度点。32、绕射：当地震波通过弹性不连续地间断点（如断层、地层尖灭点或地层不整合面的凸起点）时，按照惠更斯原理，在这些凸起点上会形成新的震源，产生新的扰动向弹性空间四周传播，这种波在地震勘探中叫绕射波，这种现象称为绕射。33、偏移：在水平叠加时间剖面上显示出来的反射点位置是沿地层下倾方向偏离了反射点的真实位置的，这种现象就称为偏移。地震剖面的偏移归位，就是把水3平叠加剖面上偏移了的反射层，进行“反偏移”，使地层的真实位置形态得到恢复，有时常常把这一工作也称为“偏移”。34、切除：对记录中不希望保留的部分进行充零处理。包括初至切除和动校正拉伸切除35、剩余静校正：由于低速带的速度和厚度在横向上的变化，使野外表层参数不精确，导致野外静校正后，爆炸点和接收点的静校正量还残存着或正或负的误差，即剩余静校正量，对其误差进行的校正称为剩余静校正。36、波动方程：描述波在弹性介质中传播的微分方程。37、地震信号：震源激发后，有检波器接收到的反映地下情况的信息。38、均方根速度：把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似地当做双曲线，求出的速度。39、、AVO：通过研究地震反射波振幅随炮检距的变化特征来探讨反射系数响应随炮检距的变化，进而确定反射界面上覆、下伏介质的岩性特征及物性参数的方法。40、DM：消除由地层倾角引起的倾角时差的方法。41、增益：由于地震波能量由浅至深衰减很快，为将这些能量全部记录下来，通常在地震仪的放大器中设置了“增益控制”，在浅层用小的放大倍数，深层用大的放大倍数，扩大地震信号的过程叫做增益。42、最大相位：对于一组信号bn,其z变换的根在单位圆内，且能量集中在序列的后部，则bn是最大相位的。43、最小相位：对于一组信号bn,其z变换的根在单位圆外，且能量集中在序列的前部，则bn是最小相位的。44、混合相位：对于一组信号bn,其z变换的根在单位圆内、外都有，且能量集中在序列的中部，则bn是混合相位的。44、零相位：相位谱为零的信号是零相位的。45、反射波：当界面两边介质的波阻抗不同时，波在界面处会发生反射，形成反射波。46、面波：在地表与空气接触的自由表面或在不同弹性的介质分界面上产生的一些特殊的沿界面附近介质传播的波。47、折射波：当滑行波沿界面传播时，必然引起界面上质点的振动，按照惠更斯原理，滑行波经过界面的每一点看作是一个新震源，由于界面两侧的介质存在着弹性关系，因此滑行波沿界面传播时，在上覆介质中将产生新波，即折射波，又称为首波。48、直达波：从震源出发沿测线传播直接到达检波点的波。49、反射系数：反射振幅与入射振幅的比值。50、模拟记录：把地面振动情况，以模拟的方式录制在磁带上。一、简答：1、什么是地震资料数字处理？为什么有进行地震资料数字处理？以及它的主要流程包括哪些内容？答：地震数据处理是在室内利用数字计算机对所采集的地震数据进行谷中数字处理；它的目的是提高地震数据的信噪比、分辨率和保真度，并对地下构造和地质体成像，以便于进行地质解释。地震资料数字处理主要流程：输入→定义观测系统→数据预处理（废炮道、预滤波、反4褶积）→野外静校正→速度分析→动校正→剩余静校正→叠加→偏移→显示。2、一维数字滤波有哪些种类，它的原理分别是什么？为何要进行二维滤波以及如何进行二维滤波？答：一维滤波分为：一维频率域滤波和一维时间域滤波（也叫褶积虑波）。前者原理是：图1-8后者原理是：式1-66.褶积虑波的物理意义相当于把地震信息x(t)分解为起始时间、极性、振幅各不相同的脉冲序列，令这些脉冲按时间顺序依次通过滤波器，这样在滤波器的输出端就得到对输入脉冲序列的脉冲响应，这些脉冲响应有不同的起始时间、极性、和振幅（这个振幅是与引起它的输入脉冲响应成正比的），将它们叠加起来就得到滤波后的x^(t).因为一维滤波存在以下缺点：单独的频率域滤波和波数域滤波都存在不足，它们在进行滤波时改变了波剖面的形状，而波数域滤波时改变了振动图的形状。只有根据两者的联系组成频率--波数域滤波才能得到在所希望的频率间隔内，视速度为某一范围的有线波得到加强，同时对干扰波进行压制。如何进行二位滤波：3、预处理有哪些工作？以及真振幅恢复的目的？答：预处理主要包括数据解编、格式转换、道编辑、观测形同定义等。因为地震数据是按各道同一时刻的样点值成列排放的，解编就是将数据重排成行。真振幅恢复的目的：是尽量对地震波能量的衰减和畸变进行补偿和校正，主要包括波前扩散能量补偿，地层吸收能量补偿和地表一致性能量调整。4、何为反滤波？目的是什么？反滤波过程是什么？答：反滤波也叫反褶积，是压缩地震记录中的地震子波，压制鸣震和多次波以提高地震的垂直分辨率的处理过程。反滤波的实现：将反子波作为反滤波的滤波因子，与输入的地震记录褶积，既可得到反射系数序列。当地震子波是最小相位时，其反子波也是最小相位的，这时反滤波的滤波因子系数为收敛序列，反滤波器才是稳定的。图3-6和图3-8.5、地震子波如何求取以及需用哪些假设？①直接观测法，知适用于海上地震勘探。5②自相关法：选取记录质量高的一段，取时窗起点为时间起点，长度为T。假设反射系数r（t）为白噪声且地震子波w（t）是最小相位的和满足稳定性条件。或者地震子波不是最小相位，而是零相位，则需满足反射系数为白噪声。③多项式求根法：假设地震子波是最小相位，反射系数为白噪声。④利用测井资料求子波：要求有良好的声波测井和密度测井资料，并有井旁质量较高的地震记录。⑤对数分解法：假设地震记录是地震子波与反射系数褶积的结果；对数谱序列平均法：假设各地震记录道上的地震子波是相同的；各道的反射系数是随机分布的；各道的噪声也是随机分布的。6、何为最佳维纳滤波（又称最小平方滤波）？地表一致性反褶积的目的以及如何实现地表一致性反褶积？答：最佳维纳滤波原理：滤波器实际输出与期望输出的误差平方和为最小的情况下，确定滤波器的滤波因子，也称为最小平方滤波。地表一致性反褶积的目的在于消除由于近地表条件的变化对地震子波波形的影响。过程：首先，对每个频率ω解出各振幅成分，将所有的频率ω的结果合并在一起，得到各振幅谱成分，然后对各振幅成分取指数并进行傅立叶反变换得到各谱成分所对应的时间函数。这时地表一致性脉冲反褶积因子就是Si（t）*Gi（t）*Hi（t）的最小相位的逆。利用这个反褶积因子对全部数据中的每一道地震记录Xij（t）进行反褶积，就消除地表条件不一致性所带来的地震波形的变化，得到地表一致性反褶积结果。7、何为动校正及叠加？目的是什么？何为“动”？动矫正模型有哪些？答：动校正：将不同炮检距的反射时间校正到零炮检距反射时间的过程就叫做动校正。叠加的目的是压制干扰，提高地震数据的信噪比。动校正的目的是消除炮检距对反射波旅行时的影响，校平共深度点反射波时距曲线的轨迹，增强利用叠加技术压制干扰的能力，减小叠加过程引起的反射波同相轴畸变。“动”是指同一地震道上不同反射时间的动校正量不同。模型有：水平层