數(shù)字處理復(fù)習(xí)

1、地震資料數(shù)字處理復(fù)習(xí)地震資料數(shù)字處理圍繞以下三方面工作：1、提高信噪比；2、提高分辨率；3、提高保真度。一、提高信噪比的處理1、原理 利用噪聲和信號(hào)在時(shí)間、空間、頻率和其他變換域中的分布差異，設(shè)計(jì)濾波因子，將噪聲進(jìn)行壓制。2、處理順序 提高信噪比包含消除噪聲和增強(qiáng)信號(hào)兩部分內(nèi)容。 消除噪聲一般在疊前的各種道集上進(jìn)行，主要針對規(guī)則干擾如多次波和面波等， 增強(qiáng)信號(hào)一般在疊后剖面上進(jìn)行，主要針對隨機(jī)噪聲。3、隨機(jī)噪聲 是指沒有固定的頻率、時(shí)間、方向的振幅擾動(dòng)和震動(dòng)，其成因大致是來自環(huán)境因素、次生因素和儀器因素，其中次生干擾的強(qiáng)度與激發(fā)能量有關(guān)。 隨機(jī)噪聲在記錄上表現(xiàn)為雜亂無章的波形或脈沖，在頻率上分

2、布寬而不定，在空間上沒有確定的視速度。 隨機(jī)噪聲的隨機(jī)性與道間距有關(guān)，如果道間距減小到一定程度，許多隨機(jī)噪聲表現(xiàn)出道間的相干性，當(dāng)?shù)谰啻笥陔S機(jī)噪聲的相干半徑才表現(xiàn)出隨機(jī)性。4、一維濾波器 頻率濾波器是根據(jù)信號(hào)和噪聲在頻率分布上的差異而設(shè)計(jì)時(shí)域或頻域一維濾波算子。它壓制通放帶以外的頻率成分，保留通放帶以內(nèi)的頻率成分。 Gibbs現(xiàn)象是由于頻率域的不連續(xù)或截?cái)嗾`差引起的，通放帶和壓制帶之間設(shè)置過渡帶可克服此現(xiàn)象，設(shè)計(jì)濾波器就是控制過度帶的形狀和寬度。5、二維濾波器 二維濾波是根據(jù)有效信號(hào)和相干噪聲在視速度分布上的差異，來壓制噪聲或增強(qiáng)信號(hào)。通常用來壓制低視速度相干噪聲，在f-k平面上占據(jù)低頻高波數(shù)

3、區(qū)域。 二維濾波比較容易產(chǎn)生蚯蚓化現(xiàn)象，而且混波相現(xiàn)象明顯，在空間采樣條件不滿足或陡傾角的情況下受到空間假頻的影響，一般常用于壓制一些規(guī)則干擾，如面波和多次波等。6、頻率-波數(shù)域二維濾波實(shí)現(xiàn)步驟：（1）把時(shí)間和空間窗口里的數(shù)據(jù)變換到f-k域；（2）在f-k域，通過外科切除，按徑向扇形劃分壓制區(qū)C(乘振幅置零)、過渡區(qū)S（乘振幅置0至1變化）、通放區(qū)P (乘振幅置1) ；（3）從f-k域反變換到t-x域。7、相干噪聲（存在于炮集、道集或共接收點(diǎn)記錄上，具有線性同相軸，其視速度與有效波相比有一定差別） 包括面波、側(cè)向反射波、折射反射波和次生的線性干擾等。 線性干擾在時(shí)間空間域表現(xiàn)為局部和條帶區(qū)域的

4、低頻率和強(qiáng)振幅，伴隨有頻散現(xiàn)象，呈現(xiàn)出掃帚狀的特點(diǎn)。 面波具有主頻低、視速度低和振幅強(qiáng)的特點(diǎn)，面波的頻率范圍一般低于12Hz，而反射波的有效低頻一般高于7Hz。 在面波出現(xiàn)的區(qū)域里使高通濾波，既可以保證其他區(qū)域的信號(hào)不受損害，又能消除面波。8、數(shù)字濾波有兩個(gè)特殊性質(zhì)：（1）數(shù)字濾波由于時(shí)域離散化會(huì)帶來偽門現(xiàn)象，（2）由于頻域截?cái)鄷?huì)造成吉卜斯現(xiàn)象。克服辦法：（1）偽門的周期為 1/t，t為采樣間隔，所以減小t可以消除偽門現(xiàn)象的影響；（2）為減小吉卜斯現(xiàn)象的影響，可使濾波盡可能長些，或頻域進(jìn)行鑲邊處理。9、奈奎斯特頻率和波數(shù)tfN21xkN21二、反褶積：1、基本假設(shè)：（1）地下地層是水平層狀介質(zhì)

5、；（2）地震波是垂直入射，垂直反射的平面波；（3）地震子波在傳播過程中保持不變；（4）噪聲n(t)=0（5）地震子波是已知的；（6）反射系數(shù)具有白色分布特征；（7）地震子波具有最小相位特征。2、預(yù)測反褶積的基本假設(shè)：（1）反射系數(shù)具有白色分布特征；（2）地震子波具有最小相位特征。其他相位子波不具有可預(yù)測性。3、預(yù)測反褶積為何能壓縮子波？預(yù)測反褶積基本原理是從實(shí)際記錄中減去了可預(yù)測部分。由于在預(yù)測步長之后的子波延續(xù)部分被減掉，所以子波得到了壓縮。4、預(yù)測反褶積為何能壓制多次波？設(shè)計(jì)預(yù)測步長等于多次波雙程旅行時(shí)，根據(jù)先到達(dá)的一次反射波預(yù)測并減去跟隨其后多次波，便可得到壓制多次波后的地震記錄。5、地

6、震子波的求取方法（1）自相關(guān)法（2）多項(xiàng)式求根法（3）利用測井資料求子波（4）對數(shù)分解法6、地震子波的相位類型及特征（1）零相位（線性相位的特殊情況，時(shí)域偶函數(shù)，非因果信號(hào)）（2）最小相位（最小能量延遲信號(hào)，能量集中在首部）（3）最大相位（最大能量延遲信號(hào)，能量集中在尾部）（4）混合相位（能量集中在中部）7、最小平方反褶積的基本原理 一般反褶積，要求地震子波是最小相位的（求最小相位子波的約束條件簡單）；最小平方反褶積，對子波相位無要求。8、地表一致性校正是校正因表層因素引起的時(shí)間、振幅、波形和相位異常。四、動(dòng)校正及水平疊加1、動(dòng)校正的目的： 消除炮檢距對反射波旅行時(shí)的影響，校平共深度點(diǎn)反射波時(shí)

7、距曲線的軌跡，增強(qiáng)利用疊加技術(shù)壓制干擾的能力，減小疊加過程引起的反射波同相軸畸變。2、水平疊加處理的作用及存在的問題（1）作用：是把多次覆蓋資料壓縮成單次覆蓋資料，增強(qiáng)有效信號(hào)，壓制噪聲，提高地震記錄的信噪比。（2）問題：當(dāng)動(dòng)校正存在剩余時(shí)差時(shí)，水平疊加降低了分辨率；界面傾斜時(shí)，CMP道集是反射段信息，即反射點(diǎn)是分散的。當(dāng)傾角越大，炮檢距越大，界面越深，反射點(diǎn)偏離中心點(diǎn)越大；當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造復(fù)雜、橫向速度變化劇烈時(shí)，不同地層的反射波場和繞射波場相互重疊和干涉，CMP道集中的波場十分復(fù)雜。復(fù)雜的傳播路徑使反射同相軸嚴(yán)重偏離雙曲線形態(tài)；疊加剖面的振幅是不同入射角反射振幅的平均，不等于零炮檢距反射振幅。3

8、、疊加特性（1）振幅平均作用：CMP中各道具有不同的炮檢距和入射角，因?yàn)榉瓷湎禂?shù)隨入射角而變化，所以，反射波振幅隨之變化，疊加=不同入射角的反射波振幅的平均，也=各道波形的平均。（2）統(tǒng)計(jì)壓制作用：隨機(jī)噪聲受到相對壓制，信噪比提高 倍，n為疊加道數(shù)或覆蓋次數(shù)。（3）時(shí)差衰減作用：多次波和干擾波存在時(shí)差，疊加具有壓制作用。若時(shí)差較小或振幅較強(qiáng)，疊后仍然可見。（4）頻率濾波作用：有效波殘留時(shí)差導(dǎo)致相位移動(dòng)、波形畸變和振幅衰減，主要表現(xiàn)為高頻損失。n五、速度分析（速度譜和速度掃描）疊加速度是使反射波達(dá)到同相疊加的速度。速度譜是一個(gè)二維函數(shù)，它的自變量為反射波雙程旅行時(shí)和反射波速度，函數(shù)值為疊加能量或

9、相關(guān)系數(shù)。其圖縱軸為時(shí)間，橫軸為速度，函數(shù)值用等值線和顏色表示。按速度譜的函數(shù)值可分為疊加速度譜和相關(guān)速度譜。 設(shè)反射波振幅為 ，x是炮檢距，t(x,v)是試驗(yàn)速度對應(yīng)的雙程時(shí)，共中心點(diǎn)疊加振幅為),(,vxtxaxvxtxvtas),(,則疊加振幅譜或相干準(zhǔn)則為：xvxtxxvxtxvtaacoherency|),(,),(,疊加能量譜或相似性準(zhǔn)則為：xvxtxxvxtxvtaasemblance),(,22),(,相關(guān)譜是道間短時(shí)窗點(diǎn)積之和：xxyxyvxtyvxtxxvxtyvxtxvtaaaancorrelatio21),(,2),(,2),(,),(,不同準(zhǔn)則對反射波振幅有所側(cè)重，相

10、干性準(zhǔn)則，強(qiáng)調(diào)較弱反射波；相似性準(zhǔn)則，強(qiáng)調(diào)較強(qiáng)反射波；相關(guān)性準(zhǔn)則，強(qiáng)調(diào)道與道之間的波形一致性。1、速度譜計(jì)算步驟：（1）選擇計(jì)算速度譜的地面控制點(diǎn)及相鄰面元個(gè)數(shù)；（2）確定參考曲線和試驗(yàn)速度范圍及速度增量；（3）按選定的準(zhǔn)則計(jì)算速度譜；（4）解釋速度譜。2、均方根速度： 在地表水平、多層水平均勻介質(zhì)情況下，當(dāng)排列長度小于目的層深度時(shí)，反射波時(shí)距曲線近似雙曲線，此時(shí)疊加速度也就是均方根速度。3、影響速度譜的因素：（1）排列長度，缺少近炮檢距道會(huì)引起速度誤差；缺少遠(yuǎn)炮檢距道會(huì)降低速度的分辨率。（2）覆蓋次數(shù)，參與計(jì)算的樣本越多，對提高速度譜分辨率有利，從統(tǒng)計(jì)角度看，覆蓋次數(shù)越高，壓制隨機(jī)干擾的效果

11、越好，但增加了勘探成本。不增加成本，則用相鄰幾個(gè)CMP道集計(jì)算速度譜。（3）信噪比，在低信噪比區(qū)，先去噪，再作速度分析。（4）地層構(gòu)造（復(fù)雜，在相同位置和相同時(shí)間上會(huì)有多個(gè)反射波，速度具有多值性）、靜校正時(shí)差、波形一致性、振幅均衡、帶寬、切除，時(shí)窗長度（短，統(tǒng)計(jì)效果差，長，含兩個(gè)以上的反射波，譜質(zhì)量降低），速度間隔和速度范圍對速度分均有影響。4、速度掃描： 采用一系列速度對CMP道集進(jìn)行時(shí)差校正，得到對應(yīng)的道集剖面，正確的速度使反射波同相軸平直；偏低的速度導(dǎo)致校正過度（同相軸上翹）；偏高的速度導(dǎo)致校正不足（同相軸下彎）。 5、 速度及其分布直接影響反射波時(shí)間、振幅和波形三個(gè)主要特征。 反射波記

12、錄里包含速度分布信息，通過分析反射波特征，測量速度參數(shù)，建立速度模型，根據(jù)速度模型重建地下地層結(jié)構(gòu)。因此，速度模型反映了地質(zhì)構(gòu)造、地震記錄、地層成像之間的關(guān)系。6、偏移速度分析： 反射波里包含速度信息，利用偏移方法求取偏移速度如同利用疊加過程計(jì)算疊加速度，其中只有方式上的不同，沒有本質(zhì)上的差別；根據(jù)成像結(jié)果修正速度模型，通過速度模型改善偏移效果，是一個(gè)相輔相成的過程。7、 疊加速度是關(guān)于反射波的（多值）參數(shù)。偏移速度是關(guān)于反射層的單值參數(shù)，避免了疊加速度分析中多反射波干涉的麻煩。8、疊前偏移速度 一般是通過由地震波均方根速度轉(zhuǎn)換的地震波層速度建立初始速度模型，再用迭代方法來準(zhǔn)確獲得。 復(fù)雜地表

13、包括地形起伏和表層影響這兩部分，經(jīng)常規(guī)處理后，復(fù)雜地表問題表示為一個(gè)等效的靜校正量，對地面記錄應(yīng)用靜校正，數(shù)據(jù)被移動(dòng)到一個(gè)參考基準(zhǔn)面上。1、野外靜校正 消除由于地表高程變化、風(fēng)化層厚度和速度變化、激發(fā)和接收點(diǎn)深度變化等因素對反射波傳播時(shí)間的影響六、靜校正：2、靜校正的作用：（1）提高速度分析精度，改善動(dòng)校正疊加效果；（2）減少疊加引起的高頻衰減；（3）避免非同相疊加造成的波形畸變；（4）消除交點(diǎn)閉合差；（5）消除假構(gòu)造。3、統(tǒng)計(jì)剩余靜校正量的假設(shè)條件：（1）地表一致性條件；（2）在共深度點(diǎn)或共炮點(diǎn)道集內(nèi)， 各測點(diǎn)上剩余靜校正量是隨機(jī)的，其均值為零4、長波長靜校正、短波長靜校正定義及影響。偏移是

14、通過數(shù)值計(jì)算把地面記錄延拓為地下波場的過程，在這過程中，繞射波得到收斂；傾斜界面反射波得到歸位，波場干涉得到分解，波前回轉(zhuǎn)現(xiàn)象得到消除，界面折射（深度偏移）得以校正，從而使地層構(gòu)造、斷層分布、斷點(diǎn)、尖滅點(diǎn)、邊緣、異常體和巖性變化得到清晰成像和準(zhǔn)確歸位。七、偏移：將偏移處理用三組單詞（“時(shí)間”、“深度”）、（“疊前”、“疊后”）和（“偏移”）進(jìn)行搭配，可以生成8種名稱。將地下介質(zhì)用兩組單詞（“簡單”、“復(fù)雜”）與（“速度”、“構(gòu)造”）進(jìn)行搭配，可以簡化為兩類速度和兩類構(gòu)造相加而成的四種地下模型，試說明每種偏移處理的名稱及適用條件（注：（1）用（搭配后的）速度+構(gòu)造表示適用條件；用“=”表示“對應(yīng)

15、”關(guān)系）。（1）簡單速度）簡單速度+簡單構(gòu)造簡單構(gòu)造=疊后時(shí)間偏移；疊后時(shí)間偏移； （2）復(fù)雜速度）復(fù)雜速度+簡單構(gòu)造簡單構(gòu)造=疊后深度偏移；疊后深度偏移；（3）簡單速度）簡單速度+復(fù)雜構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)造=疊前時(shí)間偏移；疊前時(shí)間偏移；（4）復(fù)雜速度）復(fù)雜速度+復(fù)雜構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)造=疊前深度偏移；疊前深度偏移；（5）簡單速度）簡單速度=時(shí)間偏移；時(shí)間偏移；（6）復(fù)雜速度）復(fù)雜速度=深度偏移；深度偏移；（7）簡單構(gòu)造）簡單構(gòu)造=疊后偏移；疊后偏移；（8）復(fù)雜構(gòu)造）復(fù)雜構(gòu)造=疊前偏移。疊前偏移。時(shí)間偏移和深度偏移的區(qū)別：采用均方根速度并且不考慮界面處射線彎曲的偏移算法稱為時(shí)間偏移（簡單構(gòu)造）；采用層速度并且考

16、慮界面處射線彎曲的偏移算法稱為深度偏移（復(fù)雜構(gòu)造，速度場誤差不大于3%） 。疊前深度偏移主要運(yùn)算量，在于偏移速度的求取，因?yàn)樗蠛芨叩乃俣染?，以及淺層速度對深層成像的影響，橫向速度變化的相互影響對速度模型的建立造成極大的困難。速度場的確定需要巨大的運(yùn)算量。疊加： 是把多次覆蓋資料壓縮成單次覆蓋資料，增強(qiáng)信號(hào)減弱噪聲的處理方法。疊后偏移：（假設(shè)條件：水平層狀介質(zhì)，且無橫向變速） 對疊后資料進(jìn)行偏移，稱為疊后偏移。處理費(fèi)用少，對復(fù)雜構(gòu)造成像精度差。疊前偏移：（突破了水平層狀介質(zhì)的假設(shè)，速度橫向變化劇烈） 對每一次覆蓋資料單獨(dú)偏移，然后疊加，稱為疊前偏移。 當(dāng)?shù)貙悠骄彆r(shí)，常規(guī)疊加即可滿足要求；當(dāng)

17、地層傾角較大時(shí)，共中心點(diǎn)疊加導(dǎo)致反射點(diǎn)模糊，疊前偏移能夠?qū)崿F(xiàn)真正的共反射點(diǎn)成像。在速度橫向變化較小的情況下，疊前時(shí)間偏移是最佳選擇；當(dāng)構(gòu)造復(fù)雜時(shí)，疊前深度偏移比較適用。三維偏移資料有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：提供了更詳細(xì)地下構(gòu)造特征；消除“側(cè)面反射”。疊后偏移存在諸多問題，其原因不是來自偏移算法本身，而是疊加數(shù)據(jù)：（1）零炮檢距是炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)位置相同，多次覆蓋恰恰缺失近炮檢距道；（2）疊加過程具有傾角選擇或?yàn)V波作用，一些反射波相對另一些反射波受到壓制；（3）傾斜地層反射波的共中心點(diǎn)不等于共反射點(diǎn)，反射點(diǎn)分散造成位置誤差，疊加表示反射段的平均作用。1、振幅補(bǔ)償?shù)淖饔檬鞘裁矗?、波的強(qiáng)度3、反射波傳播時(shí)間是什

18、么的函數(shù)？4、地表一致性校正其校正的是什么？5、CMP道集中缺少近炮檢距和遠(yuǎn)炮檢距分別影響什么？6、求取地震子波的常見方法有哪些？7、在提高信噪比的處理中，通常是利用什么來設(shè)計(jì)濾波因子？8、什么是速度掃描？9、什么是水平疊加？10、靜校正量的高頻分量和低頻分量分別指什么？有何影響？11、地面組合和多次覆蓋技術(shù)分別壓制什么干擾波？12、什么是偏移？13、什么是初至波？14、什么是隨機(jī)噪聲？15、什么是觀測系統(tǒng)定義？其目的是什么？16、什么是偽門現(xiàn)象？17、什么是吉布斯現(xiàn)象？18、什么是NMO速度和NMO校正？19、什么是偏移歸位？20、什么是褶積？21、什么是剩余靜校正？22、什么是速度譜？23、預(yù)測反褶積的兩個(gè)主要基本假設(shè)和壓制多次波的基本原理？24、野外靜校正的意義和統(tǒng)計(jì)剩余靜校正的假設(shè)條件？25、水平疊加處理的作用及存在的問題？已知地震子波x(n)和期望輸出，求反