第5章多次覆蓋法

地震勘探原理緒論第二章幾何地震學(xué)第三章地震數(shù)據(jù)采集第四章地震勘探組合法第五章多次覆蓋方法第六章地震波速度第七章地震勘探資料解釋第八章幾種專門的地震方法2/6/20231本章要點1、共中心點疊加（道集）、共反射點疊加（道集）概念。2、多次覆蓋壓制多次波的原理。3、多次覆蓋特性曲線及其性質(zhì)4、多次覆蓋壓制隨機干擾的原理。5、影響多次覆蓋效果的因素及特征

。第五章多次覆蓋方法2/6/20232第五章多次覆蓋方法

在前面我們介紹了共炮點觀測系統(tǒng)，它是對地下反射界面只進(jìn)行一次觀測(連續(xù)觀測)，這樣得到的剖面叫單次覆蓋的時間剖面。由于這種剖面信噪比低，往往不能滿足解決地質(zhì)問題的需要，很難準(zhǔn)確提供鉆井的位置。為了提高資料的精度，人們就設(shè)想既然對界面觀測一次信噪比不高，能量不強。那我們是否可以對界面多觀測幾次，把它們進(jìn)行某種處理后，再相加，這樣不就提高了反射波的能量？因此，60年代在地震勘探中出現(xiàn)了共反射點多次疊加法，又稱多次覆蓋，它是對反射界面上的各個反射點進(jìn)行多次觀測，然后進(jìn)行動校正，再把校正后的波動信號相加，這樣得到的剖面叫多次覆蓋的時間剖面。多次覆蓋方法的提出？2/6/20233第五章多次覆蓋方法多次覆蓋（共反射點法/共深度點法）CommonReflectionPointTechniques/CommonDepthPointTechniques多次覆蓋技術(shù)的提出主要是為了消除多次波。野外采用多次覆蓋的觀測方法，在室內(nèi)處理中采用水平疊加技術(shù)，最終得到水平疊加剖面。2/6/20234第五章多次覆蓋方法5.1多次覆蓋的一些基本概念5.1.1共中心點疊加和共反射點疊加CommonMidpointStack/CommonReflectionPointStack多次覆蓋方法是在地面布置一系列具有共同中心點的震源與接收點，震源和接收點各在中心點一側(cè)。各接收點上的紀(jì)錄道稱為共中心點疊加道。當(dāng)反射界面水平時，是共反射點疊加；傾斜時，是共中心點疊加。若疊加道共有n道，叫做n次覆蓋，n稱為覆蓋次數(shù)。2/6/20235第五章多次覆蓋方法共反射點道集中炮點和接收點傾斜界面時共中心點道集中炮點和接收點2/6/20236第五章多次覆蓋方法5.1多次覆蓋的一些基本概念5.1.2共中心點道集和共反射點道集CommonMidpointGather/CommonReflectionPointGather將共中心點道按炮檢距大小排列起來，就是共中心點道集。共中心點道集中炮檢距最短疊加道的炮檢距叫做偏移距。2/6/20237第五章多次覆蓋方法單邊激發(fā)、4次覆蓋、24個接收道2/6/20238第五章多次覆蓋方法5.1多次覆蓋的一些基本概念5.1.3水平疊加剖面水平疊加剖面的用途構(gòu)造解釋地震偏移求取各種地震參數(shù)2/6/20239第五章多次覆蓋方法5.1多次覆蓋的一些基本概念5.1.3水平疊加剖面水平疊加剖面的優(yōu)點提高信噪比壓制多次波壓制隨機干擾2/6/202310第五章多次覆蓋方法5.1多次覆蓋的一些基本概念5.1.4共反射點時距曲線方程野外：一次激發(fā)，多道接收2/6/202311第五章多次覆蓋方法5.1多次覆蓋的一些基本概念5.1.4共反射點時距曲線方程M:共中心點R：共發(fā)射點共反射點道集－－－D1,D2,D3,…道一點O1激發(fā)，多道接收-－－－可找到D12/6/202312第五章多次覆蓋方法5.1多次覆蓋的一些基本概念5.1.4共反射點時距曲線方程2/6/202313

共反射點時距曲線

共炮點時距曲線

只反映界面上一個點

t0是共中心點的垂直時間反映的是一段反射界面

t0是激發(fā)點的垂直時間2/6/202314第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理疊加原理(StackPrinciple)：它是利用有效波(Signal)(一次反射波)和干擾波(Noise)(多次反射波)經(jīng)正常時差校正(NormalMoveoutCorrection)后，存在著剩余時差(ResidualMoveout)的差異，來突出(Strengthen)有效波(一次反射波)，壓制干擾波(SuppressNoise)(多次波)，提高資料信噪比的(RaiseDataRatioSignaltoNoise(S/N))2/6/202315第五章多次覆蓋方法2/6/2023162/6/202317第五章多次覆蓋方法海底面多次波2/6/202318多次波的剩余時差

水平疊加方法主要是利用有效波和規(guī)則干擾波之間的剩余時差來壓制干擾波。

凡是不符合上述形式的波，都按上式進(jìn)行動校正，都不一定校到to，而存在時差2/6/202319第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差2/6/202320第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差2/6/202321第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差多次波剩余時差概念示意圖2/6/202322第五章多次覆蓋方法2/6/202323第五章多次覆蓋方法2/6/202324第五章多次覆蓋方法2/6/202325第五章多次覆蓋方法共中心點不是共反射點2/6/202326第五章多次覆蓋方法2/6/202327第五章多次覆蓋方法2/6/202328第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差共反射點時距曲線(CommonReflectPointTimeDistanceCurve)：(雙曲線hyperbola)由于各接收點炮檢距不同---即各道之間存在著正常時差(ExistinNormalMoveout)。2/6/202329第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差由于各接收點旅行時不同，所以疊加前必須進(jìn)行動校正(校正到共中心點M處的反射時間)，這樣才可達(dá)到同相疊加，否則，疊加后能量將變?nèi)?非同相疊加)。2/6/202330第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理1多次波的剩余時差動校正時將產(chǎn)生兩種情況(結(jié)果)：TwoResults(1)正常時差正好被校正掉，雙曲線變成直線(t=t0直線)，不存在相位差(剩余時差)，疊加為同相疊加，結(jié)果振幅增強(一次反射波)。(2)正常時差校正不完全，雙曲線變成曲線(不是直線)，各道間仍有相位差(存在剩余時差ExistinResidualMoveout)，疊加為不同相疊加，結(jié)果振幅變小(多次波，隨機干擾)。注意：共反射點疊加法就是利用了這個特點2/6/202331第五章多次覆蓋方法5.2多次覆蓋壓制多次波的原理2多次波的剩余時差特點(Character)1、剩余時差是二次曲線(拋物線)；2、剩余時差與X2成正比，即各疊加道剩余時差是不同的，疊加時為不同相疊加，總有一部分能量抵消，所以，疊加后能量總振幅小于單個能量振幅，從而壓制了多次波。2/6/202332第五章多次覆蓋方法5.3多次疊加的特性5.3.1多次疊加的特性：2/6/202333第五章多次覆蓋方法2/6/202334第五章多次覆蓋方法2/6/202335第五章多次覆蓋方法2/6/202336第五章多次覆蓋方法2/6/202337第五章多次覆蓋方法1.通放帶：a1=0.707，a<a12.壓制帶：低值區(qū)，平均值為1/n，ac<a<ac′，即波落入壓制帶就能得到最好的壓制。在壓制帶內(nèi)的極值成為三次極值P3，P3越大，壓制效果越差。3.二次極值帶：在壓制帶之后有一個二次極值帶，當(dāng)干擾波落入二次極值帶，壓制效果就會不好。因此選擇參數(shù)時就使干擾波不落入二次極值帶。也就是說道間距不能過大，在必須使用大道間距時，應(yīng)增加覆蓋次數(shù)，以降低二次極值。2/6/202338抓住疊加特性曲線中以上幾個特征點，即抓住了此曲線所代表的觀測系統(tǒng)的疊加特性了！2/6/202339第五章多次覆蓋方法2/6/202340P239第26題1.首先確定三種觀測系統(tǒng)的參數(shù)如下：觀測系統(tǒng)覆蓋次數(shù)偏移距炮間距1232.然后計算兩組多次波的單位疊加參量a2/6/2023413.按照三種觀測系統(tǒng)畫出對應(yīng)的疊加特性曲線偏移距0偏移距400偏移距600觀測系統(tǒng)P（0.002）P（0.0007）10.32520.8171320.201190.5055530.118610.33312可以看出觀測系統(tǒng)3是最好的。2/6/2023424.還可以改變參數(shù)，使得多次波落入壓制帶觀測系統(tǒng)P（0.002）P（0.0007）40.188340.1990150.0937930.05197結(jié)論：選擇適當(dāng)?shù)挠^測系統(tǒng)參數(shù)，在前期干擾波調(diào)查的前提下（即調(diào)查工區(qū)的多次波剩余時差系數(shù)q），盡量使得多次波落入壓制帶，得到最大的壓制。2/6/202343u=8;“偏移距”n=6;“覆蓋次數(shù)”v=2;“炮間距”a=0:0.0001:0.009;“單位疊加參量”fori=1:length(a)“for(i=1;i<=901;i++)”sum1=0;sum2=0;forj=1:n“for(j=1;j<=n;i++)””K=(u+(j-1)*2*v)^2;sum1=sum1+cos(2*pi*K*a(i));sum2=sum2+sin(2*pi*K*a(i));endP(i)=sqrt(sum1^2+sum2^2)/n;end求取疊加特性曲線的matlab程序2/6/202344第五章多次覆蓋方法5.4多次疊加的相位特性在地震勘探中討論各種系統(tǒng)的特性時，主要討論系統(tǒng)的振幅特性，因為它關(guān)系到對有效波加強程度和對干擾波壓制的程度。而相位特性的重要性小些。在地震勘探中，對有效波，振幅特性數(shù)值大，相位特性最好為0或某個已知的定值。對于干擾波，振幅特性數(shù)值?。ㄗ詈脼?），相位特性一般無特殊要求，但最好是無規(guī)律，使干擾波不以同相軸形式出現(xiàn)。2/6/202345第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：2/6/202346第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：2/6/202347第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：2/6/202348第五章多次覆蓋方法2/6/202349第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：多次波經(jīng)過疊加被削弱，但不能被消除，即還會有殘余的波形存在，這種殘余波形仍會以同相軸的形式出現(xiàn)，但在同一疊加段內(nèi)分成了幾段互相錯開。多分開的段數(shù)和錯開的相位差與觀測系統(tǒng)及波形的特點有關(guān)。2/6/202350第五章多次覆蓋方法一般地說，各小段錯開的相位差隨觀測系統(tǒng)及波的特點而變。疊加次數(shù)越少，相位差越大；反之，疊加次數(shù)越大，相位差越小。因此應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)覆蓋次數(shù)增加到12次甚至更大時，多次波振幅雖然大大減小了，但同相性卻增加了。2/6/202351第五章多次覆蓋方法5.4疊加的相位特性：1：一次波，相位為零，與中心點相位一致，對水平層，同相軸變成直線。2：多次波，需根據(jù)觀測系統(tǒng)用不同的參數(shù)來計算相位特性曲線，定性說明：多次波疊加后，受到壓制，但不能消除，有殘余波形存在，分成若干段，相互錯開。2/6/202352第五章多次覆蓋方法5.5多次疊加的頻率特和統(tǒng)計效應(yīng)5.5.1疊加的頻率特性：1：多次疊加對多次波起低通濾波作用；2：q一定時，x減小，f1、fm、fc增大，x增大，f1、fm、fc減小；錯誤！2/6/2023532/6/202354第五章多次覆蓋方法5.5.2多次覆蓋的統(tǒng)計效應(yīng)共反射點疊加法，另一個重要的作用就是壓制隨機干擾，且壓制隨機干擾的效果優(yōu)于組合法。壓制隨機干擾的原理與組合法相同，利用的是疊加的統(tǒng)計效應(yīng)。當(dāng)覆蓋次數(shù)n足夠大，對隨機干擾只增強倍，而有效波增強n倍，因此，多次覆蓋后信噪比提高為原來的倍。注意：n次覆蓋的統(tǒng)計效應(yīng)要比n個檢波器組合的好。因為多次覆蓋時共中心點道集中各疊加道的隨機干擾獨立性更強。2/6/202355第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇1、△X的選擇X增大，通過帶變窄，壓制帶左移，有利于與一次波速度相近的多次波；X過小，起不到壓制多次波的效果。X過大，動校正不準(zhǔn)時，使一次波受到壓制；同時，出現(xiàn)空間假頻。2/6/202356從左邊6張圖可以看出：X增大，通過帶變窄，壓制帶左移，有利于與一次波速度相近的多次波；X過小，起不到壓制多次波的效果。qP(q)qP(q)qP(q)qP(q)qP(q)qP(q)2/6/202357第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇2、X1的選擇X1增大的優(yōu)點:通過帶變窄,壓制區(qū)極值變小,壓制多次波效果好。缺點:排列加長,遠(yuǎn)道動校正后易產(chǎn)生崎變,同時得不到淺層信息。2/6/202358動校拉伸及切除示意圖2/6/202359從以上7張圖中可以看出：隨著最小炮檢距的增加，通過帶變窄，壓制區(qū)極值變小,壓制多次波效果好。qP(q)qP(q)qP(q)qP(q)qP(q)qP(q)qP(q)2/6/202360第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇3、n的選擇優(yōu)點：壓制多次波效果好缺點：對動校正速度精度要求高2/6/202361從左圖中可以看出：隨著覆蓋次數(shù)的增加，通放帶邊界和壓制帶左邊界變化不大，但壓制帶右邊界在右移，即壓制帶變寬，所以這對壓制與反射波速度差異較大的多次波有利。2/6/202362第五章多次覆蓋方法5.6多次覆蓋觀測系統(tǒng)參數(shù)選擇4、選擇觀測系統(tǒng)的原則1）根據(jù)地下地質(zhì)情況、地質(zhì)任務(wù)和干擾波的特點來選擇觀測系統(tǒng)。若工區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育、多次波的干擾不太嚴(yán)重，則應(yīng)以中間放跑或較短排列的單邊或雙邊端點放跑的觀測系統(tǒng)來進(jìn)行工作。2）必須確保有效波處于通放帶，干擾波落入壓制帶，這是多次覆蓋是否有效的必要條件。3）經(jīng)濟原則。在保證地質(zhì)任務(wù)，保證資料質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能用低覆蓋次數(shù)、大道間距、大排列來有效地完成任務(wù)。2/6/202363第五章多次覆蓋方法

5.7影響疊加效果的一些因素FactorsAnalysisAffectCommonReflectPointStackEffect共反射點多次覆蓋效果的好壞取決于動靜校正后一次波是否能同相疊加，多次波等干擾波是否非同相疊加。5.7.1動校正速度選取不準(zhǔn)確的影響ErrorofNormalMoveoutCorrectiontoStackEffectAffect

由前分析可知，疊加效果好壞，關(guān)健是動校正量求得是否準(zhǔn)確(動校正速度是否準(zhǔn)確)。Δtn=x2/(2t0v2)1.速度準(zhǔn)確→求出的動校正量準(zhǔn)確→動校正后→剩余時差為0→疊加為同相疊加→疊加后，能量增強。2/6/202364第五章多次覆蓋方法

5.7影響多次覆蓋效果的一些因素5.7.1動校正速度選取不準(zhǔn)確的影響2.速度偏大→求出的動校正量偏小→動校正后(校正不足)→剩余時差大于0→疊加為不同相疊加→疊加后→能量減弱。3.速度偏小→求出的動校正量偏大→動校正后(校正過量)→剩余時差小于0→疊加為不同相疊加→疊加后→能量減弱。如果速度=多次波多速度，將使多次波不是受到壓制而是增強了