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第二章 预处理及真振幅恢复

第二章 预处理及真振幅恢复. 第一节 预处理 一、数据解编 二、道编辑 三、野外观测系统定义 第二节 真振幅恢复 一、波前扩散能量补偿 二、地层吸收能量补偿. 第一节 预处理. 一、数据解编 （ 1 ）野外数据格式： ① SEG-D ② 时序 （ 2 ）解编：将时序变为道序 （ 3 ）解编后数据格式： SEG—Y 地震资料数字处理输入 / 输出均为 SEG-Y. SEG_Y 格式：. 卷头 (4 字节 / 字 , 共 100 字） :. 道头 (4 字节 / 字 , 共 60 字） :.

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第二章 预处理及真振幅恢复

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Presentation Transcript

  1. 第二章 预处理及真振幅恢复 第一节 预处理 一、数据解编 二、道编辑 三、野外观测系统定义 第二节 真振幅恢复 一、波前扩散能量补偿 二、地层吸收能量补偿

  2. 第一节 预处理 一、数据解编 （1）野外数据格式： ① SEG-D ② 时序 （2）解编：将时序变为道序 （3）解编后数据格式：SEG—Y 地震资料数字处理输入/输出均为SEG-Y

  3. SEG_Y 格式： 卷头(4字节/字,共100字）: 道头(4字节/字,共60字）: 40行说名信息(80字符/行,共3200字节) 卷头信息 (共400字节) 第一道的道头信息(共240字节) 第一道的地震数据 (常为IBM浮点格式) 第二道的道头信息(共240字节) 第二道的地震数据 (常为IBM浮点格式) …… END Of File (EOF)

  4. 第一节 预处理 • 二、道编辑（Trace Editing） • 去废炮、废道、极性反转、异常值剔除 • 可以在定义观测系统之后，利用统计方法进行道编辑。 • 在ProMax中可用如下方法进行道编辑： • Trace Kill Using Trace Statistics（道统计/道估计） • Trace Kill Percentages Using Ensemble Statistics（道集统计）

  5. Trace Kill Using Trace Statistics • Trace Statistics calculates up to eight different statistics within a specified window on each input trace. • ① Average trace energy • ② Average first break （初至波）energy • ③ Average pre-first break （前初至）energy • ④ Average pre-first break frequency • ⑤ Spikiness（脉冲）: the ratio of maximum magnitude sample to trace • signal amplitude • ⑥ Dominant frequency（主频） based on a count of zero crossings • within a signal window • ⑦ Frequency deviation（频率偏差） based on statistical scatter（离散） • of frequency estimates • ⑧ Estimated trace energy decay rate（能量衰减率）, in db. 如：TRC_AMPL: 0 - 6e27 AMPDECAY: -190 - +80 db/sec FRQ_PEAK: 26 - 125 Hz

  6. 第一节 预处理 三、野外观测系统定义—最基础、最重要的工作。 将炮点坐标（x,y,z）、井深、检波点坐标（x,y,z）、埋深、Inline，xline、等信息写入道头，以便抽取各种道集（共炮点、共接收点、共中心点、共偏移距） 要用到的资料：采集班报、测量资料、低速带资料、 观测系统、静校正数据、SPS文件等资料。 SPS文件中的部分数据：

  7. R file 静校正量 埋深 Line Line Line Line Line Line Line X坐标 高程 线号 接收点桩号 检波器

  8. S file 可控震源 Line Line Line Line 炮点桩号 炮线号 X、Y坐标

  9. X file 炮线号 接收线号 FFID 炮点桩号 起止桩号 磁带号 起止道号

  10. V V V V V V

  11. Migration Velocity Analysis Methodolgy 方法学(#1)

  12. 第二节 真振幅恢复 包括：波前扩散能量补偿，地层吸收能量补偿， 地表一致性能量调整。 地震记录的振幅不仅与反射界面的反射系数有关，还与地震波的激发、传播和接收等因素有关。 激发条件：井深、药量、药包形状、岩性、藕合关系等。 接收条件：根据干扰波特性（频率、波长、传播方向、强度）设计不同的接收参数（检波器类型、数量、串并连方式、组合图形）。 波前扩散、地层吸收、散射、透射损失、微曲多次波、入射角的变化、波的干涉和噪声。

  13. 一、波前扩散能量补偿 目的：尽可能对地震波能量的衰减和畸变进行补偿和校正。 激发地震波，总能量是一定的，波前面随传播距离r增加，不断扩张，单位面积的能量密度不断减少；地震波振幅随r增大，不断减小，称为波前扩散。 1、均匀介质的波前扩散 在均匀介质中，波前面是以震源为中心的球面。 能量密度： （1） 式中，E为总能量；r为球面半径，即传播距离； v为传播速度；t传播时间。

  14. 设单位距离r=1处的波前能量密度为： （2） 则两式之比为： 任意时刻t的波前面能量密度，相对单位距离处能量密度而言，与距离平方成反比。

  15. 由于地震波振幅与能量密度的平方根成正比，因而得任意t时刻的地震波振幅A与离开震源单位距离处的振幅A0之比Dd为：由于地震波振幅与能量密度的平方根成正比，因而得任意t时刻的地震波振幅A与离开震源单位距离处的振幅A0之比Dd为： 均匀介质中波前扩散引起的振幅衰减因子称为波前扩散因子。 波前扩散补偿：

  16. 2、层状介质的波前扩散 波前面不是球面；衰减规律与均匀介质衰减规律不同。 假设地下有n层，hi、vi为第i层的厚度和速度。由S 发出的地震波SP在第n层底面反射后，到达接收点G，入射角θs，反射波出射角θr，炮检距x。与SP相邻取一射线SP’，入射角增量δθs，炮检距增量δx。 若用Ai表示入射波在震源附近半径为r的球面上的振幅，Ar为接收点G处波前面上的振幅，Si为入射线SP和SP’绕通过震源的铅直线旋转、距离震源半径r的球面上的环形面积，Sr为反射线绕通过震源的铅直线旋转、在反射波波前所夹的环形面积。由于通过Si的能量将全部流过Sr（不考虑其他能量损失），地震波振幅与其能量所流过面积的平方根成反比，得到：

  17. 由图2-5知： 因此，得到： 如果震源和接收点都在第一层介质中，由于各层都是水平的，则θs=θr=θ1，取r=1单位距离，得到 Dd为从震源到达炮检距x的接收点的反射波、由波前扩散形成的振幅衰减因子。

  18. 考虑速度是随深度变化的函数v(z)，对任意一条射线，其反射波出射点到炮点的距离为：考虑速度是随深度变化的函数v(z)，对任意一条射线，其反射波出射点到炮点的距离为： P为射线参数 对以上两式分别求导，可得到水平层状介质情况下的波前扩散因子为

  19. 当地震波沿垂直界面方向入射和传播时，即零炮检距的层状介质波前扩散因子：当地震波沿垂直界面方向入射和传播时，即零炮检距的层状介质波前扩散因子： 将均方根速度 代入上式，得 式中 t—垂直入射的反射波旅行时； v1—第一层介质的速度； vrms—旅行时t的均方根速度。

  20. 第二节 真振幅恢复 二、地层吸收能量补偿 岩层并非完全弹性，地震波传播时，部分弹性能量转化为热能被消耗，使地震波振幅产生衰减，此现象称为吸收。 1、均匀介质的吸收 地震波振幅随r增大，呈指数衰减。 式中

  21. 由岩层吸收引起的振幅衰减因子为： 式中 t—地震波传播r距离的旅行时； β—介质的衰减系数。

  22. 实际处理中常用品质因子Q来描述地震波的衰减，其意义是地震波传播一个波长λ，原能量E与所耗能量ΔE之比，即实际处理中常用品质因子Q来描述地震波的衰减，其意义是地震波传播一个波长λ，原能量E与所耗能量ΔE之比，即 将上式展开，舍去高次项，得品质因子与吸收系数的关系为

  23. 由品质因子表示的衰减因子为： 可见在非完全弹性介质中，地震波的高频成分比低频成分衰减得要快。

  24. 2、层状介质的吸收 设地下有n层水平层状介质，第i层的品质因子为Qi，速度Vi，传播时间ti。则地震波通过第i层时，该层的吸收因子为： 当地震波相继通过 n 层时，整个地层的吸收因子为：

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