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 利用噪聲和信號在時間、空間、頻率和其他變換域中的分布差異，設(shè)計濾波因子，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、時間、方向的振幅擾動和震動，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)信號和噪聲在頻率分布上的差異而設(shè)計時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)或截斷誤差引起的，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。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)域二維濾波實現(xiàn)步驟：（1）把時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。 面波具有主頻低、視速度低和振幅強(qiáng)的特點，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)域的信號不受損害，又能消除面波。8、數(shù)字濾波有兩個特殊性質(zhì)：（1）數(shù)字濾波由于時域離散化會帶來偽門現(xiàn)象，（2）由于頻域截斷會造成吉卜斯現(xiàn)象?？朔k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)計預(yù)測步長等于多次波雙程旅行時，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，時域偶函數(shù)，非因果信號）（2）最小相位（最小能量延遲信號，能量集中在首部）（3）最大相位（最大能量延遲信號，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間、振幅、波形和相位異常。四、動校正及水平疊加1、動校正的目的： 消除炮檢距對反射波旅行時的影響，校平共深度點反射波時

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，壓制噪聲，提高地震記錄的信噪比。（2）問題：當(dāng)動校正存在剩余時差時，水平疊加降低了分辨率；界面傾斜時，CMP道集是反射段信息，即反射點是分散的。當(dāng)傾角越大，炮檢距越大，界面越深，反射點偏離中心點越大；當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造復(fù)雜、橫向速度變化劇烈時，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，因為反射系數(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）時差衰減作用：多次波和干擾波存在時差，疊加具有壓制作用。若時差較小或振幅較強(qiáng)，疊后仍然可見。（4）頻率濾波作用：有效波殘留時差導(dǎo)致相位移動、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。速度譜是一個二維函數(shù)，它的自變量為反射波雙程旅行時和反射波速度，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)是試驗速度對應(yīng)的雙程時，共中心點疊加振幅為),(,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)譜是道間短時窗點積之和：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、速度譜計算步驟：（1）選擇計算速度譜的地面控制點及相鄰面元個數(shù)；（2）確定參考曲線和試驗速度范圍及速度增量；（3）按選定的準(zhǔn)則計算速度譜；（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，反射波時距曲線近似雙曲線，此時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，缺少近炮檢距道會引起速度誤差；缺少遠(yuǎn)炮檢距道會降低速度的分辨率。（2）覆蓋次數(shù)，參與計算的樣本越多，對提高速度譜分辨率有利，從統(tǒng)計角度看，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CMP道集計算速度譜。（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間上會有多個反射波，速度具有多值性）、靜校正時差、波形一致性、振幅均衡、帶寬、切除，時窗長度（短，統(tǒng)計效果差，長，含兩個以上的反射波，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間、振幅和波形三個主要特征。 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)被移動到一個參考基準(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)和接收點深度變化等因素對反射波傳播時間的影響六、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）消除交點閉合差；（5）消除假構(gòu)造。3、統(tǒng)計剩余靜校正量的假設(shè)條件：（1）地表一致性條件；（2）在共深度點或共炮點道集內(nèi)， 各測點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、尖滅點、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=疊后時間偏移；疊后時間偏移； （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=疊前時間偏移；疊前時間偏移；（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=時間偏移；時間偏移；（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，因為它要求很高的速度精度，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偏移，然后疊加，稱為疊前偏移。 當(dāng)?shù)貙悠骄彆r，常規(guī)疊加即可滿足要求；當(dāng)

17、地層傾角較大時，共中心點疊加導(dǎo)致反射點模糊，疊前偏移能夠?qū)崿F(xiàn)真正的共反射點成像。在速度橫向變化較小的情況下，疊前時間偏移是最佳選擇；當(dāng)構(gòu)造復(fù)雜時，疊前深度偏移比較適用。三維偏移資料有兩個主要優(yōu)點：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）零炮檢距是炮點和檢波點位置相同，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濾波作用，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不等于共反射點，反射點分散造成位置誤差，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