地震数据处理第六章：速度分析

第六章速度分析速度是地震勘探的重要参数，可用来解决：速度的概念：•平均速度•均方根速度•层速度•等效速度•叠加速度叠加速度是使反射波达到同相叠加的速度Va，其意义：真速度均方根速度等效速度第一节速度信息和判断准则一、速度信息水平界面反射波旅行时2220)(NMOvxtxt（6-1）其正常时差为02220-)(tvxtxtNMO（6-2）由以上两式可知，反射时间和正常时差是x、t0、VNMO的函数，说明记录中包含着速度信息。由于从记录中确定反射时间困难，不能应用（6-1）式求速度。固定t0，给定一系列速度，对CMP道集进行动校正、叠加。当叠加振幅最大时，即为所求速度。二、速度分析的判别准则设CMP道集中有N道记录，含一个同相轴，各道波形和振幅相同，达到时间不同，信号用S(t)表示，波的延续时间为T，随机噪声为n(t)，则地震道为：)()(tnttsfiii（6-3））（Ni,...,2,12220rmsiivxttttrttktttiii,离散化，得用采样间隔和将则（6-3）式改写为：)()(,knrksfkiiki，固定t0，给定一个速度，就可确定一条双曲线轨迹，为判别此轨迹的信号是否达到最佳估计，需要定义相应的准则。1、平均振幅能量准则2011MjNirjiifNE，（6-4）点数。为信号延续时窗内的样tTM当平均能量E达到最大值，表明是信号的最佳估计，对应速度即为所求。2、平均振幅准则MjNirjiifNA011，（6-5）与平均振幅能量是等价的，计算量小些。3、非归一化互相关准则准则为归一化互相关表示互相关系数，则非用做互相关运算，和对两道不同信号iirjirjiRffii,,1100,,11),,0(11NiNiikiiMjrjirjiNiNiivtRffMCii（6-6）4、归一化互相关准则110001100,20,2,,),,0(),,0(),,0()1(1)1(1NiNiikiikiikiiNiNiiMjMjrjiMjrjirjirjivtRvtRvtRNNffffNNKiiii（6-7）为零延迟互相关系数。其中，),,0(0kiivtR5、相关系数准则MjNirjiMjNirjiiifNfSc012201，，（6-8）6、判别准则的比较相关类准则较叠加类准则有更高的灵敏度，用相关类准则求速度谱，峰值明显，但抗干扰能力差。非归一化互相关起到突出强反射的作用；归一化互相关起到突出弱反射的作用。第二节速度谱速度谱是一个二维函数，它的自变量为反射波双程旅行时和反射波速度，函数值为叠加能量或相关系数。其图纵轴为时间，横轴为速度，函数值用等值线和颜色表示。按速度谱的函数值可分为叠加速度谱和相关速度谱。一、基本原理CDP道集速度正确同相轴校直速度偏大校正不足速度偏小校正过量速度谱计算步骤：（1）选择计算速度谱的地面控制点及相邻面元个数；（2）确定参考曲线和试验速度范围及速度增量；（3）按选定的准则计算速度谱；（4）解释速度谱。二、速度谱的显示三、影响速度分析的因素（1）炮检距范围—要求有足够大的范围。缺少近炮检距相当于缺少自激自收时间t0的约束，在信噪比偏低的情况下，会引起速度误差。道间时差在远炮检距比较明显，缺少远炮检距使不同速度的叠加能量差别很小，会降低速度的分辨率。（2）地层构造复杂地层构造，在相同的位置和时间上会有多个反射波，所以速度具有多值性，侧面反射和次生反射都会产生一定影响。（3）信噪比问题如果有效信号被淹没在噪声中，或线性干扰和多次波很强，则在速度分析前要作去噪处理。适当增加面元数量，会加强有效波能量，但不能忽视倾斜地层的影响。（4）其他因素静校正时差、波形一致性、振幅均衡、频带范围、切除、时窗宽度、速度间隔和速度范围。第三节辅助速度分析一、道集监控二、常速扫描叠加三、变速扫描叠加四、速度剖面显示与调整五、速度平面显示与调整六、沿层速度分析第四节交互速度分析人机交互：实际上，就是利用计算机图形显示功能，解释确定最佳的叠加速度。速度分析与速度谱原始记录去噪记录零相位反褶积记录零相位反褶积+子波反褶积记录DMO前（左）后（右）的叠加叠后时间偏移（左）与叠前时间偏移（右）振幅补偿前（左）后（右）的单炮SupergatherFormationVelocityAnalysisVolumeViewer/EditorVelocitySmoothing第五节：三维速度分析对简单构造，均匀、各向同性介质，将二维时距曲线由双曲线推广到双曲面，速度分析方法，与二维相同，选取平面上观测的道集，做叠加或相关速度谱实现。cossin1cosVVV221cossincoscoscos)(VVxV221(y)cossinsinsinVVV1)()(2222VyVVxVcossinsin对于复杂构造，三维时距曲面要复杂，如单层倾斜界面1、真倾角、视倾角、方位角的关系2、三维叠加速度的椭圆方程应用纵波地震资料研究地层裂隙基于NMO速度的裂缝检测方法在裂隙诱导的各向异性介质（EDA）中，设X1为对称轴方向，X2为垂直X1方向，X3垂直向下，引入Thomsen定义的参数，在[X1，X2]平面内，动校正速度公式为：进一步改写为：上式表明：在[X1，X2]平面内动校正速度的轨迹是一椭圆，Tsvankin(1997)研究认为：一般为负数，因此，动校正速度椭圆轨迹的短轴对应于EDA介质的对称轴方向，即垂直于裂缝走向，动校正速度椭圆轨迹的长轴平行裂缝的走向。sin2121VV2)1(22)2(22)(sin)(cos1nmonmonmoVVV基于纵波速度的裂缝检测方法基于纵波速度的裂缝检测方法倾角时差校正：（DMO）是一种消去由于地层倾角引起的时时差的方法，对均匀、各向同性、常速地层介质，做DMO后相当于水平层状介质的反射道集。在常规的速度分析基础上，将地震数据做DMO处理，即将共中心点面元转换为共反射点面元，再做速度分析，获得的速度成为DMO速度，更接近于均方根速度。第六节：层速度计算速度的类型与意义：平均速度均方根速度叠加速度层速度等效速度。10211121212niininiiiininRtVttVtV，，一、由均方根速度计算层速度设有n层水平层状介质，各层层速度为，层厚为，在各小层中单程垂直传播时间为：显然：第一层至第n层的均方根速度为：第一层至第n-1层的均方根速度为：iVihniVhtiii321，，nniiiniiniiinRtVttVtV，，01211222nRV、以上两式相减得:又最后得Dix公式：nniiniiininRnnRntVVtVtVtVt221121211020222，，，，2222100111100nnnnniiniinntttttttt，，，，1002110202100221102022nnnRnnRnnnnnnRnnRnttVtVtVttVVtVt，，，，，，，，，，，，二、复杂介质层速度计算射线追踪、模型迭代等算法实现