地震野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)與方法演示文稿

地震野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)與方法演示文稿當(dāng)前第1頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)優(yōu)選地震野外數(shù)據(jù)采集技術(shù)與方法當(dāng)前第2頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)20log（線性記錄的最大信號(hào)電壓）/（線性記錄的最小信號(hào)電壓）單位為分貝（db）.例如當(dāng)比值為104時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍為80分貝；地震儀應(yīng)有寬的頻帶和可選擇的濾波器；4.對(duì)地震脈沖有良好的分辨能力；5.儀器對(duì)各道有良好的一致性；當(dāng)前第3頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)DZQ24地震儀當(dāng)前第4頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)當(dāng)前第5頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)6.一個(gè)檢波器+一個(gè)放大器+記錄顯示系統(tǒng)=一個(gè)地震記錄道一、檢波器1.是將地震波返回到地表時(shí)所引起的地面振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置；

2.有動(dòng)圈電磁式（用于陸地工作）和壓電式（用于海洋和沼澤地）當(dāng)前第6頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)（一）動(dòng)圈式地震檢波器工作原理1.當(dāng)線圈在磁板間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈切割磁力線，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢；2.電動(dòng)勢的大小與與切割磁力線的速度成正比，故又叫速度檢波器；見圖3.4-1當(dāng)前第7頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)當(dāng)前第8頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)當(dāng)前第9頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)檢波器的特性及參數(shù)3.該結(jié)構(gòu)對(duì)于水平方向的運(yùn)動(dòng)，線圈與磁鐵之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此沒有輸出。(二）檢波器的特性及參數(shù)1．檢波器具有自己的固有頻率，固有頻率高，可以消除低頻噪聲2.阻尼系數(shù)h是檢波器的另一特性指標(biāo)，設(shè)檢波器的固有頻率為0當(dāng)前第10頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.4-1動(dòng)圈式檢波結(jié)構(gòu)草圖當(dāng)前第11頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)（1）h>0

稱為過阻尼，使接收到的信號(hào)減弱，甚至失真，見圖3.4-3(b)(2)h<0

稱為欠阻尼，見圖3.4-3(a)（3）實(shí)際工作中選擇之間，一般把h/0

=0.7稱最佳阻尼，見圖3.4-3(c)檢波器當(dāng)前第12頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)3.加速度檢波器的固有頻率很高；4．靈敏度是檢波器的重要參數(shù)；以上各參數(shù)在檢波器出廠時(shí)就有標(biāo)定。5.寄生共振特性是檢波器的重要特性，見圖3.4-4當(dāng)前第13頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.4-3檢波器的頻率響應(yīng)曲線當(dāng)前第14頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.4.3阻尼系數(shù)與檢波器固有振動(dòng)的關(guān)系當(dāng)前第15頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.4-4不同型號(hào)檢波器的寄生噪聲當(dāng)前第16頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

土壤表面與檢波器底面的接觸，構(gòu)成了檢波器—土壤振動(dòng)系統(tǒng)，并存在一個(gè)諧振頻率，在檢波器插在剛性巖石上時(shí)，諧振頻率高，在軟的巖石上，諧振頻率低。檢波器與地面的耦合情況也影響諧振頻率，使輸出響應(yīng)發(fā)生強(qiáng)烈畸變。為此需將檢波器埋的正、直、緊，盡量使其與地面耦合好。（三）檢波器的安置條件當(dāng)前第17頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)100HZ垂直檢波器;100HZ水平檢波器當(dāng)前第18頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)CDJ低頻系列檢波器

CDJ低頻系列檢波器其規(guī)格有1HZ、2HZ、2.5HZ、3HZ，以及由其組成的三分量檢波器，廣泛用于深部地震勘探、地震監(jiān)測、工程微振測量，以及其他方面的低頻測振。

當(dāng)前第19頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

數(shù)字地震檢波器（傳感器）系列自然頻率從1HZ~100HZ。有垂直，水平，三維，雙向，地面，井中，槽波等規(guī)格的檢波器，以及萬向調(diào)節(jié)三分量檢波器，54.7度三分量檢波器等特種檢波器，還有垂直、水平雙向傳感器等，規(guī)格、品種齊全。該系列的檢波器具有靈敏度高，參數(shù)一致性好，抗震、抗沖擊、密封防水性能好等特點(diǎn)。當(dāng)前第20頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)CDJ高靈敏度系列檢波器

當(dāng)前第21頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)1．由于檢波器接收到的信號(hào)很微弱，需將信號(hào)送至前置放大器進(jìn)行放大；2．放大器對(duì)來自淺、中、深層的反射信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)放大倍數(shù)；二、放大器當(dāng)前第22頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)3．地震儀中的瞬時(shí)浮點(diǎn)增益放大器以二進(jìn)制增益控制方式為基礎(chǔ)，以6分貝為階躍臺(tái)階,即以2的整數(shù)次冪跳變。三、記錄系統(tǒng)

地震數(shù)據(jù)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，記錄在磁盤上。

當(dāng)前第23頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

第五節(jié)地震勘探的分辨率

一、垂向分辨率

1．用地震記錄沿垂直方向所能分辨的最薄地層的厚度稱為垂直分辨率；

當(dāng)前第24頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)3。當(dāng)來自頂、低反射波的時(shí)差大于地震子波的延續(xù)時(shí)間長度t時(shí)，頂、底界面的反射波才能分開。見圖3.5-1因此

>t

是頂、底界面的反射波能否分開的條件，。當(dāng)前第25頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

圖3.5-1接收點(diǎn)R所記錄的地震記錄是兩個(gè)反射波疊加的結(jié)果當(dāng)前第26頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)4.當(dāng)?shù)貙雍穸萮>/4時(shí)，才能由波形特征分辨夾層頂、底界面的存在；5.當(dāng)?shù)貙雍穸萮</4時(shí),稱為薄層，不能由波形特征分辨夾層頂、低界面的存在；當(dāng)前第27頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)6.在地層厚度h=/4時(shí)，出現(xiàn)相對(duì)振幅的極大值，這種現(xiàn)象稱為薄層的調(diào)諧效應(yīng)。此時(shí)的地層厚度稱調(diào)諧厚度，利用調(diào)諧效應(yīng)可以分辨四分之一波長的波層的厚度。見圖3.5-2當(dāng)前第28頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.5.2薄層干涉的分辨率研究當(dāng)前第29頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)1.指沿橫向方向所能分辨的最小地質(zhì)體的尺寸；

2.第一菲涅爾帶：地表點(diǎn)震源發(fā)出的球面波到達(dá)界面時(shí)的波前面，與前面相距1/4波長先期到達(dá)的另一波前面在界面上形成的圓稱第一菲涅爾帶，見圖；二、橫向分辨率當(dāng)前第30頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)3.在頻率較高時(shí)，第一菲涅爾帶半徑為下式4.如果地質(zhì)體的水平寬度a滿足不等式則這樣的地質(zhì)體相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)的繞射，不能分辨該地質(zhì)體的存在；當(dāng)前第31頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)5.

第一菲涅爾帶半徑r隨頻率f增高而減小，隨勘探深度h增大而增大，因此不能撇開地質(zhì)體的埋深而談分辨率問題(橫向分辨率隨勘探深度的增大而減小)。當(dāng)前第32頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.5.-3

第一菲涅爾帶范圍確定示意圖當(dāng)前第33頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)6．圖是砂巖體模型寬度與其對(duì)應(yīng)的地震響應(yīng)，對(duì)于大于菲涅爾帶的反射段，顯示的反射圖形與反射段的形態(tài)一致，對(duì)于小于菲涅爾帶的反射段，地震反射特征發(fā)生變化，呈現(xiàn)點(diǎn)繞射型效應(yīng)、振幅隨巖層橫向?qū)挾鹊臏p小而降低。當(dāng)前第34頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)三、對(duì)影響分辨率的幾個(gè)因素的討論

無論是垂向分辨率還是橫向分辨率，都是與子波的頻率成分、頻帶寬度和相位特征等因素有關(guān)，子波的波長越短，分辨率越高，頻帶越寬，分辨率越高，在頻譜相同的情況下，零相位子波具有較高的分辨率，這是因?yàn)榱阆辔蛔硬ǎl帶較寬，振動(dòng)延續(xù)時(shí)間最短所致。當(dāng)前第35頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.5-4

表示寬度不等的砂巖體橫向分辨模型當(dāng)前第36頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)（一）分辨率與頻率成分的關(guān)系分辨率不依賴于單頻諧波的頻率，單頻波的分辨率為零，只有同時(shí)增加頻帶寬度方可；見圖3.5-5.(二）分辨率與信噪比之間的關(guān)系

當(dāng)前第37頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

1.地震記錄信噪比會(huì)影響地震記錄的分辨率；

2.設(shè)地震記錄的分辨率為Pa(無噪聲存在條件下的分辨率)，信噪比為r，可以證明當(dāng)前第38頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.5-5

相同頻帶寬度的子波具有相同的分辨率示意圖當(dāng)前第39頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)式中pn

為有噪聲存在條件下的分辨率，r為信噪比，Pa

為無噪聲時(shí)的分辨率；3.地震記錄的分辨率可以用子波的分辨率來描述，零相位子波的分辨率最高；4.當(dāng)信噪比r趨于零時(shí)，分辨率pn趨于零；5.當(dāng)r趨于無窮大時(shí)，等于無噪聲時(shí)的分辨率Pn=Pa分辨率與信噪比之間的關(guān)系當(dāng)前第40頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)6.當(dāng)r=1時(shí)，Pn=1/2Pa

；7.當(dāng)r2時(shí)，pn

Pa

；8.信噪比r=24比較合適；9.如果工區(qū)干擾成分大，應(yīng)重點(diǎn)提高記錄的信噪比，干擾小，應(yīng)以提高分辨率為主。當(dāng)前第41頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

(三）分辨率與大地濾波作用1.地震記錄的分辨率隨傳播深度的增加而降低，要提高縱向分辨率，又有較大的勘探深度，就要拓寬子波的頻帶寬度，使子波向低頻端擴(kuò)展。

當(dāng)前第42頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)2.影響反射波到達(dá)時(shí)差的因素主要是地層波速和地層厚度，但在同一巖層中橫波速度比縱波速度小，因此利用橫波勘探可提高垂向分辨率；3.深層速度大，頻率明顯降低，同樣厚度的地層在淺層可以分辨，深層可能不能分辨。當(dāng)前第43頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)一、記錄長度與時(shí)間采樣率1.記錄長度的選擇必須保證記錄到最深目的層來的反射波,并留有一定的余量；2.記錄長度=地震儀的采樣點(diǎn)數(shù)采樣率（采樣間隔），采樣點(diǎn)數(shù)確定了，采樣率高，測量精度高，但勘探深度變淺；第六節(jié)地震勘探工作參數(shù)選擇當(dāng)前第44頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)3.采樣率的選擇應(yīng)滿足采樣定理：二、最大和最小炮檢距

1.最大炮檢距xmax

就是炮點(diǎn)與最遠(yuǎn)一道之間的距離，一般最大炮檢距應(yīng)大致等于最深目的層的深度h，或當(dāng)前第45頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

2.最大炮檢距太大會(huì)帶來寬角反射的畸變影響；3.最小炮檢距xmin

是炮點(diǎn)與最近一道檢波器之間的距離,又稱偏移距；4.xmin不應(yīng)小于最淺目的層的深度；5.xmin大一些可以消除聲波和面波干擾。當(dāng)前第46頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)三、最佳接收地段的選擇最佳接收地段又稱“最佳窗口技術(shù)”，如圖3.6-1四、道間距的選擇道間距又稱空間采樣率，它影響地震記錄的橫向分辨率，用x表示，道間距小，橫向分辨率高，但勘探費(fèi)用大，選擇道間距應(yīng)從以下因素考慮：當(dāng)前第47頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.6-1

最佳窗口技術(shù)

當(dāng)前第48頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)(一）有效波能夠可靠對(duì)比的條件是:其中T是有效波的視周期，t是相鄰接收道的波至?xí)r間差；因此道間距應(yīng)滿足：當(dāng)前第49頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)（二）確保足夠的空間采樣率即要求在一個(gè)波長內(nèi)至少兩次采樣，避免陡傾界面的假頻化；（三）對(duì)反射界面進(jìn)行充分采樣選擇道間距應(yīng)保證第一菲涅爾帶內(nèi)至少有兩道四個(gè)CDP點(diǎn)接收，也就是x應(yīng)小于第一菲涅爾帶的半徑。例如：當(dāng)前第50頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)第七節(jié)淺層地震勘探野外抗干擾技術(shù)一、組合法組合是指用一組檢波器產(chǎn)生一道信號(hào)輸入或多個(gè)震源同時(shí)激發(fā)構(gòu)成一個(gè)縱震源，前者稱為組合檢波，后者稱為組合激發(fā)，是應(yīng)用波傳播方向的不同來壓制干擾波的一種方法。它主要用于壓制面波之類低視速度規(guī)則干擾波及無規(guī)則的隨機(jī)干擾。當(dāng)前第51頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)按照互換原理，震源組合與檢波器組合的原理是等價(jià)的。我們以檢波器組合為例介紹組合法原理。實(shí)際中組合形式多樣，有面積組合、線形組合、等靈敏度組合、不等靈敏度組合。但大都以簡單線性組合為基礎(chǔ)。故主要介紹簡單線性組合法。當(dāng)前第52頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)簡單線性組合形式是組合檢波器沿測線等間距直線排列，設(shè)各檢波點(diǎn)間距為x,第k個(gè)檢波器分布在測點(diǎn)的位置為X=(k-1)x,第k個(gè)檢波器接收的任一規(guī)則波可表示為當(dāng)前第53頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)如果有n個(gè)檢波器組合，則組合后的輸出為設(shè)f(t)的頻譜為g(j),組合后的頻譜為G(j)當(dāng)前第54頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)組合后地震波的頻譜與組合前相差一個(gè)因子k(j)=k(,t),若固定頻率,就是研究地震波組合的方向特性,若固定t=ti,就是研究來自某一方向的地震波的頻率特性,1.規(guī)則波線性組合的方向特性由(3.7.2)可知,組合因子當(dāng)前第55頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)式(3.7.3)是組合的綜合特性,它是頻率和時(shí)間差t的函數(shù),顯然組合因子k的幅角當(dāng)前第56頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)這是組合的相位特性,如果n是奇數(shù),組合后的相位延遲是組合內(nèi)中間那個(gè)檢波器的值,如果n是偶數(shù),則是中間兩個(gè)檢波器的平均值.K的模值為當(dāng)前第57頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)這時(shí)組合的振幅特性,組合后的輸出振幅與頻率和入射方向有關(guān),歸一化的組合方向特性為當(dāng)前第58頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)表明:(1)只要地震波的視速度很大,近乎垂直出射到各接收點(diǎn),則t0,組合后的輸出達(dá)到最大值,在區(qū)間內(nèi),0.707,稱通放帶.圖是組合數(shù)目不同的方向特性曲線.當(dāng)前第59頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)(2)在區(qū)間內(nèi),值最小,有(n-1)個(gè)零值點(diǎn),這個(gè)區(qū)間稱為壓制帶(3)組合數(shù)目n增加,通放帶變窄;(4)有效波的視速度很大,可以落入通放帶,組合后的輸出達(dá)到最大,是未組合前單個(gè)檢波器輸出振幅的n倍;(5)對(duì)于低視速度的面波可以落入壓制帶,組合后相對(duì)受到壓制;所以組合法也叫視速度濾波.當(dāng)前第60頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.7-2

組合數(shù)目不同的方向特性當(dāng)前第61頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

2.規(guī)則波線性組合的頻率特性取(3.7.3)中的頻率為變量,固定t,得到歸一化的組合頻率特性公式.歸一化的組合頻率特性公式為當(dāng)前第62頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)固定組合數(shù)目n，以t為參變量，頻率f為橫坐標(biāo)，可繪制組合頻率特性曲線。見圖3.7-3.表明:(1)視速度為無窮大時(shí)，組合后對(duì)所有頻率成分都沒有頻率濾波作用；當(dāng)前第63頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

圖3.7-3組合法頻率特性當(dāng)前第64頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

(2)隨t增大，組合對(duì)高頻成分有壓制作用；

(3)組合的頻率特性會(huì)使有效波形產(chǎn)生波形畸變；

(4)實(shí)際工作中應(yīng)設(shè)法提高有效波的視速度，例如近炮點(diǎn)接收，傾斜界面時(shí)，采用下傾激發(fā)上傾接收。

當(dāng)前第65頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

(二）不規(guī)則波的組合特性

由于組合法是對(duì)不同位置上振動(dòng)的疊加,所以只研究波在位置上的相關(guān)性.組合內(nèi)兩點(diǎn)之間波形的相似程度用相關(guān)系數(shù)R(lx)表示,當(dāng)距離系數(shù)L=0時(shí),R(0)表示自相關(guān),用(Lx)表示標(biāo)準(zhǔn)化的相關(guān)系數(shù)當(dāng)前第66頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)當(dāng)(lx)0時(shí),表示相距l(xiāng)x的不規(guī)則干擾波互不相似,這兩點(diǎn)之間的距離成為相關(guān)半徑.組合接收時(shí),組合內(nèi)每個(gè)檢波器點(diǎn)接收到的地震波是有效波和干擾波組成的,f(t)=s(t)+n(t)(3.7.9)對(duì)于隨機(jī)干擾波n(t),統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)是當(dāng)前第67頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)M是數(shù)學(xué)期望符號(hào),對(duì)于干擾波組合前的方差D為是隨機(jī)干擾的均方值,當(dāng)前第68頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)組合前的信噪比組合后隨機(jī)干擾的方差當(dāng)前第69頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)由于和的數(shù)學(xué)期望等于數(shù)學(xué)期望的和,上式中第一項(xiàng)令當(dāng)前第70頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)第二項(xiàng),由于x,y的互相關(guān)系數(shù)所以當(dāng)前第71頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)同理根據(jù)常量的數(shù)學(xué)期望等于常量本身,得到當(dāng)前第72頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)當(dāng)L=0時(shí),得到自相關(guān)系數(shù)又因?yàn)楫?dāng)前第73頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)所以式中當(dāng)前第74頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)組合后的信噪比為整理后得到組合后的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)為當(dāng)前第75頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)設(shè)有n個(gè)檢波器組合,如果組合內(nèi)不規(guī)則干擾波相互統(tǒng)計(jì)獨(dú)立,則(lx)=0,=0,且有效波的時(shí)間差t0,這時(shí)統(tǒng)計(jì)效應(yīng)有最大值當(dāng)前第76頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)說明:1.G代表組合后的信噪比除以組合前的信噪比，可見組合可以提高地震記錄的信噪比倍。2．組合法具有平均效應(yīng),對(duì)提高分辨率不利.當(dāng)前第77頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)（一）垂直疊加

1.利用地震儀的信號(hào)增強(qiáng)功能，在相同接收排列上，將炮點(diǎn)多次重復(fù)激發(fā)的信號(hào)疊加在一起，達(dá)到提高信噪比的目的；2.經(jīng)m次垂直疊加后，使有效波振幅增強(qiáng)m倍；

3.對(duì)相互統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的干擾波，經(jīng)m次垂直疊加后，振幅將增強(qiáng)倍，因此利用垂直疊加可以提高信噪比。二、疊加法當(dāng)前第78頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)(二)水平疊加(共反射點(diǎn)多次疊加法)

檢波器組合法在壓制面波等低視速度干擾方面有著明顯的作用，但組合后的反射信息卻是界面上某一小段反射波信息的平均，因而存在平均效應(yīng)，“降低了橫向分辨力。此外，它對(duì)于多次反射波之類的干擾波壓制效果很差，甚至無能為力.當(dāng)前第79頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

為了彌補(bǔ)組合法的弱點(diǎn)，梅恩(Mayne,1962)提出了多次疊加方法。其觀測系統(tǒng)是多次覆蓋.所得資料經(jīng)動(dòng)、靜校正、疊加等數(shù)字處理后，可壓制多次反射波之類的干擾，提高信噪比。實(shí)踐誕明，這種方法顯著地提高了地震勘探的工作質(zhì)量，，因此，它己成為世界上廣泛應(yīng)用的地震勘探工作方法。當(dāng)前第80頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)共反射點(diǎn)多次疊加又稱共深度點(diǎn)多次疊加、共中心點(diǎn)多次疊加或多次覆蓋技術(shù)。基本思想是在地面上不同的觀測點(diǎn)或以不同的方式對(duì)地下某點(diǎn)的地質(zhì)信息進(jìn)行重復(fù)觀測，可以保證即使有個(gè)別觀測點(diǎn)受到干擾,亦能得到地下每一點(diǎn)的信息。當(dāng)前第81頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)1.水平界面的共反射點(diǎn)時(shí)距曲線

此方法是建立在水平界面假設(shè)的基礎(chǔ)上的。界面上任一點(diǎn)A在地面的投影為M，以M點(diǎn)為中心分別在地面點(diǎn)激發(fā)，在對(duì)應(yīng)的點(diǎn)接收來自界面上同A點(diǎn)的反射波，A點(diǎn)稱為共反射點(diǎn)或共深度點(diǎn)。M稱為共中心點(diǎn)或共地面點(diǎn)。當(dāng)前第82頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)將共深度點(diǎn)道集從原始共炮點(diǎn)記錄中抽出并集合在一起，即構(gòu)成共深度點(diǎn)道集。各點(diǎn)時(shí)間繪制的圖形是雙曲線。當(dāng)前第83頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)共中心點(diǎn)處的時(shí)間它相當(dāng)于在M設(shè)置激發(fā)點(diǎn)，在同一M點(diǎn)接收所觀測到的波至?xí)r間。它有別于共炮點(diǎn)時(shí)距曲線上炮點(diǎn)的回聲時(shí)間，一般稱它為自激自收時(shí)間。習(xí)慣上把共深度點(diǎn)道集內(nèi)第一道(炮檢距最小者)的炮檢距稱為偏移距。

當(dāng)前第84頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)2.動(dòng)校正和多次疊加原理由于道集內(nèi)各接收道有著不同的炮檢距，則各道反射波存在一定的相位差。以自激自收時(shí)間t0作為基準(zhǔn)時(shí)間，由共反射點(diǎn)道集內(nèi)各道反射波到達(dá)時(shí)間減去t0時(shí)間可得到各道相對(duì)于共中心道的時(shí)間差，稱為正常時(shí)差t。

當(dāng)前第85頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)經(jīng)校正t后共反射點(diǎn)道集時(shí)距曲線變成一條t=t0的直線,如圖。這一過程稱為正常時(shí)差校正或動(dòng)校正。經(jīng)動(dòng)校正后共反射點(diǎn)道集中各反射波不僅波形相似，且沒有相位差，此時(shí)進(jìn)行疊加，反射波將得到加強(qiáng)。把疊加后的總振動(dòng)作為共中心點(diǎn)M一個(gè)點(diǎn)的自激自收時(shí)間的輸出，就實(shí)現(xiàn)了共反射點(diǎn)多次疊加的輸出當(dāng)前第86頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)對(duì)動(dòng)校正后的信號(hào)進(jìn)行疊加成為水平疊加，疊加次數(shù)即多次覆蓋次數(shù)；把疊加后的總振動(dòng)作為共中心點(diǎn)M的輸出，就是共中心點(diǎn)多次疊加的輸出；當(dāng)前第87頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.7.5動(dòng)校正示意圖當(dāng)前第88頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)在對(duì)水平多層界面的有效反射波時(shí)距曲線作動(dòng)校正時(shí)，如果有多次反射波存在，那么多次反射波時(shí)距曲線比一次反射波時(shí)距曲線曲率大。因此，動(dòng)校正后的多次反射波時(shí)距曲線未變成t=t0

的直線，仍殘留時(shí)差，當(dāng)前第89頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)我們把這種經(jīng)動(dòng)校正后殘留的時(shí)差稱為剩余時(shí)差，如圖所示。假設(shè)一次反射波的t0時(shí)間與某個(gè)多次反射波的t0時(shí)間相同，按一次反射波作動(dòng)校正后，多次波的剩余時(shí)差為（）當(dāng)前第90頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)q為多次波剩余時(shí)差系數(shù),當(dāng)前第91頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.7-6多次反射波的剩余時(shí)差返回當(dāng)前第92頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)式中td為多次波的正常時(shí)差，t為一次反射波的正常時(shí)差?？梢姡啻尾ㄊＳ鄷r(shí)差與炮檢距平方成正比，各疊加道剩余時(shí)差不一樣，進(jìn)行疊加時(shí)不是同相位疊加。因此，疊加后多次波會(huì)被削弱。這就是水平疊加壓制多次波,突出有效波的原理.當(dāng)前第93頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)3.水平疊加特性討論共反射點(diǎn)多次疊加特性主要以單邊激發(fā)的多次覆蓋觀測系統(tǒng)進(jìn)行。設(shè)地下某一共反射點(diǎn)到達(dá)地面共中心點(diǎn)M處的正常一次反射波為f(t),當(dāng)前第94頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)對(duì)該共反射點(diǎn)道集內(nèi)各道反射波進(jìn)行動(dòng)校正并疊加。對(duì)于正常的一次反射波來說，疊加后輸出結(jié)果為當(dāng)前第95頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)其頻譜為:G()=nF()然而，對(duì)于多次反射波之類的干擾波作動(dòng)校正仍有剩余時(shí)差tk,由于多次波速度vd低于相同t0時(shí)刻的一次反射波的速度，所以一般為正值，疊加后輸出結(jié)果為當(dāng)前第96頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)其頻譜為由(3.7.23)式可見。K()表征了多次疊加特性。因此，我們定義它為多次疊加特性函數(shù)，即當(dāng)前第97頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)K（）亦可理解為濾波特性，只是物埋意義不同，從這個(gè)意義可以認(rèn)為多次疊加是線性濾波系統(tǒng)。它具有振幅特性和相位特性。K()的模就是多次疊加的振幅特性，

當(dāng)前第98頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)即從上式明顯可見，對(duì)于正常反射波，剩余時(shí)差等于零,疊加后輸出信號(hào)振幅增強(qiáng)n倍。對(duì)于多次波之類干擾波存在剩余時(shí)差,疊加后相對(duì)削弱。為表示多次波疊加后相對(duì)于正常一次反射波的壓制程度，當(dāng)前第99頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)我們用疊加后多次波的振幅與疊加后一次波的振幅之比來表征疊加效果，則有當(dāng)前第100頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)而炮檢距其中,偏移距道數(shù)則為炮點(diǎn)距道數(shù)

當(dāng)前第101頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)定義k為疊加參量，它表示各疊加道剩余時(shí)差所占諧波周期的比數(shù)，于是疊加振幅特性公式表示為(3.7.25)(3.7.25)稱為水平疊加的頻率特性函數(shù)當(dāng)前第102頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)式中為偏移距道數(shù);=d/x為炮點(diǎn)距道數(shù),與疊加次數(shù)n及儀器記錄道數(shù)N有關(guān)。所以需確定的參數(shù)為:疊加次數(shù)n;偏移距道數(shù);

炮點(diǎn)距道數(shù);道間距x。當(dāng)前第103頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)水平疊加的相位特性函數(shù)為對(duì)于剩余時(shí)差為零的一次反射波,疊加后信號(hào)相移為零,即疊加后的信號(hào)的相位與共中心點(diǎn)處M的相位一致.當(dāng)前第104頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)5.水平疊加法的參數(shù)對(duì)疊加特性的影響(1)以道間距為參量制作不同道間距的疊加特性曲線，見圖，隨著道間距的增大，通放帶變窄，邊界頻率降低,有利于壓制與一次波速度相近的多次波等干擾波，但也不宜過大，當(dāng)前第105頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)如果x過大，不僅影響波的同相位對(duì)比，而且也會(huì)使一次波產(chǎn)生剩余時(shí)差受到壓制。道間距亦不能太小，太小的道間距不能壓制多次波。小的道間距有利于提高分辨率.當(dāng)前第106頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)(2)偏移距對(duì)疊加振幅特性曲線的影響見圖.偏移距越大，通放帶變窄，有利于壓制與有效波速度相近的規(guī)則干擾波。但也不宜太大，偏移距太大，會(huì)使某些規(guī)則干擾波進(jìn)入二次極值區(qū)，影響壓制干擾波的效果，另外也會(huì)損失淺層有效波。當(dāng)前第107頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)(3)疊加次數(shù)n對(duì)疊加特性的影響見圖（3.7-10）疊加振幅特性曲線中壓制帶的平均值的大小與疊加次數(shù)n有關(guān)系，疊加次數(shù)越大壓制帶平均值越小，壓制效果越好。所以增大疊加次數(shù)對(duì)于提高信噪比是有利的。但也不能過大，因?yàn)榀B加次數(shù)越高，生產(chǎn)效率越低，耗資越大。當(dāng)前第108頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)對(duì)多次反射波，經(jīng)疊加后會(huì)被削弱的，但有時(shí)也會(huì)有殘余能量，殘余能量的同相軸根據(jù)疊加相位特性呈現(xiàn)特殊規(guī)律，即相位隨偏移距分段變化而同相軸分段錯(cuò)開當(dāng)前第109頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)各段之間錯(cuò)開的相位差隨疊加次數(shù)n增加而減小。疊加次數(shù)越高，就越增強(qiáng)多次波同相軸的連續(xù)。高疊加次數(shù)時(shí)，應(yīng)注意有否多次波剩余同相軸。共反射點(diǎn)多次疊加法也有類似組合法的統(tǒng)計(jì)效應(yīng).當(dāng)前第110頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

4．不規(guī)則干擾波的疊加效應(yīng)（1）對(duì)不規(guī)則干擾波疊加后振幅增大倍，而一次反射增加n倍，因此水平疊加后信噪比提高倍。當(dāng)前第111頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)（2）疊加法比組合法有更好的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)。共反射點(diǎn)多次疊加法也有類似組合法的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)，由于疊加道之間的距離(多次疊加相關(guān)半徑)大于組合檢波的組合距，所以疊加法對(duì)隨機(jī)干擾有更好的壓制效果，其統(tǒng)計(jì)效應(yīng)優(yōu)于組合法。當(dāng)前第112頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

圖3.7-7

偏移距對(duì)頻率特性的影響當(dāng)前第113頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.7-8

疊加頻率特性曲線當(dāng)前第114頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)(3)大炮檢距對(duì)分辨夾層頂?shù)捉缑娴姆瓷洳ú焕?；見圖(3-7-9),因此小道間距、小偏移距和短排列接收有利于保護(hù)高頻成分，提高分辨率;(4)疊加法還有頻率濾波作用，對(duì)于有剩余時(shí)差的波起低通濾波的作用，對(duì)于無剩余時(shí)差的波沒有頻率濾波作用。當(dāng)前第115頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

圖3.7-9

簡單地層模型和時(shí)距關(guān)系圖當(dāng)前第116頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

圖3.7-10

覆蓋次數(shù)對(duì)疊加頻率特性的影響=12、x=20,q=15.610-9當(dāng)前第117頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)（1）疊加速度誤差對(duì)疊加效果的影響疊加效果好壞，關(guān)鍵是動(dòng)校正量是否準(zhǔn)確。對(duì)于有效反射波，如果動(dòng)校正量正確，那么動(dòng)校正后疊加道集的各道信號(hào)校正為t=t0的直線，能同相疊加，疊加后有效波能量大大加強(qiáng)，疊加效果好，否則疊加效果差。動(dòng)校正量正確與否取決于疊加速度。如果疊加速度大于有效反射波的真速度、那么動(dòng)校正量就會(huì)小，6.影響疊加效果的因素當(dāng)前第118頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)動(dòng)校后有效反射波的同相軸不能變?yōu)閠=t0的直線，仍是曲線狀，在地震記錄上其同相軸方向與初至波同相軸方向一致。如果疊加速度小于有效反射波的真速度，則動(dòng)校正量會(huì)過大，動(dòng)校正出現(xiàn)過校正現(xiàn)象，其同相軸方向與初至波的相反。這兩種情況下，有效反射波都不是同相疊加，疊加效果是不會(huì)好的。當(dāng)前第119頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)倘若選擇的疊加速度恰好等于多次波速度時(shí)，那么疊加后非但沒有壓制多次波，反而使之增強(qiáng)，削弱了有效波。因此，疊加速度提取得是否合適，直接關(guān)系到疊加剖面的質(zhì)量。當(dāng)前第120頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)總之：a)

速度小于正常速度，動(dòng)校正量過大，形成的同相軸與初至方向相反；

b)速度大于正常速度，校正不足，校正后的同相軸與初至方向相同,他們都不能形成同相位疊加；當(dāng)前第121頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

(2)非共反射點(diǎn)疊加

當(dāng)?shù)叵碌姆瓷浣缑鏋閮A斜界面時(shí)，按水平多次覆蓋觀測系統(tǒng)進(jìn)行觀測，會(huì)出現(xiàn)非共反射點(diǎn)疊加問題。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，若仍按共反射點(diǎn)道集規(guī)律抽道，此時(shí)所抽的道集已不是共反射點(diǎn)道集了。因此，動(dòng)校正后的疊加類似于組合的情況，這必然影響疊加的實(shí)際效果。見圖

當(dāng)前第122頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.7-11傾斜界面時(shí)共反射點(diǎn)的分散當(dāng)前第123頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)各反射點(diǎn)之間的分散距離與界面傾角大小有關(guān)，即傾角越大，共反射點(diǎn)的分散距離越大，越影響共反射點(diǎn)意義下的疊加。當(dāng)前第124頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)

傾斜界面情況下;按水平界面情況抽取共反射點(diǎn)道集雖然是非共反射點(diǎn)的，但卻是共中心點(diǎn)道集;對(duì)于這種道集的反射波時(shí)距曲線稱為共中心點(diǎn)時(shí)距曲線，其方程是共中心點(diǎn)時(shí)距曲線方程。(3)剩余時(shí)差的存在影響疊加效果當(dāng)前第125頁\共有141頁\編于星期四\21點(diǎn)圖3.7-12傾斜界面共中心點(diǎn)與反射點(diǎn)的幾何關(guān)系當(dāng)前第126頁\共有14